CN113105362B - 一种气相法制备6-氨基己腈的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种气相法制备6‑氨基己腈的装置及方法，所述装置包括流化床反应器和再生器，所述流化床反应器的固体出口与再生器的固体入口相连，所述再生器的固体出口与流化床反应器的固体入口相连，再生器的底部设有再生气体入口。本发明将流化床反应器和再生器共同使用，在制备6‑氨基己腈的同时，能够实现催化剂的再生利用，避免因催化剂失活造成装置运行稳定性差的问题；所述方法采用气相法制备6‑氨基己腈，反应原料及催化剂之间接触面积大，传热传质效果好，且催化剂同步再生，克服催化剂活性衰减快、寿命短的缺陷，有助于提高原料的转化率和产品的选择性；所述装置结构及工艺简单，装置及工艺成本较低，具有良好的经济性。
Description
技术领域
本发明属于有机合成技术领域，涉及一种气相法制备6-氨基己腈的装置及方法。
背景技术
己二胺作为一种重要的化工品，主要用于生产聚酰胺，也可用于合成聚氨酯树脂、离子交换树脂和二异氰酸酯，以及用作脲醛树脂、环氧树脂等的固化剂、有机交联剂等，还可用作粘合剂、稳定剂、漂白剂、抗腐蚀剂等，在有机合成、航空航天、纺织造纸、金属材料等领域均有广泛的应用。而己二胺的主要来源则是6-氨基己腈，6-氨基己腈是一种重要的化工中间体，可加氢制备己二胺，因而6-氨基己腈的制备成为己二胺生产线上的重要步骤。
目前，6-氨基己腈的合成主要以己内酰胺为原料，经过氨化脱水反应制备得到，包括气相法和液相法两大类；该反应需要用到催化剂，而反应副产物水会催化己内酰胺发生聚合，生成的聚合物会堵塞催化剂孔道，降低催化剂的活性，此外高温反应易产生焦油、积碳，覆盖在催化剂表面，进一步使得催化剂活性位点减少，造成催化剂逐渐失活，反应装置的运行稳定性较差。
CN 107739318A公开了一种己内酰胺液相法制备6-氨基己腈的方法及装置，包括以下步骤：S1：将己内酰胺、有机溶剂及催化剂混合得混合溶液，再将混合溶液加入反应釜中并对其进行搅拌加热；S2：当混合溶液达到一定温度时，向混合溶液中通入氨气进行反应；S3：反应结束后，对反应产物进行精馏提纯得到纯的6-氨基己腈。该液相法反应采用磷酸或磷酸盐作为催化剂，含磷催化剂使用后难以回收，也未涉及到催化剂的再生利用；该反应对设备的耐腐蚀性要求较高，精馏后会产生含磷废水，增加了后续处理操作。
CN 111004148A公开了一种气相法制备6-氨基己腈的方法，该方法包括以下步骤：将己内酰胺和氨气计量后分别预热，混合后进一步加热，得到混合物，将混合物进入反应器，在催化剂存在条件下进行氨化脱水反应，得到氨化反应物，其中催化剂以碱土金属盐或过渡金属盐为活性组分，二氧化钛或ZSM-5分子筛为载体组成，最后经分离提纯，得到目标产物6-氨基己腈。该方法仍是以反应、提纯为主要步骤，并未涉及到对催化剂的再生处理以及如何解决催化剂活性降低的问题。
CN 111646921A公开了一种己内酰胺法制备己二胺关键中间体6-氨基己腈的催化剂再生方法，该方法主要是将待再生催化剂进行水解处理或溶解处理，所用溶液为酸性溶液、碱性溶液或者有机溶液，但该方法中催化剂的再生无法与反应同步进行，对反应装置的稳定运行时间并无改善作用，且该过程涉及的流程较为繁琐，不利于工业化实施。
综上所述，对于6-氨基己腈的催化制备，还需要能够实现反应和催化剂再生在同一套装置内同步进行，克服催化剂活性衰减快的问题，保证反应装置的长时间连续运行。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种气相法制备6-氨基己腈的装置及方法，所述装置将流化床反应器和再生器共同使用，在制备6-氨基己腈的同时，能够实现催化剂的再生利用，避免因催化剂失活造成装置运行稳定性差的问题，保证反应均匀稳定，提高原料的转化率和产品选择性；所述装置结构简单，所述方法操作简便，装置及工艺成本较低，应用前景广。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一方面，本发明提供了一种气相法制备6-氨基己腈的装置，所述装置包括流化床反应器和再生器，所述流化床反应器的固体出口与再生器的固体入口相连，所述再生器的固体出口与流化床反应器的固体入口相连，所述再生器的底部设有再生气体入口。
本发明中，采用气相法制备6-氨基己腈，流化床反应器中反应原料及催化剂之间接触面积大，传热传质效果好，有助于高效合成6-氨基己腈，而且再生器的设置，可以在反应过程中将催化剂采用进行再生，克服催化剂活性衰减快、寿命短的缺陷，保证装置能够长时间连续稳定运行，有助于提高原料的转化率和产品的选择性；所述装置结构及工艺简单，催化剂使用寿命长，反应效果好，具有良好的经济性。
以下作为本发明优选的技术方案，但不作为本发明提供的技术方案的限制，通过以下技术方案，可以更好地达到和实现本发明的技术目的和有益效果。
作为本发明优选的技术方案，所述流化床反应器的上部连接有提升管，所述再生器的固体出口连接至提升管上返回流化床反应器。
优选地，所述流化床反应器的底部设有气态混合物入口，所述提升管的顶部为反应产物出口。
本发明中，在流化床反应器的上方设置提升管的作用在于：延长催化剂与原料接触时间，而且提升管上部进活性较高的再生催化剂，从而提升原料的转化率，同时有利于催化剂沉降回流化床反应器内。
作为本发明优选的技术方案，所述流化床反应器的固体出口与再生器的固体入口的连接管路上设有阀门。
优选地，所述再生器的固体出口与流化床反应器的固体入口的连接管路上设有固体进料装置。
本发明中，催化剂采出管路上设置阀门，可以控制催化剂的采出方式以及采出速率，而固体进料装置则为再生催化剂返回流化床反应器提供输送动力，并保证催化剂输送进程的稳定性和加入速率的一致性。
另一方面，本发明提供了一种采用上述装置制备6-氨基己腈的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将己内酰胺和氨气的气态混合物通入流化床反应器，在催化剂作用下发生氨化脱水反应，生成6-氨基己腈；
(2)在步骤(1)反应过程中采出部分催化剂进入再生器，采用含氧再生气体进行再生处理，再生后的催化剂返回流化床反应器。
作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述气态混合物还包括有机溶剂。
优选地，所述有机溶剂包括甲醇、乙醇、乙腈、甲苯或二甲苯中的任意一种或至少两种的组合，所述组合典型但非限制性实例有：甲醇和乙醇的组合，乙醇和乙腈的组合，甲苯和二甲苯的组合，甲醇、乙醇和乙腈的组合，乙腈、甲苯和二甲苯的组合，甲醇、乙醇、乙腈和甲苯的组合等。
优选地，所述己内酰胺、氨气和有机溶剂的重量比为1:(0.2～20):(0～10)，例如1:0.2、1:10、1:20、1:0.5:1、1:5:1、1:15:1、1:0.8:3、1:8:3、1:16:3、1:1:5、1:10:6、1:20:10等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为1:(0.8～5):(0～3)。
本发明中，反应物己内酰胺和氨气的加入量比例是影响原料转化率的重要因素，若己内酰胺和氨气重量比偏高，即氨气加入量较少，会使得原料转化率及产品选择性降低，催化剂活性衰减加速；若是己内酰胺和氨气重量比偏低，即氨气加入量较多，则会提高氨气消耗或氨气回用能耗，不利于工艺经济性；
其中，有机溶剂在氨化脱水反应中的作用在于缓解催化剂表面结焦程度，延长催化剂使用寿命。
作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述催化剂包括活性组分和载体，所述活性组分包括磷酸和/或磷酸盐，所述载体包括氧化铝和/或二氧化硅。
优选地，所述活性组分占载体的质量分数为0.1～10wt％，例如0.1wt％、0.5wt％、1wt％、2wt％、3wt％、5wt％、7wt％、8wt％或10wt％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述活性组分包括磷酸、多聚磷酸、磷酸镁、磷酸铝、磷酸钙或磷酸硼中的任意一种或至少两种的组合，所述组合典型但非限制性实例有：磷酸和磷酸镁的组合，多聚磷酸和磷酸铝的组合，磷酸钙和磷酸硼的组合，磷酸、磷酸镁和磷酸铝的组合，磷酸、多聚磷酸、磷酸铝和磷酸钙的组合等。
作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述气态混合物通入流化床反应器前，先进行预热形成气态。
本发明中，由于己内酰胺常温下为固态，有机溶剂为液态，而反应温度下混合物是呈气态的，因而需要先进行预热，提前形成气态混合物，使之进入流化床反应器即可开始反应。
优选地，步骤(1)所述氨化脱水反应的温度为300～500℃，例如300℃、320℃、350℃、380℃、400℃、420℃、450℃、480℃或500℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为350～450℃。
优选地，步骤(1)所述氨化脱水反应的压力为0～3MPa，例如0MPa、0.2MPa、0.5MPa、1MPa、1.5MPa、2MPa、2.5MPa或3MPa等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为0.2～1MPa。
优选地，步骤(1)所述氨化脱水反应时，己内酰胺的重时空速为0.1～10h-1，例如0.1h-1、0.5h-1、1h-1、2h-1、3h-1、5h-1、6h-1、8h-1或10h-1等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为0.5～5h-1。
本发明中，反应温度、压力以及空速是反应进行的重要工艺参数，所述反应的压力是以表压来计量的，而空速与接触时间关联性较大，若空速过低，会造成装置产能过低，不利于工业化实施，若空速过高，则会加聚催化剂表面结焦，缩短催化剂寿命。
作为本发明优选的技术方案，步骤(2)所述催化剂的采出速率为每小时采出催化剂总量的0.5～2wt％，例如0.5wt％、0.8wt％、1wt％、1.2wt％、1.5wt％、1.8wt％或2wt％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(2)所述催化剂连续采出或间歇采出。
优选地，步骤(2)所述含氧再生气体的组成包括氧气和氮气。
优选地，步骤(2)所述含氧再生气体中氧气体积分数为0.1～50％，例如0.1％、0.5％、2％、5％、10％、15％、20％、30％、40％或50％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为2～20％。
作为本发明优选的技术方案，步骤(2)所述再生处理的温度为300～800℃，例如300℃、400℃、500℃、600℃、700℃或800℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(2)所述再生处理的压力为0～1MPa，例如0MPa、0.2MPa、0.4MPa、0.5MPa、0.6MPa、0.8MPa或1MPa等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(2)再生气体的重时空速为0.01～10h-1，例如0.01h-1、0.05h-1、0.1h-1、0.5h-1、1h-1、2h-1、3h-1、5h-1、8h-1或10h-1等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为0.05～3h-1。
本发明中，所述催化剂的再生过程主要是利用氧气的氧化作用，在较高温度条件下将催化剂表面的积碳及焦油等物质氧化为二氧化碳、水和氮氧化物等物质，使得失活催化剂中的活性位点裸露、易于与反应物接触，从而实现催化剂的再生。
作为本发明优选的技术方案，所述方法包括以下步骤：
(1)将己内酰胺和氨气的气态混合物或己内酰胺、氨气和有机溶剂的气态混合物通入流化床反应器，所述有机溶剂包括甲醇、乙醇、乙腈、甲苯或二甲苯中的任意一种或至少两种的组合，所述己内酰胺、氨气和有机溶剂的重量比为1:(0.2～20):(0～10)，在催化剂作用下发生氨化脱水反应，所述催化剂的活性组分包括负载磷酸和/或磷酸盐，所述催化剂的载体包括氧化铝和/或二氧化硅，所述氨化脱水反应的温度为300～500℃，压力为0～3MPa，以己内酰胺计量的重时空速为0.1～10h-1，生成6-氨基己腈；
(2)在步骤(1)反应过程中连续或间歇采出部分催化剂进入再生器，所述催化剂的采出速率为每小时采出催化剂总量的0.5～2wt％，采用含氧再生气体进行再生处理，所述含氧再生气体包括氧气和氮气，氧气的体积分数为0.1～50％，所述再生处理的温度为300～800℃，压力为0～1MPa，重时空速为0.01～10h-1，再生后的催化剂返回流化床反应器。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明所述装置将流化床反应器和再生器共同使用，在制备6-氨基己腈的同时，能够实现催化剂的再生利用，避免因催化剂失活造成装置运行稳定性差的问题，装置连续稳定运行时间长达3200h以上；
(2)本发明所述方法采用气相法制备6-氨基己腈，反应原料及催化剂之间接触面积大，传热传质效果好，且催化剂的同步再生，克服催化剂活性衰减快、寿命短的缺陷，有助于提高原料的转化率和产品的选择性，己内酰胺转化率均可达96.5％以上，6-氨基己腈的选择性均可达95.4％以上；
(3)本发明所述装置结构及工艺简单，装置及工艺成本较低，催化剂使用寿命长，反应效果好，具有良好的经济性。
附图说明
图1是本发明实施例1提供的气相法制备6-氨基己腈的装置结构示意图；
其中，1-流化床反应器，2-再生器，3-提升管，4-阀门，5-固体进料装置。
具体实施方式
为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，下面对本发明进一步详细说明。但下述的实施例仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明保护范围以权利要求书为准。
本发明具体实施方式部分提供了一种气相法制备6-氨基己腈的装置及方法，所述装置包括流化床反应器1和再生器2，所述流化床反应器1的固体出口与再生器2的固体入口相连，所述再生器2的固体出口与流化床反应器1的固体入口相连，所述再生器2的底部设有再生气体入口。
所述方法包括以下步骤：
(1)将己内酰胺和氨气的气态混合物通入流化床反应器1，在催化剂作用下发生氨化脱水反应，生成6-氨基己腈；
(2)在步骤(1)反应过程中采出部分催化剂进入再生器2，采用含氧再生气体进行再生处理，再生后的催化剂返回流化床反应器1。
以下为本发明典型但非限制性实施例：
实施例1：
本实施例提供了一种气相法制备6-氨基己腈的装置，所述装置的结构示意图如图1所示，包括流化床反应器1和再生器2，所述流化床反应器1的固体出口与再生器2的固体入口相连，所述再生器2的固体出口与流化床反应器1的固体入口相连，所述再生器2的底部设有再生气体入口。
所述流化床反应器1的上部连接有提升管3，所述再生器2的固体出口连接至提升管3上。
所述流化床反应器1的底部设有气态混合物入口，所述提升管3的顶部为反应产物出口。
所述流化床反应器1的固体出口与再生器2的固体入口的连接管路上设有阀门4。
所述再生器2的固体出口与流化床反应器1的固体入口的连接管路上设有固体进料装置5。
实施例2：
本实施例提供了一种气相法制备6-氨基己腈的方法，所述方法采用实施例1中的装置进行，包括以下步骤：
(1)将己内酰胺、氨气和乙腈预热后形成的气态混合物通入流化床反应器1，所述己内酰胺、氨气和乙腈的重量比为1:4:3，在负载磷酸铝的氧化铝催化作用下发生氨化脱水反应，所述磷酸铝占氧化铝的质量分数为5wt％，所述氨化脱水反应的温度为400℃，压力为0.2MPa，以己内酰胺计量的重时空速为2h-1，生成6-氨基己腈；
(2)在步骤(1)反应过程中连续采出部分催化剂进入再生器2，所述催化剂的采出速率为每小时采出催化剂总量的1wt％，采用含氧再生气体进行再生处理，所述含氧再生气体包括氧气和氮气，氧气的体积分数为5％，所述再生处理的温度为500℃，压力为0.2MPa，重时空速为0.5h-1，再生后的催化剂返回流化床反应器1。
本实施例中，所述氨化脱水反应中，己内酰胺的转化率为98.9％，6-氨基己腈的选择性为98.7％；装置连续稳定运行时间达到4000h。
实施例3：
本实施例提供了一种气相法制备6-氨基己腈的方法，所述方法采用实施例1中的装置进行，包括以下步骤：
(1)将己内酰胺、氨气和甲苯预热后形成的气态混合物通入流化床反应器1，所述己内酰胺、氨气和甲苯的重量比为1:0.8:0.1，在负载磷酸铝的氧化铝催化作用下发生氨化脱水反应，所述磷酸铝占氧化铝的质量分数为0.5wt％，所述氨化脱水反应的温度为500℃，压力为1MPa，以己内酰胺计量的重时空速为5h-1，生成6-氨基己腈；
(2)在步骤(1)反应过程中连续采出部分催化剂进入再生器2，所述催化剂的采出速率为每小时采出催化剂总量的0.5wt％，采用含氧再生气体进行再生处理，所述含氧再生气体包括氧气和氮气，氧气的体积分数为20％，所述再生处理的温度为300℃，压力为1MPa，重时空速为0.1h-1，再生后的催化剂返回流化床反应器1。
本实施例中，所述氨化脱水反应中，己内酰胺的转化率为96.7％，6-氨基己腈的选择性为97.2％；装置连续稳定运行时间达到3500h。
实施例4：
本实施例提供了一种气相法制备6-氨基己腈的方法，所述方法采用实施例1中的装置进行，包括以下步骤：
(1)将己内酰胺、氨气和乙醇预热后形成的气态混合物通入流化床反应器1，所述己内酰胺、氨气和乙醇的重量比为1:20:10，在负载磷酸钙的二氧化硅催化作用下发生氨化脱水反应，所述磷酸钙占二氧化硅的质量分数为4wt％，所述氨化脱水反应的温度为300℃，压力为3MPa，以己内酰胺计量的重时空速为0.5h-1，生成6-氨基己腈；
(2)在步骤(1)反应过程中连续采出部分催化剂进入再生器2，所述催化剂的采出速率为每小时采出催化剂总量的2wt％，采用含氧再生气体进行再生处理，所述含氧再生气体包括氧气和氮气，氧气的体积分数为50％，所述再生处理的温度为800℃，压力为0MPa，重时空速为5h-1，再生后的催化剂返回流化床反应器1。
本实施例中，所述氨化脱水反应中，己内酰胺的转化率为98.6％，6-氨基己腈的选择性为99.2％；装置连续稳定运行时间达到5000h。
实施例5：
本实施例提供了一种气相法制备6-氨基己腈的方法，所述方法采用实施例1中的装置进行，包括以下步骤：
(1)将己内酰胺和氨气预热后形成的气态混合物通入流化床反应器1，所述己内酰胺和氨气的重量比为1:4，在负载磷酸的氧化铝催化作用下发生氨化脱水反应，所述磷酸占氧化铝的质量分数为7.5wt％，所述氨化脱水反应的温度为350℃，压力为0.5MPa，以己内酰胺计量的重时空速为6h-1，生成6-氨基己腈；
(2)在步骤(1)反应过程中间歇采出部分催化剂进入再生器2，所述催化剂的采出速率为每小时采出催化剂总量的1.5wt％，采用含氧再生气体进行再生处理，所述含氧再生气体包括氧气和氮气，氧气的体积分数为2％，所述再生处理的温度为600℃，压力为0.8MPa，重时空速为3h-1，再生后的催化剂返回流化床反应器1。
本实施例中，所述氨化脱水反应中，己内酰胺的转化率为99.1％，6-氨基己腈的选择性为97.9％；装置连续稳定运行时间达到4500h。
实施例6：
本实施例提供了一种气相法制备6-氨基己腈的方法，所述方法采用实施例1中的装置进行，包括以下步骤：
(1)将己内酰胺和氨气预热后形成的气态混合物通入流化床反应器1，所述己内酰胺和氨气的重量比为1:10，在负载磷酸镁和磷酸钙的氧化铝催化作用下发生氨化脱水反应，所述磷酸镁、磷酸钙与氧化铝的质量比为0.01:0.09:1，所述氨化脱水反应的温度为450℃，压力为2MPa，以己内酰胺计量的重时空速为0.1h-1，生成6-氨基己腈；
(2)在步骤(1)反应过程中间歇采出部分催化剂进入再生器2，所述催化剂的采出速率为每小时采出催化剂总量的1.2wt％，采用含氧再生气体进行再生处理，所述含氧再生气体包括氧气和氮气，氧气的体积分数为10％，所述再生处理的温度为400℃，压力为0.4MPa，重时空速为0.05h-1，再生后的催化剂返回流化床反应器1。
本实施例中，所述氨化脱水反应中，己内酰胺的转化率为99.6％，6-氨基己腈的选择性为98.9％；装置连续稳定运行时间达到5300h。
实施例7：
本实施例提供了一种气相法制备6-氨基己腈的方法，所述方法采用实施例1中的装置进行，包括以下步骤：
(1)将己内酰胺、氨气和乙腈预热后形成的气态混合物通入流化床反应器1，所述己内酰胺、氨气和乙腈的重量比为1:0.2:5，在负载磷酸铝的氧化铝催化作用下发生氨化脱水反应，所述磷酸铝占氧化铝的质量分数为2wt％，所述氨化脱水反应的温度为400℃，压力为0.5MPa，以己内酰胺计量的重时空速为4h-1，生成6-氨基己腈；
(2)在步骤(1)反应过程中连续采出部分催化剂进入再生器2，所述催化剂的采出速率为每小时采出催化剂总量的0.8wt％，采用含氧再生气体进行再生处理，所述含氧再生气体包括氧气和氮气，氧气的体积分数为30％，所述再生处理的温度为700℃，压力为0.6MPa，重时空速为8h-1，再生后的催化剂返回流化床反应器1。
本实施例中，所述氨化脱水反应中，己内酰胺的转化率为96.5％，6-氨基己腈的选择性为95.4％；装置连续稳定运行时间达到3200h。
对比例1：
本对比例提供了一种气相法制备6-氨基己腈的方法，所述方法采用实施例1中的装置进行，所述方法参照实施例3中的方法，区别仅在于：步骤(1)中所述己内酰胺、氨气和甲苯的重量比为1:0.15:0.1。
本对比例中，由于原料中己内酰胺和氨气的重量比过高，即氨气的加入量过少，造成己内酰胺的转化率和6-氨基己腈选择性的降低，此时己内酰胺的转化率仅为81.6％，6-氨基己腈的选择性仅为82.5％，装置的连续稳定运行时间减为1500h。
对比例2：
本对比例提供了一种气相法制备6-氨基己腈的装置及方法，所述装置参照实施例1中的装置，区别仅在于：所述装置不包括再生器2。
所述方法参照实施例2中的方法，区别仅在于：不包括步骤(2)的操作。
本对比例中，由于所述装置未设置再生器，6-氨基己腈制备过程中催化剂会逐渐失活，随反应进行己内酰胺的转化率和6-氨基己腈的选择性均逐步降低，影响装置的稳定运行，该装置连续运行时间仅为900h，造成6-氨基己腈的生产效率较低。
综合上述实施例和对比例可以看出，本发明所述装置将流化床反应器和再生器共同使用，在制备6-氨基己腈的同时，能够实现催化剂的再生利用，避免因催化剂失活造成装置运行稳定性差的问题，装置连续稳定运行时间长达3200h以上；所述方法采用气相法制备6-氨基己腈，反应原料及催化剂之间接触面积大，传热传质效果好，且催化剂的同步再生，克服催化剂活性衰减快、寿命短的缺陷，有助于提高原料的转化率和产品的选择性，己内酰胺转化率均可达96.5％以上，6-氨基己腈的选择性均可达95.4％以上；所述装置结构及工艺简单，装置及工艺成本较低，催化剂使用寿命长，反应效果好，具有良好的经济性。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细装置与方法，但本发明并不局限于上述详细装置与方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细装置与方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明装置的等效替换及辅助装置的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (21)
1.一种气相法制备6-氨基己腈的方法，其特征在于，所述方法采用气相法制备6-氨基己腈的装置进行，所述装置包括流化床反应器和再生器，所述流化床反应器的固体出口与再生器的固体入口相连，所述再生器的固体出口与流化床反应器的固体入口相连，所述再生器的底部设有再生气体入口；所述流化床反应器的上部连接有提升管，所述再生器的固体出口连接至提升管上；
所述方法包括以下步骤：
(1)将己内酰胺和氨气的气态混合物通入流化床反应器，所述气态混合物还包括有机溶剂，所述己内酰胺、氨气和有机溶剂的重量比为1:(0.2～20):(0～10)，在催化剂作用下发生氨化脱水反应，所述催化剂包括活性组分和载体，所述活性组分为磷酸和/或磷酸盐，所述载体为氧化铝和/或二氧化硅，所述活性组分占载体的质量分数为0.1～10wt％，所述氨化脱水反应的压力为0～3MPa，生成6-氨基己腈；
(2)在步骤(1)反应过程中采出部分催化剂进入再生器，采用含氧再生气体进行再生处理，所述再生处理的温度为300～800℃，压力为0～1MPa，再生后的催化剂返回流化床反应器。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述流化床反应器的底部设有气态混合物入口，所述提升管的顶部为反应产物出口。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述流化床反应器的固体出口与再生器的固体入口的连接管路上设有阀门。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述再生器的固体出口与流化床反应器的固体入口的连接管路上设有固体进料装置。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述有机溶剂为甲醇、乙醇、乙腈、甲苯或二甲苯中的任意一种或至少两种的组合。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述己内酰胺、氨气和有机溶剂的重量比为1:(0.8～5):(0～3)。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述活性组分为磷酸、多聚磷酸、磷酸镁、磷酸铝、磷酸钙或磷酸硼中的任意一种或至少两种的组合。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述气态混合物通入流化床反应器前，先进行预热形成气态。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述氨化脱水反应的温度为300～500℃。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述氨化脱水反应的温度为350～450℃。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述氨化脱水反应的压力为0.2～1MPa。
12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述氨化脱水反应时，己内酰胺的重时空速为0.1～10h-1。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述氨化脱水反应时，己内酰胺的重时空速为0.5～5h-1。
14.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述催化剂的采出速率为每小时采出催化剂总量的0.5～2wt％。
15.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述催化剂连续采出或间歇采出。
16.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述含氧再生气体的组成为氧气和氮气。
17.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述含氧再生气体中氧气体积分数为0.1～50％。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述含氧再生气体中氧气体积分数为2～20％。
19.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)再生气体的重时空速为0.01～10h-1。
20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，步骤(2)再生气体的重时空速为0.05～3h-1。
21.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)将己内酰胺和氨气的气态混合物或己内酰胺、氨气和有机溶剂的气态混合物通入流化床反应器，所述有机溶剂为甲醇、乙醇、乙腈、甲苯或二甲苯中的任意一种或至少两种的组合，所述己内酰胺、氨气和有机溶剂的重量比为1:(0.2～20):(0～10)，在催化剂作用下发生氨化脱水反应，所述催化剂的活性组分为负载磷酸和/或磷酸盐，所述催化剂的载体为氧化铝和/或二氧化硅，所述氨化脱水反应的温度为300～500℃，压力为0～3MPa，以己内酰胺计量的重时空速为0.1～10h-1，生成6-氨基己腈；
(2)在步骤(1)反应过程中连续或间歇采出部分催化剂进入再生器，所述催化剂的采出速率为每小时采出催化剂总量的0.5～2wt％，采用含氧再生气体进行再生处理，所述含氧再生气体为氧气和氮气，氧气的体积分数为0.1～50％，所述再生处理的温度为300～800℃，压力为0～1MPa，重时空速为0.01～10h-1，再生后的催化剂返回流化床反应器。
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