CN113248389A - 一种1,2-环己二胺的生产系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种1,2‑环己二胺的生产系统，包括固液分离装置、脱水塔、脱焦塔、精制塔，所述固液分离装置的物料进口用于与反应器排出的经气液分离、催化剂过滤、脱醇的混合物料源相连，固液分离装置通过溢流管对脱水塔供料，所述脱水塔的塔底排料口经第一管路对脱焦塔供料，所述脱焦塔的塔顶排料口经第二管路对精制塔供料，该精制塔的塔顶排料口经冷凝器，与一回流管路相连，所述回流管路上依次设置有回流罐、出料泵、第一阀门，该回流管路的下游端与精制塔的回流口相连，一排料管连接在回流管路上，位于出料泵和第一阀门之间，该排料管上设置第二阀门。本发明结构简单、操作方便，可连续稳定生产1,2‑环己二胺产品，满足化工企业的实际需求。

Description

一种1,2-环己二胺的生产系统及方法

技术领域

本发明涉及化工领域，特别涉及一种1,2-环己二胺的生产系统及方法。

背景技术

己二胺作为一种重要的化工原料，主要用途是与己二酸、葵二酸等反应制备尼龙66和尼龙610等产品，以及制成各种尼龙树脂、尼龙纤维和工程塑料。然而，己二胺的产量常处于供不应求的状态，导致己二胺的市场价格较高。

1,2-环己二胺与己二胺的结构类似。1,2-环己二胺可在多方面替代己二胺作为原料，且可用于固化剂、水处理剂等，同时可用作医药中间体和多种手性合成试剂。具体用途包括桥面铺装环氧防水粘接胶，高铁混凝土修复环氧胶，输油气管道补口防腐涂料，乳化沥青乳化剂原料，建筑基础高强环氧砂浆，在涂料行业中用作碱性环氧树脂固化剂，以及作为合成奥沙利铂抗癌药物的中间体等。

因此，如何设计一种高效的1,2-环己二胺生产方法，以缓解己二胺的生产压力，是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的之一是针对现有技术的不足，提供一种1,2-环己二胺的生产系统，其结构简单、操作方便，可连续稳定生产1,2-环己二胺产品，满足化工企业的实际需求。

本发明的目的之二是提供一种1,2-环己二胺的生产方法，可连续稳定生产得到1,2-环己二胺产品，且生产得到的1,2-环己二胺产品的纯度达到95wt％以上，水含量在4wt％以下，其他有机物杂质含量在1wt％以下，且不含氢氧化钠，保证产品质量。

实现本发明目的之一的技术方案是：一种1,2-环己二胺的生产系统，包括固液分离装置、脱水塔、脱焦塔、精制塔，所述固液分离装置的物料进口用于与反应器排出的经气液分离、催化剂过滤、脱醇的混合物料源相连，固液分离装置通过溢流管对脱水塔供料，所述脱水塔的塔底排料口经第一管路对脱焦塔供料，所述脱焦塔的塔顶排料口经第二管路对精制塔供料，该精制塔的塔顶排料口经冷凝器，与一回流管路相连，所述回流管路上依次设置有回流罐、出料泵、第一阀门，该回流管路的下游端与精制塔的回流口相连，一排料管连接在回流管路上，位于出料泵和第一阀门之间，该排料管上设置第二阀门。

系统还包括反应器、闪蒸罐、过滤器、脱醇塔，所述反应器为气液固三相流化床反应器，反应器的底部设置原料进口，反应器的顶部设置排料出口，经闪蒸罐，与过滤器的进口相连，所述过滤器的出口通过第三管路对脱醇塔供料，该第三管路上设有脱醇进料泵，所述脱醇塔的塔底排料口与固液分离装置的物料进口相连。

所述反应器的排料出口和闪蒸罐之间设置第一缓冲罐，闪蒸罐和过滤器之间设置第二缓冲罐、过滤器进料泵，过滤器进料泵位于第二缓冲罐的下游，所述过滤器和脱醇塔之间设置第三缓冲罐，第三缓冲罐位于脱醇进料泵的上游。

所述反应器设有第一冷却器，第一冷却器为盘管或夹套，所述第二缓冲罐设有第二冷却器，第二冷却器为盘管或夹套，第二缓冲罐内设有搅拌装置。

所述脱醇塔的塔底排料口经一换热器的热介质通道与固液分离装置相连，所述脱醇进料泵经该换热器的冷介质通道，对脱醇塔供料。

实现本发明目的之二的技术方案是：采用任一上述生产系统生产1,2-环己二胺的方法，包括以下步骤：

1)由己二腈、乙醇溶液、液碱和催化剂组成的预混液，与过量的氢气从反应器的底部进料，于65-80℃条件下进行加氢反应，己二腈、乙醇、催化剂、液碱的重量比为80-120：50-90：1-10：0.5-1.5，得到混合液；

2)混合液经气液分离除去氢气、经过滤除去催化剂、经脱醇，得到液相；

3)液相降温至75-95℃，进入固液分离装置，其中的粗有机相溢流至脱水塔，在-(80-100)KPaG条件下，塔釜温度为125-140℃，脱除水至含量小于0.5wt％，塔釜液为有机相；

4)有机相泵入脱焦塔，在-(80-95)KPaG条件下，塔釜温度为130-145℃，塔顶的有机物蒸汽在负压条件下进入精制塔；

5)精制塔在-(90-100)KPaG条件下，控制塔釜温度为110-135℃，精制塔塔顶的有机蒸汽经冷凝器冷凝为液态目标产品，进入回流罐，通过控制第一阀门、第二阀门的开度，使其中部分液态目标产物回流至精制塔，另一部分经排料管排出。

步骤1)所述液碱为氢氧化钠溶液，浓度为30～45wt％，所述催化剂为高比表面积的金属催化剂。

步骤2)所述过滤，将除去氢气的混合液降温至55-70℃，加压至200-400KPaG，经过过滤器除去其中的催化剂，过滤器的孔径为1-20μm。

步骤3)得到的液相与经过过滤除去催化剂的混合液热交换，使过滤除去催化剂的混合液升温至75-95℃。

步骤4)脱焦塔和精制塔串联，精制塔的塔顶压力由真空系统控制，脱焦塔的塔顶气相压力由精制塔提供，并通过阀门进行控制调节，保持真空度为-(80-95)KPaG。

采用上述技术方案具有以下有益效果：

1、本发明提供的1,2-环己二胺的生产系统，利用反应器合成得到以1,2-环己二胺为主的混合物，生成的混合物经气液分离、过滤、脱醇、固液分离、脱水、脱焦，并经精制，得到的产品中1,2-环己二胺的含量达到95wt％以上，杂质有机物含量低于1wt％，且水含量控制在4wt％以下，且不含氢氧化钠，可以作为产品替代己二胺及衍生物用于固化剂、水处理剂等。

2、本发明生产系统的闪蒸罐位于反应器和过滤器之间，用于将反应器生成的混合物中的过量的氢气分离并回收，保证下游装置的生产安全，且降低企业的生产成本。且在闪蒸罐的上游设置一缓冲罐，混合物先进入缓冲罐中，且暂留，对过量的氢气形成液封，含有过量氢气的混合物进入闪蒸罐经闪蒸处理后，其中夹杂的氢气以及少量的乙醇等低沸点杂质以汽态的形式分离，经冷凝为液态后回收利用。

3、本发明生产系统在过滤器的上游设置过第二缓冲罐，且设有第二冷却器，对反应混合液充分降温，避免物料中的催化剂对反应产物继续催化，进而避免生成副产物，保证1,2-环己二胺的收率。

4、本发明生产系统的固液分离装置的上游端连接一换热器，利用温度较低的除去催化剂的混合物对脱醇塔排出的物料进行冷却降温，在降低脱醇塔能耗的基础上，还有利于固液分离装置中反应混合液中的氢氧化钠析出，可以有效提高固液分离装置的分离效果。

5、本发明提供的1,2-环己二胺的的生产方法，通过控制己二腈、乙醇、催化剂、氢氧化钠的重量比为80-120：50-90：1-10：0.5-1.5，与过量的氢气进行反应，且控制反应参数为65-80℃，可以有效的控制加氢的速度，控制6-氨基己腈和1,6-己二胺的生成量，以及避免己二腈自身的环化，减少2-氨基环戊基甲胺的生成。

6、本发明提供的1,2-环己二胺的生产方法，先通过闪蒸罐将反应器生成的混合物料中过量的氢气除去，保证下游工序的安全，然后通过降温、过滤除去催化剂，避免后续分离过程中高温操作导致反应物在催化剂存在下进一步反应生成副产，接着利用乙醇沸点较低、容易分离的特点，将混合物料中的乙醇脱去，实现乙醇的循环回收利用，同时避免乙醇在固液分离排出氢氧化钠时带出乙醇，降低碱液中有机物的含量(乙醇溶解有机物)，避免乙醇或有机物损失，再利用脱水塔将其中的水分除去，进入脱焦塔，使其中少量残留的氢氧化钠滞留在脱焦塔中，完成分离，避免直接进入精制塔造成塔釜和再沸器结焦，使最终经精制塔分离得到的1,2-环己二胺的含量达到95wt％以上，杂质有机物含量低于1wt％，且水含量控制在4wt％以下，且不含氢氧化钠。

下面结合附图和具体实施方式作进一步的说明。

附图说明

图1为本发明实施例1的结构示意图。

附图中，1为固液分离装置，2为脱水塔，3为脱焦塔，4为精制塔，5为溢流管，6为冷凝器，7为回流管路，8为回流罐，9为出料泵，10为排料管，11为反应器，12为闪蒸罐，13为过滤器，14为脱醇塔，15为脱醇进料泵，16为第一缓冲罐，17为第二缓冲罐，18为过滤器进料泵，19为第三缓冲罐，20为换热器，101为第一管路，102为第二管路，103为第三管路，a为第一阀门，b为第二阀门。

具体实施方式

本发明中，未标明具体结构的设备或零部件，通常为化工领域常规的设备或零部件，未标明具体连接方式的，通常为化工领域常规的连接方式或厂家建议的连接方式。使用的原料满足相关的国家或行业标准要求。

实施例1

1,2-环己二胺的生产系统包括固液分离装置1、脱水塔2、脱焦塔3、精制塔4，其中，固液分离装置为倾析器。所述固液分离装置1的物料进口用于与反应器排出的经气液分离、催化剂过滤、脱醇的混合物料源相连，本实施例中，还包括反应器11、闪蒸罐12、过滤器13、脱醇塔14，所述反应器11为气液固三相流化床反应器，反应器11的底部设置原料进口，反应器11的顶部设置排料出口，经闪蒸罐12，与过滤器13的进口相连，所述过滤器13的出口通过第三管路103对脱醇塔14供料，该第三管路103上设有脱醇进料泵15，所述脱醇塔14的塔底排料口与固液分离装置1的物料进口相连，具体的，反应器11设有第一冷却器，第一冷却器为盘管或夹套，反应器11的排料出口和闪蒸罐12之间设置第一缓冲罐16，闪蒸罐12和过滤器13之间设置第二缓冲罐17、过滤器进料泵18，过滤器进料泵18位于第二缓冲罐17的下游，且该第二缓冲罐17设有第二冷却器，第二冷却器为盘管或夹套，第二缓冲罐17内设有搅拌装置。所述过滤器13和脱醇塔14之间设置第三缓冲罐19，第三缓冲罐19位于脱醇进料泵15的上游。脱醇塔14的塔底排料口经一换热器20的热介质通道与固液分离装置1相连，所述脱醇进料泵15经该换热器20的冷介质通道，对脱醇塔14供料。固液分离装置1通过溢流管5对脱水塔2供料。所述脱水塔2的塔底排料口经第一管路101对脱焦塔3供料，所述脱焦塔3的塔顶排料口经第二管路102对精制塔4供料，该精制塔4的塔顶排料口经冷凝器6，与一回流管路7相连，所述回流管路7上依次设置有回流罐8、出料泵9、第一阀门a，该回流管路7的下游端与精制塔4的回流口相连，一排料管10连接在回流管路7上，位于出料泵9和第一阀门a之间，该排料管10上设置第二阀门b。

实施例2

采用实施例1的生产系统生产1,2-环己二胺的方法，包括以下步骤：

1)由己二腈、乙醇溶液、氢氧化钠和催化剂组成的预混液，与过量的氢气从反应器的底部进料。己二腈、乙醇、催化剂、氢氧化钠的重量比为95：45：2：1.0，于65-80℃条件下进行加氢反应，其中，乙醇作为溶剂，氢氧化钠作为助剂，得到混合液；

2)混合液经第一缓冲罐缓冲、降速后，进入闪蒸罐，将其中过量的氢气除去，用于回收利用，除去氢气的混合液进入第二缓冲罐，经搅拌、降温至60℃，进入过滤器，保持350KPaG的过滤压力，将混合液中的催化剂过滤，进入第三缓冲罐，缓冲、降速后，经换热器，与脱醇塔的塔釜液进行热量交换后，升温至70℃，进入脱醇塔，脱醇塔的再沸器采用饱和蒸汽间接加热釜液，保持温度为125℃，从塔顶出来的气体经冷凝后，回收利用，塔釜液在换热器降温后，经再次降温至85℃，进入固液分离装置；

3)进入固液分离装置的混合液，其中的粗有机相溢流至脱水塔，塔釜温度为125℃，在-90KPaG条件下，脱除水至含量小于0.2wt％，塔釜液为有机相；

4)有机相泵入脱焦塔，控制塔釜温度为135℃，在-90KPaG条件下，塔顶的有机物蒸汽在负压条件下进入精制塔；

5)精制塔控制在-92KPaG条件下，控制塔釜温度为120℃，塔顶的有机蒸汽经冷凝器冷凝为液态目标产品，进入回流罐，通过控制第一阀门调节回流比，保持塔顶温度稳定，通过打开第二阀门采出成品。

系统稳定运行后，通过GC气相色谱对产品含量进行分析，1,2-环己二胺的含量为96.19wt％，通过火焰光度法对样品1,2-环己二胺中的氧化钠含量进行测定。具体为将样品用水配制成试液后，导入火焰光度计中，通过特征光的强度检测钠离子浓度，根据工作曲线计算出试液中钠离子的浓度。实际分析结果均为未测出。样品中水分的检测按照GB/T 6283规定的方法进行，通过对样品进行检测，其中的水含量为1.160％。

实施例3

采用实施例1的生产系统生产1,2-环己二胺的方法，包括以下步骤：

1)由己二腈、乙醇溶液、氢氧化钠和催化剂组成的预混液，与过量的氢气从反应器的底部进料。己二腈、乙醇、催化剂、氢氧化钠的重量比为105：55：3：1.2，于65-80℃条件下进行加氢反应，其中，乙醇作为溶剂，氢氧化钠作为助剂，得到混合液；

2)混合液经第一缓冲罐缓冲、降速后，进入闪蒸罐，将其中过量的氢气除去，用于回收利用，除去氢气的混合液进入第二缓冲罐，经搅拌、降温至65℃，进入过滤器，保持400KPaG的过滤压力，将混合液中的催化剂过滤，进入第三缓冲罐，缓冲、降速后，经换热器，与脱醇塔的塔釜液进行热量交换后，升温至75℃，进入脱醇塔，脱醇塔的再沸器采用饱和蒸汽间接加热釜液，保持温度为128℃，从塔顶出来的气体经冷凝后，回收利用，塔釜液在换热器降温后，经再次降温至90℃，进入固液分离装置；

3)进入固液分离装置的混合液，其中的粗有机相溢流至脱水塔，塔釜温度为130℃，在-88KPaG条件下，脱除水至含量小于0.22wt％，塔釜液为有机相；

4)有机相泵入脱焦塔，控制塔釜温度为140℃，在-87KPaG条件下，塔顶的有机物蒸汽在负压条件下进入精制塔；

5)精制塔控制在-96KPaG条件下，控制塔釜温度为115℃，塔顶的有机蒸汽经冷凝器冷凝为液态目标产品，进入回流罐，通过控制第一阀门调节回流比，保持塔顶温度稳定，通过打开第二阀门采出成品。

系统稳定运行后，通过GC气相色谱对产品含量进行分析，1,2-环己二胺的含量为96.84％wt，通过火焰光度法对样品1,2-环己二胺中的氧化钠含量进行测定，实际分析结果均为未测出。样品中水分的分析结果为1.207％。

Claims (10)

1.一种1,2-环己二胺的生产系统，其特征在于：包括固液分离装置(1)、脱水塔(2)、脱焦塔(3)、精制塔(4)，

所述固液分离装置(1)的物料进口用于与反应器排出的经气液分离、催化剂过滤、脱醇的混合物料源相连，固液分离装置(1)通过溢流管(5)对脱水塔(2)供料，所述脱水塔(2)的塔底排料口经第一管路(101)对脱焦塔(3)供料，所述脱焦塔(3)的塔顶排料口经第二管路(102)对精制塔(4)供料，该精制塔(4)的塔顶排料口经冷凝器(6)，与一回流管路(7)相连，所述回流管路(7)上依次设置有回流罐(8)、出料泵(9)、第一阀门(a)，该回流管路(7)的下游端与精制塔(4)的回流口相连，一排料管(10)连接在回流管路(7)上，位于出料泵(9)和第一阀门(a)之间，该排料管(10)上设置第二阀门(b)。

2.根据权利要求1所述的生产系统，其特征在于：还包括反应器(11)、闪蒸罐(12)、过滤器(13)、脱醇塔(14)，所述反应器(11)为气液固三相流化床反应器，反应器(11)的底部设置原料进口，反应器(11)的顶部设置排料出口，经闪蒸罐(12)，与过滤器(13)的进口相连，所述过滤器(13)的出口通过第三管路(103)对脱醇塔(14)供料，该第三管路(103)上设有脱醇进料泵(15)，所述脱醇塔(14)的塔底排料口与固液分离装置(1)的物料进口相连。

3.根据权利要求2所述的生产系统，其特征在于：所述反应器(11)的排料出口和闪蒸罐(12)之间设置第一缓冲罐(16)，闪蒸罐(12)和过滤器(13)之间设置第二缓冲罐(17)、过滤器进料泵(18)，过滤器进料泵(18)位于第二缓冲罐(17)的下游，所述过滤器(13)和脱醇塔(14)之间设置第三缓冲罐(19)，第三缓冲罐(19)位于脱醇进料泵(15)的上游。

4.根据权利要求3所述的生产系统，其特征在于：所述反应器(11)设有第一冷却器，第一冷却器为盘管或夹套，所述第二缓冲罐(17)设有第二冷却器，第二冷却器为盘管或夹套，第二缓冲罐(17)内设有搅拌装置。

5.根据权利要求2所述的生产系统，其特征在于：所述脱醇塔(14)的塔底排料口经一换热器(20)的热介质通道与固液分离装置(1)相连，所述脱醇进料泵(15)经该换热器(20)的冷介质通道，对脱醇塔(14)供料。

6.采用权利要求1-5任一生产系统生产1,2-环己二胺的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)由己二腈、乙醇溶液、液碱和催化剂组成的预混液，与过量的氢气从反应器的底部进料，于65-80℃条件下进行加氢反应，己二腈、乙醇、催化剂、液碱的重量比为80-120：50-90：1-10：0.5-1.5，得到混合液；

2)混合液经气液分离除去氢气、经过滤除去催化剂、经脱醇，得到液相；

3)液相降温至75-95℃，进入固液分离装置，其中的粗有机相溢流至脱水塔，在-(80-100)KPaG条件下，控制塔釜温度为125-140℃，脱除水至含量小于0.5wt％，塔釜液为有机相；

4)有机相泵入脱焦塔，在-(80-95)KPaG条件下，控制塔釜温度为130-145℃，塔顶的有机物蒸汽在负压条件下进入精制塔；

5)精制塔在-(90-100)KPaG条件下，控制塔釜温度为110-135℃，精制塔塔顶的有机蒸汽经冷凝器冷凝为液态目标产品，进入回流罐，通过控制第一阀门、第二阀门的开度，使其中部分液态目标产物回流至精制塔，另一部分经排料管排出。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤1)所述液碱为氢氧化钠溶液，浓度为30～45wt％，所述催化剂为高比表面积的金属催化剂。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤2)所述过滤，将除去氢气的混合液降温至55-70℃，加压至200-400KPaG，经过过滤器除去其中的催化剂，过滤器的孔径为1-20μm。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤2)得到的液相与经过过滤除去催化剂的混合液热交换，使过滤除去催化剂的混合液升温至60-80℃。

10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤4)脱焦塔和精制塔串联，精制塔的塔顶压力由真空系统控制，脱焦塔的塔顶气相压力由精制塔提供，并通过阀门进行控制调节，保持真空度为-(80-95)KPaG。

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