CN113426377A - 一种气相法制备己二胺中间体6-氨基己腈的装置及方法 - Google Patents

一种气相法制备己二胺中间体6-氨基己腈的装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种气相法制备己二胺中间体6‑氨基己腈的装置及方法，所述装置包括气化器和床层式反应器，所述气化器呈文丘里管结构，沿物料流向依次包括渐缩段、喉部和渐扩段，所述喉部设有喷嘴，所述渐扩段的出口与床层式反应器的入口相连。本发明所述装置通过将气化器设计为文丘里管结构，利用流体在文丘里管喉部形成的高气体流速、局部负压区，将原料快速混合并气化，避免原料长时间加热气化时发生热聚合而影响装置运行的稳定性，己内酰胺气化率高；所述气化器文丘里管结构的选择，可有效强化流体混合、气化的效果，保证反应物混合均匀，提高原料的转化率和产品选择性；所述装置结构及工艺简单，生产效率高，有利于实现工业化生产。

Description

一种气相法制备己二胺中间体6-氨基己腈的装置及方法
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己二胺中间体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。6-氨基己腈是一种重要的化工中间体，可加氢制备己二胺。
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，包括液相法和气相法两大类；前者的反应过程往往较为复杂，步骤众多，容易产生废水，不利于工业化生产，后者的操作步骤则可以相对简化，因而需要改进操作以适应气相反应的需要。
CN 107602416A公开了一种气相法制备6-氨基己腈的方法，该方法以己内酰胺为原料，包括以下步骤：将己内酰胺蒸汽与热氨气按一定质量比混合；将己内酰胺蒸汽与热氨气的混合物在催化剂条件下进行氨化脱水反应，得到氨化流出物；对得到的氨化流出物进行分离提纯，得到纯的6-氨基己腈；该方法并未公开己内酰胺如何形成蒸汽，基于己内酰胺的热敏性质，但单独升温气化容易发生聚合，不利于后续反应的稳定进行。
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，并未涉及到如何对己内酰胺原料预热气化，也未涉及到所需采用的设备。
综上所述，对于6-氨基己腈的制备，还需要对原料的气化设备及工艺进行改进，避免预热时己内酰胺的聚合，保证原料混合的均匀性，提高反应物的转化率及反应装置运行的稳定性。
发明内容
针对现有技术存在的6-氨基己腈制备时原料混合不均匀、气化效果不彻底、容易发生聚合的问题，本发明的目的在于提供一种气相法制备己二胺中间体6-氨基己腈的装置及方法，所述装置通过将气化器设计为文丘里管结构，利用流体在文丘里管喉部形成的高气体流速、负压区，将物料充分快速气化，避免因原料聚合而堵塞气化器，有利于氨化脱水反应的进行，提高原料的转化率和产品选择性，同时保证装置运行的稳定性，提高生产效率。
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己二胺中间体6-氨基己腈的装置，所述装置包括气化器和床层式反应器，所述气化器呈文丘里管结构，沿物料流向依次包括渐缩段、喉部和渐扩段，所述喉部设有喷嘴，所述渐扩段的出口与床层式反应器的入口相连。
本发明中，采用气相法制备6-氨基己腈，需要将原料气化，因而所述装置的结构包括气化器，根据以内酰胺原料的特性，选择文丘里管结构作为气化器，利用流体在文丘里管喉部形成的高气体流速、负压区，将物料快速混合并气化，减少液态己内酰胺的受热时间，避免原料在加热时即发生热聚合而影响反应装置运行的稳定性，同时保证反应物混合均匀，提高原料的转化率和产品选择性；所述装置结构及工艺简单，催化剂使用寿命长，生产效率高，有利于实现工业化生产。
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，所述气化器上还设有回流管路，所述回流管路由渐扩段的末端连接至喉部的侧面。
本发明中，所述气化器中通过回流管路的设置，可以将极少量未完全气化的物料在喉部负压作用下再次吸入，进行循环气化，进一步增强己内酰胺的气化过程，减少液态己内酰胺长时间受热聚合，提高装置运行的稳定性。
优选地，所述气化器的渐扩段内设有扰流部件。
优选地，所述扰流部件包括螺旋片、波纹板或X型单元中任意一种。
本发明中，所述气化器的渐扩段中设置扰流组件，可进一步增强流体的混合效果，加快流体混合的同时，减少流体的流动死区，使得流体混合、气化更加均匀，有利于后续反应。
作为本发明优选的技术方案，所述气化器的渐缩段上设有气相入口，所述喉部上的喷嘴为液相入口。
优选地，所述喷嘴位于喉部上靠近渐缩段的一端。
本发明中，液态己内酰胺喷入气化器的方向与氨气流向垂直，有助于己内酰胺在气相中的分布，强化混合效果。
优选地，所述床层式反应器包括固定床反应器和/或流化床反应器。
优选地，所述床层式反应器内装填有固相催化剂。
作为本发明优选的技术方案，所述气化器的渐缩段的最大直径为喉部直径的1.5～3.0倍，例如1.5倍、1.8倍、2.0倍、2.2倍、2.5倍、2.7倍或3.0倍等，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，所述气化器的渐扩段的最大直径为喉部直径的2.0～4.0倍，例如2.0倍、2.2倍、2.5倍、2.7倍、3.0倍、3.2倍、3.5倍、3.8倍或4.0倍等，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，所述气化器的渐缩段的长度为喉部长度的1.0～2.0倍，例如1.0倍、1.2倍、1.5倍、1.8倍或2.0倍等，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，所述气化器的渐扩段的长度为喉部长度的1.5～3.0倍，例如1.5倍、1.8倍、2.0倍、2.4倍、2.7倍或3.0倍等，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。
本发明中，所述气化器中渐缩段和渐扩段的直径、长度等参数的选择是以喉部的相应参数为基础的，例如喉部直径选择3～8cm时，渐缩段和渐扩段的最大直径按照上述倍数范围选择，同理，如喉部长度选择5～15cm，渐缩段和渐扩段的长度也如此选择，其整体结构需要以满足原料的混合和气化为目的。
另一方面，本发明提供了一种采用上述装置制备己二胺中间体6-氨基己腈的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将氨气从渐缩段的入口通入气化器，将己内酰胺原料从喉部喷嘴喷入，与氨气混合、气化，从渐扩段排出；
(2)将步骤(1)混合后的己内酰胺和氨气通入床层式反应器，在催化剂作用下发生氨化脱水反应，生成6-氨基己腈。
作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述氨气的通入温度为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)所述己内酰胺以液态形式喷入。
本发明中，由于气化器的喉部直径较小，氨气流速快，气流剪切力强，并形成局部负压，己内酰胺喷入后与氨气混合，并在氨气协助下气化。
优选地，步骤(1)所述己内酰胺原料的喷入温度为69～220℃，例如69℃、80℃、90℃、100℃、120℃、140℃、160℃、180℃、200℃或220℃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100～120℃。
优选地，步骤(1)所述氨气和己内酰胺的摩尔比为(3～50):1，例如3:1、5:1、10:1、15:1、20:1、25:1、30:1、40:1或50:1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(10～30):1。
本发明中，反应物己内酰胺和氨气的加入量比例是影响气化效率、原料转化率的重要因素，若己内酰胺和氨气摩尔比偏高，即氨气加入量较少，会使得己内酰胺气化效率、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摩尔比偏低，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。
作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述气化器浸没于换热介质中，所述换热介质间接加热己内酰胺。
优选地，所述换热介质包括熔盐。
优选地，所述熔盐的组成包括硝酸钾、硝酸钠或亚硝酸钠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：硝酸钾和硝酸钠的组合，硝酸钠和亚硝酸钠的组合，硝酸钾、硝酸钠和亚硝酸钠的组合等。
优选地，混合后的己内酰胺和氨气从渐扩段排出后，未气化的物料经回流管路返回喉部再次气化。
作为本发明优选的技术方案，步骤(2)所述催化剂包括硅铝磷分子筛。
优选地，所述催化剂中硅元素、铝元素和磷元素的摩尔比为1:(0.01～1):(0.1～2)，例如1:0.01:0.1、1:0.1:0.1、1:0.5:0.1、1:1:0.1、1:0.2:0.5、1:0.5:0.5、1:0.8:0.5、1:1:0.5、1:0.02:1、1:0.3:1、1:0.7:1、1:0.05:2、1:0.5:2或1:1:2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。
所述硅铝磷分子筛中磷元素的来源包括磷酸、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。
优选地，所述硅铝磷分子筛还含有硼元素、氮元素、碱土金属元素或过渡金属元素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：硼元素和氮元素的组合，氮元素和碱土金属元素的组合，氮元素、碱土金属元素和过渡金属元素的组合，硼元素、氮元素和过渡金属元素的组合等。
作为本发明优选的技术方案，步骤(2)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0.1～3MPa，例如0.1MPa、0.3MPa、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，所述方法包括以下步骤：
(1)将氨气从渐缩段的入口通入气化器，氨气的通入温度为300～500℃，将己内酰胺原料以液态形式从喉部喷嘴喷入，己内酰胺原料的喷入温度为69～220℃，所述氨气和己内酰胺的摩尔比为(3～50):1，所述气化器浸没于换热介质中，由换热介质间接加热己内酰胺，己内酰胺喷入后与氨气混合并气化，然后从渐扩段排出，未气化的物料经回流管路返回喉部再次气化；
(2)将步骤(1)混合后的己内酰胺和氨气通入床层式反应器，在催化剂作用下发生氨化脱水反应，所述催化剂包括硅铝磷分子筛，所述硅铝磷分子筛中硅元素、铝元素和磷元素的摩尔比为1:(0.01～1):(0.1～2)，所述氨化脱水反应的温度为300～500℃，压力为0.1～3MPa，以己内酰胺计量的重时空速为0.1～10h-1，生成6-氨基己腈。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明所述装置通过将气化器设计为文丘里管结构，利用流体在文丘里管喉部形成的高气体流速、负压区，将原料快速混合并气化，避免原料在加热时即发生热聚合而影响反应装置运行的稳定性，己内酰胺原料的气化率可达到99.5％以上；
(2)本发明所述装置中气化器文丘里管结构的选择，尤其是进一步设置扰流部件和回流管路，可有效强化流体混合、气化的效果，保证反应物混合均匀，提高原料的转化率和产品选择性，己内酰胺转化率均可达98.7％以上，6-氨基己腈的选择性均可达98.1％以上；
(3)本发明所述装置结构及工艺简单，催化剂使用寿命长，生产效率高，有利于实现工业化生产。
附图说明
图1是本发明实施例1提供的气相法制备己二胺中间体6-氨基己腈的装置结构示意图；
其中，1-渐缩段，2-喉部，3-渐扩段，4-喷嘴，5-扰流部件，6-回流管路，7-床层式反应器。
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己二胺中间体6-氨基己腈的装置及方法，所述装置包括气化器和床层式反应器7，所述气化器呈文丘里管结构，沿物料流向依次包括渐缩段1、喉部2和渐扩段3，所述喉部2设有喷嘴4，所述渐扩段3的出口与床层式反应器7的入口相连。
所述方法包括以下步骤：
(1)将氨气从渐缩段1的入口通入气化器，将己内酰胺原料从喷嘴4喷入，与氨气混合、气化，从渐扩段3排出；
(2)将步骤(1)混合后的己内酰胺和氨气通入床层式反应器7，在催化剂作用下发生氨化脱水反应，生成6-氨基己腈。
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己二胺中间体6-氨基己腈的装置，所述装置的结构示意图如图1所示，包括气化器和床层式反应器7，所述气化器呈文丘里管结构，沿物料流向依次包括渐缩段1、喉部2和渐扩段3，所述喉部2设有喷嘴4，所述渐扩段3的出口与床层式反应器7的入口相连。
所述气化器上还设有回流管路6，所述回流管路6由渐扩段3的末端连接至喉部2的侧面。
所述气化器的渐扩段3内设有波纹板式扰流部件5。
所述气化器的渐缩段1上设有气相入口，所述喉部2上的喷嘴4为液相入口；所述喷嘴4位于喉部2上靠近渐缩段1的一端。
所述床层式反应器7为固定床反应器，其内部装填有固相催化剂。
所述气化器中渐缩段1的最大直径为喉部2直径的2.0倍，渐扩段3的最大直径为喉部2直径的3.0倍。
所述气化器中渐缩段1的长度为喉部2长度的1.5倍，渐扩段3的长度为喉部2长度的2.0倍。
实施例2：
本实施例提供了一种气相法制备己二胺中间体6-氨基己腈的装置，所述装置包括气化器和床层式反应器7，所述气化器呈文丘里管结构，沿物料流向依次包括渐缩段1、喉部2和渐扩段3，所述喉部2设有喷嘴4，所述渐扩段3的出口与床层式反应器7的入口相连。
所述气化器上还设有回流管路6，所述回流管路6由渐扩段3的末端连接至喉部2的侧面。
所述气化器的渐扩段3内设有螺旋片式扰流部件5。
所述气化器的渐缩段1上设有气相入口，所述喉部2上的喷嘴4为液相入口；所述喷嘴4位于喉部2上靠近渐缩段1的一端。
所述床层式反应器7为流化床反应器，其内部装填有固相催化剂。
所述气化器中渐缩段1的最大直径为喉部2直径的1.5倍，渐扩段3的最大直径为喉部2直径的2.0倍。
所述气化器中渐缩段1的长度为喉部2长度的1.0倍，渐扩段3的长度为喉部2长度的1.5倍。
实施例3：
本实施例提供了一种气相法制备己二胺中间体6-氨基己腈的装置，所述装置包括气化器和床层式反应器7，所述气化器呈文丘里管结构，沿物料流向依次包括渐缩段1、喉部2和渐扩段3，所述喉部2设有喷嘴4，所述渐扩段3的出口与床层式反应器7的入口相连。
所述气化器上还设有回流管路6，所述回流管路6由渐扩段3的末端连接至喉部2的侧面。
所述气化器的渐缩段1上设有气相入口，所述喉部2上的喷嘴4为液相入口；所述喷嘴4位于喉部2上靠近渐缩段1的一端。
所述床层式反应器7为固定床反应器，其内部装填有固相催化剂。
所述气化器中渐缩段1的最大直径为喉部2直径的3.0倍，渐扩段3的最大直径为喉部2直径的4.0倍。
所述气化器中渐缩段1的长度为喉部2长度的2.0倍，渐扩段3的长度为喉部2长度的3.0倍。
实施例4：
本实施例提供了一种气相法制备己二胺中间体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)将氨气从渐缩段1的入口通入气化器，氨气的通入温度为400℃，将己内酰胺原料以液态形式从喷嘴4喷入，己内酰胺原料的喷入温度为120℃，所述氨气和己内酰胺的摩尔比为20:1，所述气化器浸没于硝酸钾熔盐中，由熔盐间接加热己内酰胺，己内酰胺喷入后与氨气混合并气化，然后从渐扩段3排出，未完全气化的物料经回流管路6返回喉部2再次气化；
(2)将步骤(1)混合后的己内酰胺和氨气通入固定床反应器，在硅铝磷分子筛催化作用下发生氨化脱水反应，所述硅铝磷分子筛中硅元素、铝元素和磷元素的摩尔比为1:0.9:1，所述氨化脱水反应的温度为400℃，压力为0.8MPa，以己内酰胺计量的重时空速为4h-1，生成6-氨基己腈。
本实施例中，由于气化器的使用，己内酰胺进入反应器前的气化率可达到99.96％；所述氨化脱水反应中，己内酰胺的转化率为99.45％，6-氨基己腈的选择性为98.91％。
实施例5：
本实施例提供了一种气相法制备己二胺中间体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)将氨气从渐缩段1的入口通入气化器，氨气的通入温度为500℃，将己内酰胺原料以液态形式从喷嘴4喷入，己内酰胺原料的喷入温度为200℃，所述氨气和己内酰胺的摩尔比为5:1，所述气化器浸没于硝酸钠熔盐中，由熔盐间接加热己内酰胺，己内酰胺喷入后与氨气混合并气化，然后从渐扩段3排出，未完全气化的物料经回流管路6返回喉部2再次气化；
(2)将步骤(1)混合后的己内酰胺和氨气通入固定床反应器，在硅铝磷分子筛催化作用下发生氨化脱水反应，所述硅铝磷分子筛中硅元素、铝元素和磷元素的摩尔比为1:0.01:0.1，所述氨化脱水反应的温度为500℃，压力为1.5MPa，以己内酰胺计量的重时空速为6h-1，生成6-氨基己腈。
本实施例中，由于气化器的使用，己内酰胺进入反应器前的气化率可达到99.52％；所述氨化脱水反应中，己内酰胺的转化率为98.72％，6-氨基己腈的选择性为98.16％。
实施例6：
本实施例提供了一种气相法制备己二胺中间体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)将氨气从渐缩段1的入口通入气化器，氨气的通入温度为300℃，将己内酰胺原料以液态形式从喷嘴4喷入，己内酰胺原料的喷入温度为70℃，所述氨气和己内酰胺的摩尔比为30:1，所述气化器浸没于亚硝酸钠熔盐中，由熔盐间接加热己内酰胺，己内酰胺喷入后与氨气混合并气化，然后从渐扩段3排出，未完全气化的物料经回流管路6返回喉部2再次气化；
(2)将步骤(1)混合后的己内酰胺和氨气通入固定床反应器，在硅铝磷分子筛催化作用下发生氨化脱水反应，所述硅铝磷分子筛中硅元素、铝元素和磷元素的摩尔比为1:0.8:2，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。
本实施例中，由于气化器的使用，己内酰胺进入反应器前的气化率可达到99.97％；所述氨化脱水反应中，己内酰胺的转化率为99.79％，6-氨基己腈的选择性为98.60％。
实施例7：
本实施例提供了一种气相法制备己二胺中间体6-氨基己腈的方法，所述方法采用实施例2中的装置进行，包括以下步骤：
(1)将氨气从渐缩段1的入口通入气化器，氨气的通入温度为350℃，将己内酰胺原料以液态形式从喷嘴4喷入，己内酰胺原料的喷入温度为100℃，所述氨气和己内酰胺的摩尔比为50:1，所述气化器浸没于硝酸钾熔盐中，由熔盐间接加热己内酰胺，己内酰胺喷入后与氨气混合并气化，然后从渐扩段3排出，未气化的物料经回流管路6返回喉部2再次气化；
(2)将步骤(1)混合后的己内酰胺和氨气通入流化床反应器，在硅铝磷分子筛催化作用下发生氨化脱水反应，所述硅铝磷分子筛中硅元素、铝元素和磷元素的摩尔比为1:1:1.5，所述氨化脱水反应的温度为350℃，压力为0.2MPa，以己内酰胺计量的重时空速为1.5h-1，生成6-氨基己腈。
本实施例中，由于气化器的使用，己内酰胺进入反应器前的气化率可达到99.98％；所述氨化脱水反应中，己内酰胺的转化率为99.65％，6-氨基己腈的选择性为99.02％。
实施例8：
本实施例提供了一种气相法制备己二胺中间体6-氨基己腈的方法，所述方法采用实施例2中的装置进行，包括以下步骤：
(1)将氨气从渐缩段1的入口通入气化器，氨气的通入温度为450℃，将己内酰胺原料以液态形式从喷嘴4喷入，己内酰胺原料的喷入温度为150℃，所述氨气和己内酰胺的摩尔比为10:1，所述气化器浸没于硝酸钠熔盐中，由熔盐间接加热己内酰胺，己内酰胺喷入后与氨气混合并气化，然后从渐扩段3排出，未完全气化的物料经回流管路6返回喉部2再次气化；
(2)将步骤(1)混合后的己内酰胺和氨气通入流化床反应器，在硅铝磷分子筛催化作用下发生氨化脱水反应，所述硅铝磷分子筛中硅元素、铝元素和磷元素的摩尔比为1:0.5:0.5，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8h-1，生成6-氨基己腈。
本实施例中，由于气化器的使用，己内酰胺进入反应器前的气化率可达到99.79％；所述氨化脱水反应中，己内酰胺的转化率为98.85％，6-氨基己腈的选择性为98.45％。
对比例1：
本对比例提供了一种气相法制备己二胺中间体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：所述装置不包括气化器。
所述方法采用实施例4中的方法，区别仅在于：不包括步骤(1)在气化器中的混合、气化，而是将己内酰胺提前加热至反应温度，与氨气共同进入固定床反应器。
本对比例中，由于未采用文丘里管结构的气化器进行己内酰胺的气化，而是单独进行升温气化，因原料的热敏特性容易发生热聚合，造成原料的浪费以及转化率的降低，此时己内酰胺的转化率为95.68％，而且原料的聚合容易堵塞反应器或催化剂孔隙，造成装置运行稳定性变差，生产效率降低。
综合上述实施例和对比例可以看出，本发明所述装置通过将气化器设计为文丘里管结构，利用流体在文丘里管喉部形成的高气体流速、负压区，将原料快速混合并气化，避免原料在加热时即发生热聚合而影响反应装置运行的稳定性，己内酰胺原料的气化率可达到99.5％以上；所述装置中气化器文丘里管结构的选择，尤其是进一步设置扰流部件和回流管路，可有效强化流体混合、气化的效果，保证反应物混合均匀，提高原料的转化率和产品选择性，己内酰胺转化率均可达98.7％以上，6-氨基己腈的选择性均可达98.1％以上；所述装置结构及工艺简单，催化剂使用寿命长，生产效率高，有利于实现工业化生产。
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 (10)

1.一种气相法制备己二胺中间体6-氨基己腈的装置，其特征在于，所述装置包括气化器和床层式反应器，所述气化器呈文丘里管结构，沿物料流向依次包括渐缩段、喉部和渐扩段，所述喉部设有喷嘴，所述渐扩段的出口与床层式反应器的入口相连。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述气化器上还设有回流管路，所述回流管路由渐扩段的末端连接至喉部的侧面；
优选地，所述气化器的渐扩段内设有扰流部件；
优选地，所述扰流部件包括螺旋片、波纹板或X型单元中任意一种。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述气化器的渐缩段上设有气相入口，所述喉部上的喷嘴为液相入口；
优选地，所述喷嘴位于喉部上靠近渐缩段的一端；
优选地，所述床层式反应器包括固定床反应器和/或流化床反应器；
优选地，所述床层式反应器内装填有固相催化剂。
4.根据权利要求1-3任一项所述的装置，其特征在于，所述气化器的渐缩段的最大直径为喉部直径的1.5～3.0倍；
优选地，所述气化器的渐扩段的最大直径为喉部直径的2.0～4.0倍；
优选地，所述气化器的渐缩段的长度为喉部长度的1.0～2.0倍；
优选地，所述气化器的渐扩段的长度为喉部长度的1.5～3.0倍。
5.一种采用权利要求1-4任一项所述的装置制备己二胺中间体6-氨基己腈的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)将氨气从渐缩段的入口通入气化器，将己内酰胺原料从喉部喷嘴喷入，与氨气混合、气化，从渐扩段排出；
(2)将步骤(1)混合后的己内酰胺和氨气通入床层式反应器，在催化剂作用下发生氨化脱水反应，生成6-氨基己腈。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述氨气的通入温度为300～500℃，优选为350～450℃；
优选地，步骤(1)所述己内酰胺以液态形式喷入；
优选地，步骤(1)所述己内酰胺原料的喷入温度为69～220℃，优选为100～120℃；
优选地，步骤(1)所述氨气和己内酰胺的摩尔比为(3～50):1，优选为(10～30):1。
7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述气化器浸没于换热介质中，所述换热介质间接加热己内酰胺；
优选地，所述换热介质包括熔盐；
优选地，所述熔盐的组成包括硝酸钾、硝酸钠或亚硝酸钠中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，混合后的己内酰胺和氨气从渐扩段排出后，未气化的物料经回流管路返回喉部再次气化。
8.根据权利要求5-7任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述催化剂包括硅铝磷分子筛；
优选地，所述催化剂中硅元素、铝元素和磷元素的摩尔比为1:(0.01～1):(0.1～2)；
优选地，所述硅铝磷分子筛还含有硼元素、氮元素、碱土金属元素或过渡金属元素中的任意一种或至少两种的组合。
9.根据权利要求5-8任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述氨化脱水反应的温度为300～500℃，优选为350～450℃；
优选地，步骤(2)所述氨化脱水反应的压力为0.1～3MPa，优选为0.2～1MPa；
优选地，步骤(2)所述氨化脱水反应时，己内酰胺的重时空速为0.1～10h-1，优选为0.5～5h-1。
10.根据权利要求5-9任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)将氨气从渐缩段的入口通入气化器，氨气的通入温度为300～500℃，将己内酰胺原料以液态形式从喉部喷嘴喷入，己内酰胺原料的喷入温度为69～220℃，所述氨气和己内酰胺的摩尔比为(3～50):1，所述气化器浸没于换热介质中，由换热介质间接加热己内酰胺，己内酰胺喷入后与氨气混合并气化，然后从渐扩段排出，未气化的物料经回流管路返回喉部再次气化；
(2)将步骤(1)混合后的己内酰胺和氨气通入床层式反应器，在催化剂作用下发生氨化脱水反应，所述催化剂包括硅铝磷分子筛，所述硅铝磷分子筛中硅元素、铝元素和磷元素的摩尔比为1:(0.01～1):(0.1～2)，所述氨化脱水反应的温度为300～500℃，压力为0.1～3MPa，以己内酰胺计量的重时空速为0.1～10h-1，生成6-氨基己腈。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113856569A (zh) * 2021-09-28 2021-12-31 联化新瑞(北京)科技有限公司 一种顺酐加氢制丁二酸酐的反应器及其控制方式
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