一种己内酰胺的精制装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及己内酰胺生产领域，公开了一种己内酰胺的精制装置，该装置包括：结晶器(3)，所述结晶器(3)用于对己内酰胺粗产品进行结晶，得到结晶产物；固液分离装置(4)，所述固液分离装置(4)用于对所述结晶产物进行分离，得到己内酰胺晶体和母液；精馏塔(5)，所述精馏塔(5)用于对所述己内酰胺晶体进行精馏；母液结晶器(7)，所述母液结晶器(7)用于对所述母液进行二次结晶，得到结晶晶体以及含有杂质和己内酰胺的溶剂。采用本实用新型专利技术提供的装置不但工序步骤少，能耗低且制得的产品品质高，收率高。

A refining unit for caprolactam

The utility model relates to the production of caprolactam, and discloses a refining device for caprolactam, which comprises a crystallizer (3), which is used to crystallize the caprolactam coarse products, obtain a crystallization product, a solid-liquid separation device (4), and the solid-liquid separation device (4) for dividing the crystallized products. In addition, the caprolactam crystal and mother liquid are obtained; the distillation column (5), the rectifying tower (5) is used for rectifying the described caprolactam crystal; the mother liquid crystallizer (7), the mother liquid crystallizer (7) is used for two crystallization of the mother liquid, and the crystalline crystal and the solvent containing impurities and caprolactam is obtained. The device provided by the utility model has the advantages of less process steps, low energy consumption, high product quality and high yield.

【技术实现步骤摘要】
一种己内酰胺的精制装置
本技术涉及己内酰胺生产领域，具体涉及一种己内酰胺的精制装置。
技术介绍
己内酰胺是合成纤维和合成树脂的重要原料之一，主要用于制造聚酰胺纤维(尼龙6)、树脂和薄膜等。目前，工业上生产己内酰胺主要有环己烷氧化法、苯部分加氢法和光亚硝化法等，其中90％的生产工艺都要经过环己酮肟贝克曼重排。由环己酮肟制备己内酰胺主要采用液相贝克曼重排工艺，而日本住友则是采用环己酮肟气相贝克曼重排新工艺。液相贝克曼重排是在发烟硫酸的催化作用下，发生贝克曼重排反应，再进一步与氨中和得到己内酰胺和硫酸铵。此工艺工业化时间较长，技术成熟，产品质量稳定，是目前世界上应用最广泛的己内酰胺生产工艺。但是此工艺存在腐蚀设备、污染环境和经济效益不理想等不足，并副产较大量的硫酸铵。液相贝克曼重排反应得到的己内酰胺的分离提纯需要经过以下工序：重排中和、苯萃、水萃、离子交换、加氢、三效蒸发、蒸馏等，涉及的反应产物的分离提纯工序较多，部分原因是由于无机盐硫酸铵的存在而引起的。同时，现有工艺在实际生产过程中存在产品质量碱度偏高、产品质量易波动、离子交换废水排放量大等问题，现有工艺技术已经很难提升己内酰胺产品质量，只能另辟蹊径。固体酸催化剂上的环己酮肟气相贝克曼重排反应是实现己内酰胺无硫铵化的新工艺，具有无设备腐蚀、无环境污染等问题，产物的分离提纯也将大大简化，因此无硫铵的气相贝克曼重排反应新工艺受到业内人士的极大关注。日本住友株式会社则是采用环己酮肟气相贝克曼重排新工艺，于2003年4月完成了6.5万吨/年己内酰胺的工业化生产。不管采用环己酮肟液相贝克曼重排工艺，还是气相贝克曼重排新工艺，这些方法得到的己内酰胺均含有多种杂质。众所周知，己内酰胺是用于制备聚酰胺的原料，对用于制备聚酰胺并进一步制造合成纤维和合成树脂的己内酰胺产品具有很高的质量要求，μg/g级的杂质都会影响后续己内酰胺的聚合反应，不易形成长丝，另外易引起氧化或者使得色度发生变化。因此，要采用各种分离提纯的方法得到己内酰胺粗产品，然后采用各种精制的方法最终制得高纯度的己内酰胺，这样高纯度的己内酰胺才能用于制造合成纤维、合成树脂和薄膜等产品。用萃取、蒸馏、离子交换的分离提纯方法不能充分除去与己内酰胺化学性能相似的杂质，或沸点与己内酰胺相接近的副产物。这时，采取加氢的方法是一种很有效的手段。通过加氢反应能有效提高产物中的高锰酸钾吸收值。但目前的提纯工艺中，常见的分离提纯方法如蒸馏、精馏、萃取、离子交换、吸附和加氢等单一手段或多种手段结合，无法确保得到的产品能够符合工业所需的己内酰胺的纯度。用结晶方法制备高纯度的化学物质是最古老而有效的分离方法之一，聚合体级己内酰胺为热敏性物质，又要求杂质含量低，利用结晶法分离提纯引起了各大己内酰胺生产公司的广泛关注。德国拜耳、瑞士INVENT、荷兰DSM、日本住友株式会社等都相继开发过与结晶相关的己内酰胺精制工艺，结晶方法包括水、有机溶剂结晶及无溶剂结晶，无溶剂结晶产品颗粒小，结垢严重，造成工业上难以连续运行，阻碍了其发展。CN101070298A、CN101070299A公开的ε-己内酰胺的分离提纯精制方法，包括在含粗ε-己内酰胺的醚溶液或卤代烃溶液中结晶ε-己内酰胺的步骤。具体的，该专利申请公开了将经过气相贝克曼重排反应得到的ε-己内酰胺的甲醇溶液进行蒸馏，除去甲醇、低沸点杂质和高沸点杂质，得到粗ε-己内酰胺；将该粗ε-己内酰胺溶于醚或卤代烃中，得到己内酰胺粗产品-醚或卤代烃的混合溶液；对该混合溶液进行冷却结晶并进行离心分离，得到己内酰胺晶体；用醚或卤代烃对该己内酰胺晶体进行洗涤并进行离心分离，得到己内酰胺；然后，使得到的己内酰胺进行加氢反应，从而得到己内酰胺的消光值、挥发性碱值和高锰酸钾吸收值符合工业产品要求的己内酰胺产品。虽然采用上述专利申请的方法可以制备符合工业产品要求的己内酰胺，然而，该方法中对己内酰胺-醚或卤代烃的混合溶液进行结晶的方式是冷却结晶的方法，在结晶的过程中要放热，因此，要求己内酰胺与冷却介质之间存在很大的温差，并且需要足够的换热面积。同时，由于结晶器的内外温差大，导致己内酰胺很容易粘附在结晶器的壁面，因此，为了减少结垢现象，需要在结晶器中使用刮刀，或者使用多级结晶器来减少己内酰胺与冷却介质之间的温差，然而这样会大大增加结晶器的成本和生产成本，增加结晶过程中的操作控制难度。CN1263091A公开了一种提纯己内酰胺的方法，该方法包括如下步骤：在含粗己内酰胺的烃溶液中结晶己内酰胺，以及在加氢催化剂存在下，使结晶的己内酰胺与氢气接触。CN1332158A公开了一种制备己内酰胺的方法，包括以下步骤：(i)将熔化的粗己内酰胺和溶剂倾入容器中，溶剂包括脂族烃且温度低于粗己内酰胺的温度，并且混合己内酰胺和溶剂，得到含结晶的己内酰胺的第一淤浆和(ii)将淤浆进行固液分离，得到己内酰胺和第一液相。事实上，目前的已内酰胺精制工艺可以得到产品质量合格的已内酰胺，但是能耗高，工序步骤多。因此，亟需开发一种工序步骤少，能耗低且产品质量高的己内酰胺的精制装置。
技术实现思路
本技术的目的是为了克服现有技术存在的已内酰胺制备工艺能耗高，工序步骤多的缺陷，提供一种己内酰胺的精制装置。本技术提供的装置不但工序步骤少，能耗低且制得的产品品质高，收率高。为了实现上述目的，本技术一方面提供一种己内酰胺的精制装置，该装置包括：结晶器，所述结晶器用于对己内酰胺粗产品进行结晶，得到结晶产物；固液分离装置，所述固液分离装置用于对所述结晶产物进行分离，得到己内酰胺晶体和母液；精馏塔，所述精馏塔用于对所述己内酰胺晶体进行精馏；母液结晶器，所述母液结晶器用于对所述母液进行二次结晶，得到结晶晶体以及含有杂质和己内酰胺的溶剂。优选地，该装置还包括第一储罐，所述第一储罐用于向所述结晶器提供己内酰胺粗产品或者己内酰胺粗产品与溶剂的混合物。优选地，所述第一储罐用于向所述结晶器提供己内酰胺粗产品与苯和/或甲苯的混合物。优选地，所述第一储罐和所述结晶器之间还连接有蒸馏塔，所述蒸馏塔用于除去部分第一储罐中的溶剂。优选地，该装置还包括第二储罐，所述第二储罐用于向所述结晶器提供卤代烃、醚和碳原子数为6-12的烷烃中的至少一种。优选地，所述固液分离装置和所述精馏塔之间还连接有洗涤器，所述洗涤器用于己内酰胺晶体的洗涤。优选地，所述母液结晶器与所述结晶器连通，所述结晶晶体返回至所述结晶器。优选地，该装置还包括第一减压蒸馏塔，所述第一减压蒸馏塔用于对含有杂质和己内酰胺的溶剂进行减压蒸馏，得到溶剂和含已内酰胺的残液。优选地，该装置还包括第二减压蒸馏塔，所述第二减压蒸馏塔用于对含已内酰胺的残液进行减压蒸馏，得到回收的己内酰胺。优选地，所述第二减压蒸馏塔与所述结晶器连通，回收的己内酰胺返回至所述结晶器。优选地，所述精馏塔的塔板数不小于10。优选地，所述精馏塔的塔板数为10-30。本技术的专利技术人在研究过程中发现，采用结晶处理得到的己内酰胺晶体中有一类杂质为四氢吖庚因-2-酮，此类杂质为己内酰胺的不饱和物，因其与己内酰胺结构类似，用结晶的方法难以完全除去，影响己内酰胺的PM值，一般采用加氢的方式除去此类杂质。但是加氢在工业中需要增加一个操作单元，增加能耗，而本技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种己内酰胺的精制装置，其特征在于，该装置包括：结晶器(3)，所述结晶器(3)用于对己内酰胺粗产品进行结晶，得到结晶产物；固液分离装置(4)，所述固液分离装置(4)用于对所述结晶产物进行分离，得到己内酰胺晶体和母液；精馏塔(5)，所述精馏塔(5)用于对所述己内酰胺晶体进行精馏；母液结晶器(7)，所述母液结晶器(7)用于对所述母液进行二次结晶，得到结晶晶体以及含有杂质和己内酰胺的溶剂。

【技术特征摘要】
1.一种己内酰胺的精制装置，其特征在于，该装置包括：结晶器(3)，所述结晶器(3)用于对己内酰胺粗产品进行结晶，得到结晶产物；固液分离装置(4)，所述固液分离装置(4)用于对所述结晶产物进行分离，得到己内酰胺晶体和母液；精馏塔(5)，所述精馏塔(5)用于对所述己内酰胺晶体进行精馏；母液结晶器(7)，所述母液结晶器(7)用于对所述母液进行二次结晶，得到结晶晶体以及含有杂质和己内酰胺的溶剂。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，该装置还包括第一储罐(1)，所述第一储罐(1)用于向所述结晶器(3)提供己内酰胺粗产品或者己内酰胺粗产品与溶剂的混合物。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一储罐(1)和所述结晶器(3)之间还连接有蒸馏塔(2)，所述蒸馏塔(2)用于除去部分第一储罐(1)中的溶剂。4.根据权利要求1-3中任意一项所述的装置，其特征在于，该装置还包括第二储罐(10)，所述第二储罐(10)用于向所述结晶器(3)提供卤代烃、醚和碳原子数为6-12的烷烃中的至少一种。5.根据权利要求1-3中任意一项所...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢丽，程时标，张树忠，王皓，范瑛琦，慕旭宏，杨克勇，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院，
类型：新型
国别省市：北京,11