一种环丙胺连续化生产系统和生产方法技术方案

本发明专利技术属于化工生产领域，具体涉及一种环丙胺连续化生产系统和生产方法。所述环丙胺连续化生产系统包括以下依顺序连接的生产装置：一级反应蒸馏釜、二级反应蒸馏釜、氨化反应器、脱氨罐、闪蒸罐、脱甲醇塔、分相器和降解反应器。本发明专利技术涉及利用该环丙胺连续化生产系统进行环丙胺生产的方法，解决了现有环丙胺间歇性生产问题；改进了环合、氨化、氨化蒸馏过程中，物料流动性和可过滤性；改进了环丙甲酰胺降解工艺，同时保证高转化率和高环丙胺收率的达成，实现环丙胺的连续生产。

Continuous production system and production method of amphetamine

The invention belongs to the field of chemical production, in particular to a continuous production system and production method of cyclic amines. The cyclic amine continuous production system includes the following sequence of production devices: primary reaction distillation, two stage reaction distillation, ammoniation reactor, deamination tank, flash tank, demethanol column, phase separator and degradation reactor. The invention relates to the method for the production of cyclopropanamine by the continuous production system of the cyclopropanamine, and solves the existing problems of the existing intermittent production of cyclopropanamine, and improves the material fluidity and filtration in the process of cyclization, ammoniation and ammoniation distillation, and improves the cyclopropanamide degradation process and ensures high conversion and high cyclopropanamine at the same time. The yield is achieved to achieve continuous production of amphetamine.

【技术实现步骤摘要】
一种环丙胺连续化生产系统和生产方法
本专利技术属于化工生产领域，具体地，涉及一种环丙胺连续化生产系统和生产方法。
技术介绍
环丙胺(CPA)是三元环的脂肪胺，属于重要的医药中间体，广泛应用于医药、农药等领域，可以用于合成环丙沙星、恩氟沙星、司帕沙星等抗菌药物，也可用于制备环丙草胺、环丙津等化学除草剂。目前工厂生产环丙胺的方法之一为：采用氯代丁酸甲酯为原料，经与甲醇钠的环合反应生成环丙甲酸甲酯、环丙甲酸甲酯经中温中压氨化后生成环丙甲酰胺(CPCA)、环丙甲酰胺经氨化蒸馏后与次氯酸钠进行霍夫曼降解，即得到环丙胺。在工业上，由于各种技术性的问题，整个环丙胺生产流程为间歇性操作，并没有实现连续化的生产。而现有的环丙胺间歇性生产系统和反应条件如下：现有的环丙胺间歇生产系统中的装置主要有：环合反应釜、高压氨化反应釜、甲醇二甲苯蒸馏釜、环丙甲酰胺降解反应釜、粗蒸前置蒸馏釜、环丙胺粗蒸釜和环丙胺精馏釜组成，以上设备都需要进行间歇性操作。首先，在环合反应釜中甲醇钠和氯代丁酸甲酯进行环合反应生成环丙甲酸甲酯，然后将物料送至高压氨化反应釜，向高压氨化反应釜中加液氨进行氨化反应，然后移料到甲醇二甲苯蒸馏釜，蒸馏至釜内物料呈半固体后加水，水层送至环丙甲酰胺降解反应釜；在环丙甲酰胺降解釜中加入碱液和次氯酸钠溶液进行降解反应，而后移料至粗蒸前置蒸馏釜，环丙胺粗蒸釜和环丙胺精馏釜进行操作，精馏得环丙胺产品。在第一步环合反应中，有大量的NaCl生成，而盐在有机相(如二甲苯)的存在，会增大反应液的粘度，降低其流动性，给连续生产带来不便和变数。第二步氨化反应生成的环丙甲酰胺在溶剂(如二甲苯)中溶解度较小，所以环丙甲酰胺在温度较低时也会析出，使得反应液流动性变得更差。第三步的霍夫曼降解是现行常用的环丙胺(CPA)生产工艺的最后一个反应，也是收率相对较低，变数较多的一个环节。霍夫曼降解过程实际上包含了取代、消除(重排)以及水解三个阶段，或者氯化和脱碳两个阶段(重排产物极易水解，故可将消除和水解两个阶段合并称为“脱碳”阶段)。在霍夫曼降解过程中，两个副反应会对CPA的产率产生重要的影响，其一是环丙甲酰胺(CPCA)的水解产物(如二氧化碳)，其二是过剩次氯酸钠对原料、中间产物以及目标产物的氧化生成腈类等杂质。溶液中碱的含量，反应温度以及有效氯的加入量，对霍夫曼降解过程中三个阶段均有不同程度的影响，使反应收率具有很大的变数，给连续操作的实现带来很多的问题。迄今，由于存在上述各种技术问题，环丙胺的工业化生产采用的间歇性操作工艺，生产效率低，产品收率低且不稳定，也有不少的提升空间。因此，开发一种连续化生产环丙胺的系统和方法，对提高生产效率和提升产品收率具有重要意义。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术的目的之一在于提供一种环丙胺连续化生产系统。利用该生产系统可以连续化生产环丙胺。为了实现上述目的，本专利技术提供的环丙胺连续化生产系统，包括以下依顺序连接的生产装置：一级反应蒸馏釜、二级反应蒸馏釜、氨化反应器、脱氨罐、闪蒸罐、脱甲醇塔、分相器和降解反应器。其中，所述氨化反应器为釜式氨化反应器或管式氨化反应器。优选管式氨化反应器。其中，所述降解反应器为釜式降解反应器或管式降解反应器，优选管式降解反应器。本专利技术提供的环丙胺连续化生产系统，在降解反应器后还包括连续粗蒸馏塔和连续精蒸馏塔。本专利技术提供的环丙胺连续化生产系统，还包括连接各生产装置的管线、控制仪表以及。自动控制系统采用DCS(DistributedControlSystem，分布式控制系统)为主的控制技术。其中，所述附件为供热、供冷、安全等附件。本专利技术的另一目的在于，提供一种环丙胺连续化生产方法，利用上述环丙胺连续化生产系统，包括：步骤a)氯代丁酸甲酯、甲醇钠和溶剂连续进入一级反应蒸馏釜，氯代丁酸甲酯和甲醇钠进行环化反应生成环丙甲酸甲酯，反应过程中不断蒸出甲醇，一级反应蒸馏釜的釜底产物进入二级反应蒸馏釜进一步反应并蒸馏甲醇；步骤b)一级反应蒸馏釜和二级反应蒸馏釜蒸出的甲醇、以及二级反应蒸馏釜出来的物料与NH3混合进入氨化反应器，环丙甲酸甲酯与NH3进行氨化反应生成环丙甲酰胺，反应物料从氨化反应器出来后依次进入脱氨罐、闪蒸罐和脱甲醇塔脱除NH3和甲醇；步骤c)从脱甲醇塔底部出来的物料加水混合，进入分相器萃取环丙甲酰胺并分离油相和水相；步骤d)分相器出来的水相与NaClO、NaOH水溶液混合进入降解反应器进行降解反应生成环丙胺。本专利技术提供的环丙胺连续化生产方法，步骤d)得到的环丙胺是粗品环丙胺，该生产方法还包括：步骤e)从降解反应器出来的物料经连续粗蒸馏塔和连续精蒸馏塔分离得到环丙胺精制产品。具体地，从降解反应器出来的物料经连续粗蒸馏塔蒸馏得到含环丙胺的水溶液，环丙胺水溶液进连续精蒸馏塔分离得到纯的环丙胺产品，即环丙胺精制产品。本专利技术提纯的两级精馏的作用是：由于一步精馏塔设备过高而且复杂，很难达到理想的分离效果；两级精馏效果较好。其中，步骤a)所用溶剂可以选择二甲苯，还可以选择甲苯、三甲苯等。优选二甲苯。其中，步骤a)氯代丁酸甲酯、甲醇钠和溶剂的摩尔比为1：(1～1.5)：(0.5～2)，物料流动性和可过滤性增强。其中，步骤a)环化反应的反应温度为65～150℃，反应压力为80～150Kpa。作为优选，反应温度为90～110℃，反应压力为90～110Kpa。本专利技术步骤a)的环化反应在两级串联的反应蒸馏釜(即一级反应蒸馏釜和二级反应蒸馏釜)中进行，边反应边蒸出甲醇，使环化反应平衡向利于环丙甲酸甲酯生成的方向移动，较一级反应蒸馏釜采用两级反应蒸馏釜可以降低返混，提高反应速率和产率。其中，经二级反应蒸馏釜出来的物料包含环丙甲酸甲酯和溶剂。其中，步骤b)氨化反应的反应温度为35～100℃，反应压力为0.8～2MPa。作为优选，反应温度优选70～90℃，反应压力为1～1.5Mpa。其中，步骤b)反应物料包含环丙甲酰胺、NH3和甲醇。本专利技术所述生产方法，氨化反应结束后采用脱氨罐、闪蒸罐和脱甲醇塔脱除氨气和甲醇。也就是说：本专利技术步骤b)氨化反应，反应产物从氨化反应器出来后依次进入脱氨罐和闪蒸罐脱除NH3和部分甲醇，从闪蒸罐底部出来的物料进脱甲醇塔进一步脱除剩余的甲醇。其中，从闪蒸罐底部出来的物料包含：环丙甲酰胺、二甲苯、甲醇和氯化钠。本专利技术步骤b)氨化反应使用脱氨罐4的作用是稳定氨化反应器3内的压力并脱除部分NH3。本专利技术步骤b)氨化反应使用闪蒸罐5、脱甲醇塔6脱除残留的NH3和残留的甲醇。本专利技术步骤c)使用分相器7分离溶剂和环丙甲酰胺的水溶液。本专利技术采用水萃取环丙甲酰胺，并用分相器分离二甲苯油相和富含环丙甲酰胺的水相，从而脱掉溶剂(如二甲苯)。其中，步骤d)降解反应的反应温度为-15～30℃，反应压力为80～150Kpa。作为优选，反应温度为5～15℃，反应压力为110～130Kpa。本专利技术所述生产方法，氯代丁酸甲酯和NH3的进料摩尔比为1:(1～3)。本专利技术所述生产方法，步骤c)加水萃取，环丙甲酰胺和水的进料摩尔比为1:(2～5)。本专利技术所述生产方法，环丙甲酰胺和次氯酸钠(以有效氯计)进料摩尔比为1:(1.1～2.5)。本专利技术所述生产方法，环丙甲酰胺和氢氧化钠的进料摩尔比1:(2～4)。本专利技术所述生产方法，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种环丙胺连续化生产系统，包括以下依顺序连接的生产装置：一级反应蒸馏釜(1)、二级反应蒸馏釜(2)、氨化反应器(3)、脱氨罐(4)、闪蒸罐(5)、脱甲醇塔(6)、分相器(7)和降解反应器(8)。

【技术特征摘要】
1.一种环丙胺连续化生产系统，包括以下依顺序连接的生产装置：一级反应蒸馏釜(1)、二级反应蒸馏釜(2)、氨化反应器(3)、脱氨罐(4)、闪蒸罐(5)、脱甲醇塔(6)、分相器(7)和降解反应器(8)。2.根据权利要求1所述的环丙胺连续化生产系统，其特征在于，该系统在降解反应器后还包括粗蒸馏塔(9)和精蒸馏塔(10)。3.一种环丙胺连续化生产方法，利用权利要求1所述的环丙胺连续化生产系统，包括：步骤a)氯代丁酸甲酯、甲醇钠和溶剂连续进入一级反应蒸馏釜，氯代丁酸甲酯和甲醇钠进行环化反应生成环丙甲酸甲酯，反应过程中不断蒸出甲醇，一级反应蒸馏釜的釜底产物进入二级反应蒸馏釜进一步反应并蒸馏甲醇；步骤b)一级反应蒸馏釜和二级反应蒸馏釜蒸出的甲醇、以及二级反应蒸馏釜出来的物料与NH3混合进入氨化反应器，环丙甲酸甲酯与NH3进行氨化反应生成环丙甲酰胺，反应物料从氨化反应器出来后依次进入脱氨罐、闪蒸罐和脱甲醇塔脱除NH3和甲醇；步骤c)从脱甲醇塔底部出来的物料加水混合，进入分相器萃取环丙甲酰胺并分离油相和水相；步骤d)分相器出来的水相与NaClO、NaOH水溶液混合进入降解反应器进行降解反应生成环丙胺。4.根据权利要求3所述的环丙胺连续化生产方法，其特征在于，步骤d)得到的环丙胺是环丙胺粗品，该生产方法还包括：步骤e)从降解反应器出来的物料经粗蒸馏塔和精蒸馏塔分离得到环丙胺精制产品。5.根据权利要求3或4所述的环丙胺连续化生产方法，其特征在于，溶剂为二甲苯...

【专利技术属性】
技术研发人员：张旭斌，孙明帅，杨超群，谢意，王富民，李成龙，王文秀，
申请(专利权)人：浙江沙星科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33