一种己内酰胺的高效精制方法技术

本发明专利技术公开了一种己内酰胺的高效精制方法，本方法是重排反应生产己内酰胺过程中的重排反应产物经过闪蒸、离心分离、蒸发蒸馏、膜过滤和结晶等简单操作，即可得到符合工业要求的高纯度己内酰胺成品和尼龙切片产品。本发明专利技术适用于气相、液相和溶剂重排等方法所得反应物的精制，应用范围广泛；采用本发明专利技术技术，与传统己内酰胺提纯工艺相比，可制备出品质较高的己内酰胺产品，中间产物己内酰胺晶体又可制备成尼龙切片产品，且在一定程度上缩短了生产流程，显著减少了溶剂用量和废水排放，大大降低了投资和生产成本。

An efficient method for purification of Caprolactam

The invention discloses an efficient refining method for caprolactam, in which the rearrangement reaction products in the process of rearrangement reaction producing caprolactam are simply operated by flash evaporation, centrifugal separation, evaporative distillation, membrane filtration and crystallization, and the high purity caprolactam finished products and nylon chip products meeting the industrial requirements can be obtained. The invention is suitable for refining reactants obtained by gas phase, liquid phase and solvent rearrangement, and has a wide application range; compared with the traditional caprolactam purification process, the caprolactam product with high quality can be prepared by adopting the technology of the invention, and the intermediate caprolactam crystal can be prepared into nylon chip products, and in a certain extent. To a certain extent, it shortens the production process, significantly reduces the amount of solvent and wastewater discharge, and greatly reduces investment and production costs.

【技术实现步骤摘要】
一种己内酰胺的高效精制方法
本专利技术涉及己内酰胺的精制，具体的说是一种己内酰胺的高效精制方法。
技术介绍
己内酰胺是合成纤维与工程塑料的重要化工原料。目前国内的己内酰胺生产一般采用液相重排体系，这种重排体系是在发烟硫酸的存在下，使环己酮肟发生贝克曼重排反应，生成己内酰胺，随后用氨气或氨水中和未反应的硫酸，再经过苯萃、水萃、离子交换、加氢、三效蒸发精馏等操作提纯制备己内酰胺，该方法转化率及选择性较为理想，但生产过程需要大量的发烟硫酸和氨，副产经济价值较低的硫酸铵，且提纯过程较长，生产成本较高；为解决该问题，以有机溶剂部分取代发烟硫酸的溶剂重排技术以及以固体酸完全取代发烟硫酸的气相重排技术逐步成为人们的研究重点，溶剂重排和气相重排虽然在一定程度上解决了副产硫酸铵的问题，由于重排过程中外加溶剂以及转化率及选择性的影响，使得重排产物中的杂质较多，在一定程度上增加了后续提纯的难度，为提高己内酰胺成品品质、简化己内酰胺提纯过程，相关人员做了大量研究，中国专利CN104557705A公开了一种己内酰胺精制的方法和装置，该方法将粗己内酰胺水溶液依次经过加氢、三效蒸发、浓缩脱水以及碱处理，随后送入升膜蒸馏塔进行升膜操作，最终得到己内酰胺成品，该方法虽然取消了碱蒸馏塔，但仍需加氢、三效蒸发、浓缩等操作，未在实质上简化生产过程；中国专利CN101070299A公开了一种ε-己内酰胺的提纯精制方法，该方法将气相重排反应得到的重排产物，送入卤代烃溶液中进行结晶操作，随后经加氢反应得到纯度较高的己内酰胺成品，该方法虽然在一定程度上简化了己内酰胺提纯过程，但该方法只适用于气相重排产物的提纯，应用范围较窄。在这样一种背景下，简单、高效、适用范围广的重排产物提纯方法/工艺对己内酰胺生产行业经济意义、环境意义不言而喻。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种己内酰胺的高效精制方法，以解决现有工艺方法工艺流程复杂、适用性差的问题。本专利技术的目的是这样实现的：一种己内酰胺的高效精制方法，所述方法包括以下步骤：(1)将己内酰胺生产过程中的重排反应产物进行闪蒸，得所含己内酰胺质量浓度为85%～95%的闪蒸浓缩液，以除去低沸点物质（水、轻相杂质），并使硫酸铵结晶析出；所得闪蒸浓缩液经离心分离得到硫酸铵和粗己内酰胺油，低沸点物质进生化处理；(2)将步骤(1)所得粗己内酰胺油于蒸发罐内进行蒸发操作，蒸发操作过程中，当蒸发罐底部所得釜液中己内酰胺溶液的质量浓度为96%～99.9%时，结束蒸发过程，蒸发罐顶部所得低沸点杂质进生化处理，蒸发罐底部所得釜液送入蒸馏罐进行蒸馏操作；蒸馏操作过程中，蒸馏罐顶部所得气相己内酰胺，经冷凝操作，得到温度为80℃～100℃的熔融态己内酰胺，蒸馏罐底部所得高沸点杂质进行焚烧处理；(3)将步骤(2)得到的熔融态己内酰胺，经膜过滤操作除去固态杂质后加入适量热纯水，随后依次经过降温结晶、离心分离操作，得到己内酰胺晶体和一次离心母液；(4)将步骤（3）得到的一次离心母液在蒸发罐内进行蒸发浓缩脱水处理，当蒸发罐中己内酰胺质量浓度为94%～96%时，完成蒸发过程，得到浓缩液；所述浓缩液，（4.1）经过降温结晶、离心分离操作得到己内酰胺晶体和二次离心母液；或者，（4.2）送入蒸馏罐进行蒸馏操作，蒸馏罐顶部得气相己内酰胺，气相己内酰胺经冷凝后得己内酰胺液态产品，蒸馏罐底部的高沸点杂质进行焚烧处理；(5)将步骤（3）和步骤（4.1）所得到的己内酰胺晶体进行干燥处理，得到纯度为99.98%以上的己内酰胺固体产品；或者将步骤（3）和步骤（4.1）所得到的己内酰胺晶体送入聚合装置，得到尼龙切片产品。优选的，本专利技术所述的己内酰胺的高效精制方法，所述步骤（4）中蒸发浓缩脱水处理所蒸发出的水回收作为步骤（3）中所加入的纯水；步骤（3）中所加入纯水的质量为所述熔融态己内酰胺质量的3～20%，温度为40～100℃。优选的，本专利技术所述的己内酰胺的高效精制方法，步骤（4.1）所得二次离心母液质量的10～90%返回至步骤（3）所得的一次离心母液中，其余返回至步骤（1）所得粗己内酰胺油中。当二次离心母液中杂质含量高的时候，二次离心母液回到步骤（1）所得粗己内酰胺油的质量高，当二次离心母液中杂质含量低的时候，二次离心母液回到步骤（1）所得粗己内酰胺油的质量低。本专利技术所述的己内酰胺的高效精制方法，所述步骤（1）中所述重排反应产物为原料液相重排反应产物、溶剂重排反应产物或气相重排反应产物；其中，原料液相重排反应产物或者溶剂重排反应产物由己内酰胺生产过程中的硫酸铵中和结晶器得到，气相重排反应产物由重排反应后溶剂蒸发器得到。优选的，本专利技术所述的己内酰胺的高效精制方法，步骤（1）中闪蒸过程中压力控制为绝对压力10KPa～30KPa；所述闪蒸浓缩液离心分离时的温度控制为80℃～120℃。优选的，本专利技术所述的己内酰胺的高效精制方法，步骤（2）中所述蒸发操作的压力控制为绝对压力15KPa～25KPa、温度为65℃～75℃；所述蒸馏操作的压力控制为绝对压力15KPa～25KPa、温度为110℃～150℃。优选的，本专利技术所述的己内酰胺的高效精制方法，步骤（3）中所述膜过滤操作中，所用膜过滤器中膜的材质为PTFE、PVDF、AL2O3、金属烧结材料，膜过滤器的过滤精度为0.1μm～50μm。优选的，本专利技术所述的己内酰胺的高效精制方法，步骤（4）中所述一次离心母液蒸发时温度为100～105℃，压力为常压；步骤（4.2）进行蒸馏操作的压力控制为绝对压力15KPa～25KPa、温度为110℃～150℃。优选的，本专利技术所述的己内酰胺的高效精制方法，步骤（3）及步骤（4.1）中降温结晶操作的降温梯度均控制为2～8℃/h，降温结晶结束时料液的温度均控制在5～30℃，降温结束后保温时间为15～40min。优选的，本专利技术所述的己内酰胺的高效精制方法，步骤（3）及步骤（4.1）中降温结晶操过程中搅拌速度为60～80rpm。相对于现有技术，本专利技术的方法具有多方面的效果和优势：（1）本专利技术的方法既可处理液相和溶剂重排所得的反应物，又可处理气相重排所得的反应物，应用范围广泛。（2）本专利技术的方法采用闪蒸、过滤、蒸馏和结晶等简单操作即可直接得到便于储存和运输的固体己内酰胺，相比传统己内酰胺提纯工艺，在保证己内酰胺成品质量的同时，又能直接得到便于储存和运输的固体己内酰胺和尼龙切片，并在一定程度上缩短了生产流程，显著减少了溶解用量和废水排放，大大降低了生产成本。（3）经检测，采用本专利技术的技术所获得的己内酰胺晶体中除了水份指标外，其它的理化指标均达到己内酰胺优等品指标，可直接送入聚合装置得到尼龙切片产品。（4）采用本专利技术的方法所制备的己内酰胺成品在290nm波长的吸光值≤0.04，碱度≤0.05mmol/kg，环己酮肟含量≤15mg/kg，50%水溶液色度≤2Hazen，铁含量≤0.2mg/kg全符合工业优等品指标。（5）采用本专利技术技术，己内酰胺固体产品、己内酰胺液态产品、尼龙切片产品的总收率≥97%。附图说明图1是本专利技术方法的工艺流程示意图。具体实施方式实施例1本实施例工艺流程如图1所示。（1）将由硫酸铵中和结晶器来的液相重排反应产物在压力为10KPa（绝压）的条件下进行闪蒸，除去低沸点物质水和轻相杂质得到闪蒸浓缩本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种己内酰胺的高效精制方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将己内酰胺生产过程中的重排反应产物进行闪蒸，得所含己内酰胺质量浓度为85%～95%的闪蒸浓缩液，以除去低沸点物质，并使硫酸铵结晶析出；所得闪蒸浓缩液经离心分离得到硫酸铵和粗己内酰胺油；(2)将步骤(1)所得粗己内酰胺油于蒸发罐内进行蒸发操作，蒸发操作过程中，当蒸发罐底部所得釜液中己内酰胺溶液的质量浓度为96%～99.9%时，结束蒸发过程，蒸发罐底部所得釜液送入蒸馏罐进行蒸馏操作；蒸馏操作过程中，蒸馏罐顶部所得气相己内酰胺，经冷凝操作，得到温度为80℃～100℃的熔融态己内酰胺；(3)将步骤(2)得到的熔融态己内酰胺，经膜过滤操作除去固态杂质后加入适量热纯水，随后依次经过降温结晶、离心分离操作，得到己内酰胺晶体和一次离心母液；(4)将步骤（3）得到的一次离心母液在蒸发罐内进行蒸发浓缩脱水处理，当蒸发罐中己内酰胺质量浓度为94%～96%时，完成蒸发过程，得到浓缩液；所述浓缩液，（4.1）经过降温结晶、离心分离操作得到己内酰胺晶体和二次离心母液；或者，（4.2）送入蒸馏罐进行蒸馏操作，蒸馏罐顶部得气相己内酰胺，气相己内酰胺经冷凝后得己内酰胺液态产品；(5)将步骤（3）和步骤（4.1）所得到的己内酰胺晶体进行干燥处理，得到纯度为99.98%以上的己内酰胺固体产品；或者将步骤（3）和步骤（4.1）所得到的己内酰胺晶体送入聚合装置，得到尼龙切片产品。...

【技术特征摘要】
1.一种己内酰胺的高效精制方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将己内酰胺生产过程中的重排反应产物进行闪蒸，得所含己内酰胺质量浓度为85%～95%的闪蒸浓缩液，以除去低沸点物质，并使硫酸铵结晶析出；所得闪蒸浓缩液经离心分离得到硫酸铵和粗己内酰胺油；(2)将步骤(1)所得粗己内酰胺油于蒸发罐内进行蒸发操作，蒸发操作过程中，当蒸发罐底部所得釜液中己内酰胺溶液的质量浓度为96%～99.9%时，结束蒸发过程，蒸发罐底部所得釜液送入蒸馏罐进行蒸馏操作；蒸馏操作过程中，蒸馏罐顶部所得气相己内酰胺，经冷凝操作，得到温度为80℃～100℃的熔融态己内酰胺；(3)将步骤(2)得到的熔融态己内酰胺，经膜过滤操作除去固态杂质后加入适量热纯水，随后依次经过降温结晶、离心分离操作，得到己内酰胺晶体和一次离心母液；(4)将步骤（3）得到的一次离心母液在蒸发罐内进行蒸发浓缩脱水处理，当蒸发罐中己内酰胺质量浓度为94%～96%时，完成蒸发过程，得到浓缩液；所述浓缩液，（4.1）经过降温结晶、离心分离操作得到己内酰胺晶体和二次离心母液；或者，（4.2）送入蒸馏罐进行蒸馏操作，蒸馏罐顶部得气相己内酰胺，气相己内酰胺经冷凝后得己内酰胺液态产品；(5)将步骤（3）和步骤（4.1）所得到的己内酰胺晶体进行干燥处理，得到纯度为99.98%以上的己内酰胺固体产品；或者将步骤（3）和步骤（4.1）所得到的己内酰胺晶体送入聚合装置，得到尼龙切片产品。2.根据权利要求1所述的己内酰胺的高效精制方法，其特征在于，步骤（4）中蒸发浓缩脱水处理所蒸发出的水回收作为步骤（3）中所加入的纯水；步骤（3）中所加入纯水的质量为所述熔融态己内酰胺质量的3～20%，温度为40～100℃。3.根据权利要求1所述的己内酰胺的高效精制方法，其特征在于，步骤（4.1）所得二次离心母液质量的10～90%...

【专利技术属性】
技术研发人员：金作宏，刘东，卢远峰，南向竹，闫利军，魏朝帅，刘永英，李彦新，赵途，王素霞，
申请(专利权)人：河北美邦工程科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13