一种高效安全的己二酸合成方法技术

本发明专利技术公开了一种高效安全的己二酸合成方法，包括如下步骤：将含催化剂的原料经微通道反应器中实现充分混合；混合后物料进入降膜反应器中，通过加热到反应温度，经导流后形成液膜，膜内实现己二酸合成，生成的气体由膜表面及时溢出后经气相管路进入尾气后处理装置。采用微通道反应器在较低温度下实现原料的充分混合，混合过程为液液混合(无气体产生)，混合效果大幅优于釜式及管式，利于后续合成反应，在降膜反应器内完成己二酸合成反应，反应过程中无返混，液膜比表面积大，反应生成的气体及时从膜表面溢出，利于反应正向进行，反应收率及选择性高，实现己二酸连续化生产，停留时间短，反应持液量低，混合效果好，安全系数大幅提高。幅提高。幅提高。

【技术实现步骤摘要】
一种高效安全的己二酸合成方法


[0001]本专利技术属于有机合成应用
，具体涉及以环己醇/环己酮为原料，经微通道反应器充分混合，降膜反应器内进行氧化反应制备己二酸的方法。

技术介绍

[0002]己二酸又称肥酸，是脂肪族二元酸中最有应用价值的二元酸之一，己二酸的应用主要分为两大部分，即尼龙和非尼龙两大类。己二酸在尼龙产品方面的应用主要是制造尼龙66盐(络合物)，尼龙66盐缩聚生产尼龙66树脂和尼龙66纤维；在非尼龙方面的应用主要是生产聚酯多元醇，进而生产聚氨酯类产品。此外，己二酸在医药、香料、农药、涂料、食品、黏合剂以及染料等方面也有广泛应用。己二酸工艺包括环己烷法、环己烯法、苯酚法及丁二烯法，目前工业化生产普遍采用环己烷及环己烯法。环己烷法工艺：以苯为原料加氢制备环己烷，环己烷经空气氧化制备环己酮及环己醇的混合物(简称KA油)，KA油经硝酸氧化制备己二酸，该工艺三废较多，副产量较大，产品收率偏低。环己烯法工艺：以苯为原料部分加氢制备环己烯，环己烯水和制备环己醇，环己醇经硝酸氧化制备己二酸。该工艺产品质量好，副产较低。
[0003]两种方法均以硝酸为氧化剂，环己醇/环己酮为原料合成己二酸。国内目前己二酸合成均以多级釜式连续化合成己二酸，反应持液量巨大，环己醇/酮与硝酸混合不均，局部放热及放气剧烈，控制不当易产生燃烧、爆炸等重大安全事故，存在较大安全隐患。同时局部过热反应，反应副产物较多，影响产品质量。
[0004]专利CN103172546A以KA油及硝酸为原料，在微通道反应器中完成氧化反应制备己二酸。该工艺反应时间约30s
‑
60s，反应收率约95％。但实际微反合成时由于反应放气量巨大，物料与生成的气体混合后喷射出反应器，反应压力大，反应器内己二酸浓度易失衡，板路易堵塞，影响装置连续化运行。专利CN112191217A以KA油为原料，经管式反应器与硝酸进行氧化反应，制备己二酸。该反应由原料预热区、反应区、气液分离区和回流区四部分组成。该工艺较好的实现了原料的混合，反应收率约95％。但工序较多，反应生成的气体无法及时排除体系，需加装气液分离装置。降膜反应器主要为液体顺壁面下降形成薄膜并与气体逆流或并流接触的反应设备。专利CN112409210A以己二酸及氨气为原料进行氨化反应制备己二腈。该工艺利用降膜反应器气液接触面积大，停留时间少，己二腈收率约92％。
[0005]迄今为止，尚未见以微反进行原料预混合，降膜反应器内完成己二酸合成的报道。本专利技术提供一种己二酸合成的方法，该方法优点在于利用微反应器的良好的传质传热效果，实现硝酸与环己醇/酮的充分混合。混合液经降膜反应器充分反应，气体可及时移出反应体系，实现己二酸的高效安全生产。该方法简便易行，具有良好的经济效益及环境效益，适合工业化生产。

技术实现思路

[0006]本专利技术针对现有己二酸釜式连续合成时，原料混合不充分，局部易返混及过热，反
应持液量大，反应风险较高；管式反应器及微通道反应器反应过程中体系气量大，气体无法及时排出反应体系，实际停留时间短，装置复杂的问题，提供一种高效安全的己二酸合成方法，其应用时本工艺采用微通道反应器在较低温度下实现原料的充分混合，混合过程为液液混合(无气体产生)，混合效果大幅优于釜式及管式，利于后续合成反应；本工艺在降膜反应器内完成己二酸合成反应，反应过程中无返混，液膜比表面积大，反应生成的气体及时从膜表面溢出，利于反应正向进行，反应收率及选择性高；本工艺实现己二酸连续化生产，停留时间短，反应持液量低，混合效果好，安全系数大幅提高。
[0007]本专利技术通过以下技术方案实现：
[0008]一种高效安全的己二酸合成方法，包括如下步骤：
[0009](1)将含催化剂的原料经微通道反应器中实现充分混合；
[0010](2)混合后物料进入降膜反应器中，通过加热到反应温度，经导流后形成液膜，膜内实现己二酸合成，生成的气体由膜表面及时溢出后经气相管路进入尾气后处理装置。
[0011]进一步的，所述的一种高效安全的己二酸合成方法，己二酸合成过程步骤中所述原料为硝酸与环己醇、环己酮、KA油、6
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羟基己酸的一种或多种的混合物。
[0012]进一步的，所述的一种高效安全的己二酸合成方法，所述己二酸氧化剂为硝酸，浓度为30％
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70％，优选50％
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60％。
[0013]进一步的，所述的一种高效安全的己二酸合成方法，所述催化剂为铜、钒催化剂，催化剂溶于硝酸中，催化剂在反应体系中浓度为铜0.05％
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0.5％，钒0.01％
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0.25％。
[0014]进一步的，所述的一种高效安全的己二酸合成方法，所述硝酸与原料摩尔比为15:1
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3:1，优选5
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8:1。
[0015]进一步的，所述的一种高效安全的己二酸合成方法，所述步骤(1)中物料混合温度为10℃
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50℃，优选20℃
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30℃。
[0016]进一步的，所述的一种高效安全的己二酸合成方法，所述步骤(1)中物料混合时间为10s
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10min；优选30s
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1min。
[0017]进一步的，所述的一种高效安全的己二酸合成方法，所述步骤(2)中反应温度为70℃
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100℃，优选80℃
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90℃。
[0018]进一步的，所述的一种高效安全的己二酸合成方法，所述步骤(2)中反应时间为5min
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60min，优选10min
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30min。
[0019]进一步的，所述的一种高效安全的己二酸合成方法，所述合成过程在常压或微负压中进行，压力为0.05MPa
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0.1MPa，优选0.09MPa
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0.1MPa。
[0020]综上所述，本专利技术的以下有益效果：
[0021]1、本专利技术一种高效安全的己二酸合成方法，本工艺采用微通道反应器在较低温度下实现原料的充分混合，混合过程为液液混合(无气体产生)，混合效果大幅优于釜式及管式，利于后续合成反应。
[0022]2、本专利技术一种高效安全的己二酸合成方法，本工艺在降膜反应器内完成己二酸合成反应，反应过程中无返混，液膜比表面积大，反应生成的气体及时从膜表面溢出，利于反应正向进行，反应收率及选择性高。
[0023]3、本专利技术一种高效安全的己二酸合成方法，本工艺实现己二酸连续化生产，停留时间短，反应持液量低，混合效果好，安全系数大幅提高。
附图说明
[0024]此处所说明的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本专利技术实施例的限定。在附图中：
[0025]图1为本专利技术工艺流程图。
具体实施方式
[0026]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高效安全的己二酸合成方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将含催化剂的原料经微通道反应器中实现充分混合；(2)混合后物料进入降膜反应器中，通过加热到反应温度，经导流后形成液膜，膜内实现己二酸合成，生成的气体由膜表面及时溢出后经气相管路进入尾气后处理装置。2.根据权利要求1所述的一种高效安全的己二酸合成方法，其特征在于，己二酸合成过程步骤中所述原料为硝酸与环己醇、环己酮、KA油、6
‑
羟基己酸的一种或多种的混合物。3.根据权利要求1所述的一种高效安全的己二酸合成方法，其特征在于，所述己二酸氧化剂为硝酸，浓度为30％
‑
70％，优选50％
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60％。4.根据权利要求1所述的一种高效安全的己二酸合成方法，其特征在于，所述催化剂为铜、钒催化剂，催化剂溶于硝酸中，催化剂在反应体系中浓度为铜0.05％
‑
0.5％，钒0.01％
‑
0.25％。5.根据权利要求1所述的一种高效安全的己二酸合成方法，其特征在于，所述硝酸与原料摩尔比为15:1
‑
3:1，优选5
...

【专利技术属性】
技术研发人员：石苏洋，林洋，严绘，廖强，孟海娟，王明晨，亢玉荣，马荣慧，
申请(专利权)人：江苏扬农化工集团有限公司，
类型：发明
国别省市：