一种氨肟化反应与分离集成的方法及其装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种氨肟化反应与分离集成的方法及其装置。本发明专利技术采用钛硅分子筛为催化剂，酮、双氧水和氨通过氨肟化反应生成肟，反应物料经错流过滤分离出清液后，抽取部分加入惰性烷烃溶剂萃取肟，含催化剂的浊液再循环回反应系统。反应与分离集成的方法能降低错流膜的过滤负荷，减小催化剂的消耗，节省投资和操作费用，具有很好的工业应用价值。具有很好的工业应用价值。具有很好的工业应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种氨肟化反应与分离集成的方法及其装置


[0001]本专利技术涉及一种氨肟化反应与分离集成的方法及其装置，具体来说是氨肟化反应及其产物肟、水和催化剂的分离方法和装置。

技术介绍

[0002]钛硅酸盐材料能催化脂肪族酮或芳香族酮与双氧水、氨直接发生氨肟化反应，生成相应的肟，再经过Beckmann重排可以合成一系列的酰胺。己内酰胺，学名ε
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己内酰胺，是一种重要的石油化工产品，广泛应用于制造锦纶和工程塑料。因此，环己酮经氨肟化制备环己酮肟再重排生产己内酰胺具有重要的应用价值，目前已逐步取代环己酮
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羟胺法、环己烷光亚硝化法和甲苯法等，成为工业生产己内酰胺的主流方法。
[0003]1988年美国专利US4745221第一次公开了液相中环己酮、双氧水和氨经氨肟化生成环己酮肟的方法：以TS
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1为催化剂，双氧水为氧源，在60℃～80℃的温和条件下，环己酮选择性98.2％。该法工艺流程短，避免了复杂的羟胺合成过程和SOx或NOx的产生，且不副产硫铵，对环境友好。随后美国专利US4894478公开了采用多步液相催化的方法，将环己酮肟化过程分为两步，从而提高了环己酮肟的收率。
[0004]为解决氨肟化过程催化剂分离和效率等问题，CN1191125和CN1234683公开了一种酮氨肟化反应体系中钛硅分子筛的分离方法，在浓度为30％～50％(质量分率)的与水互溶的低碳醇和过量氨水的酮氨肟化反应体系中，将包括反应产物肟与钛硅分子筛在内的物料在60～85℃的温度，0.5～3厘米/分钟线速率下于沉降器中沉降不小于10分钟。该方法较好地解决了催化剂和反应产物的分离问题，提高了分子筛的利用率。
[0005]由于钛硅分子筛粒径较小，采用沉降分离的方法不适应大规模工业生产，分离效率有待于提高。CN100586928公开了一种环己酮肟的制备方法，其特征在于该方法是在环管反应器中连续循环，将包括催化剂、氨、环己酮、过氧化氢和叔丁醇溶剂在内的反应浆料在环管中进行氨肟化反应，然后在固液分离组件内的过滤元件中以错流的方式将反应浆料进行固液分离，所得清液沿过滤元件的径向流出并回收，提浓后的浆液在环管内继续循环。
[0006]上述氨肟化反应与分离的方法都是在叔丁醇为溶剂的体系中进行。采用与水互溶的低碳醇(例如叔丁醇)作为溶剂，目的在于提高氨肟化产物在体系中的溶解度，以利于反应进行。然而，由此设计的工艺将带来诸多方面的不足。一是作为反应溶剂的低碳醇在反应液中占比较大，增加了反应产物和催化剂的分离负荷，严重影响错流过滤的通量。而是由于溶剂不能稳定存在于后续Beckmann重排反应的发烟硫酸体系中，再经过多次蒸馏和萃取等分离过程，工艺流程复杂，能耗大，肟稳定性相对较差，在后续重排中生成微量杂质，给精制过程带来困难。
[0007]CN100386307公开了一种以脂族或/和环脂族酮为原料，通过肟化和重排制备酰胺的方法：在惰性溶剂存在的条件下，酮、双氧水和氨通过催化生成肟溶液，油相产物在发烟硫酸的作用下发生Beckmann重排反应，经水解中和后制得酰胺。CN1939897公开了一种三相氨肟化反应分离制备酮肟的方法，在固态催化剂和与水不溶或微溶的溶剂存在的条件下，
将酮、双氧水和氨进行液液固三相非均相肟化反应生成肟；肟化反应产物分相后，轻相为含肟的溶剂相，重相直接分离出部分水后循环使用；或是将重相用与水不溶或微溶的溶剂萃取其中的肟，将含催化剂的重相萃余相分离出部分水后循环使用。
[0008]CN 105837468公开了一种环己酮肟的制备方法：在肟化催化剂的存在下，将环己酮、氨和过氧化氢在溶剂中进行氨肟化反应，其中所述溶剂为含有少量惰性有机溶剂的水溶液，氨肟化能够得到较高的环己酮转化率和环己酮肟选择性。CN 104926689公开了一种无溶剂制备环己酮肟的方法，具体制备包括反应体系的制备、肟化反应和产物的分离。反应液经冷凝就能直接分离出产物，能耗低，制备过程对环境友好，易于工业化实施。

技术实现思路

[0009]本专利技术提供了一种氨肟化反应及其产物肟、水和催化剂的分离方法及其装置。本专利技术的目的是针对无溶剂体系氨肟化或者含有少量惰性有机溶剂的水溶液体系氨肟化反应过程，提供一种连续高效分离出产物和催化剂的方法和装置。
[0010]本专利技术的目的是通过如下方式实现的：
[0011]一种氨肟化反应与分离集成的方法，由如下四个步骤构成：
[0012](1)在钛硅分子筛为催化剂的条件下，酮、双氧水和氨反应生成肟；
[0013](2)反应物料经错流过滤分离出含有水和肟的清液；
[0014](3)分离出清液后的物料在循环回反应器之前部分进入混合萃取，加入惰性烷烃溶剂萃取，得到的有机相为肟溶液；
[0015](4)萃取后的含催化剂的水相浊液返回氨肟化反应系统。
[0016]进一步讲，酮、双氧水和氨的氨肟化反应是在钛硅分子筛为催化剂的条件下进行，钛硅分子筛为Ti
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MWW、TS
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1、TS
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2、Ti
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β、Τi
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SBA
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15、Ti
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MCM
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41或Ti
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MOR的一种或两种以上，优选Ti
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MWW、TS
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1的一种或两者的混合物，特别优选Ti
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MWW。
[0017]进一步讲，氨肟化反应原料之一的酮为碳原子数3～10脂族酮，或是碳原子数5～10的环脂族酮或芳香族酮；所用的双氧水的浓度为质量分率10％～80％，优选25％～60％；酮、双氧水、氨的物质的量之比为1：1.0～2：1.0～4，优选的1：1.0～1.2：1.0～2.0。
[0018]进一步讲，酮、双氧水和氨的氨肟化反应是在无溶剂或者少量惰性烷烃溶剂的条件下进行，反应温度为40～100℃，反应压力为0.1～1MPa,最终控制的反应压力不超1MPa。
[0019]进一步讲，一种氨肟化反应与分离集成的装置包括釜式反应器、错流过滤器、混合萃取，所述的釜式反应器、错流过滤器、混合萃取依次连接；
[0020]所述的错流过滤器的物料排出端通过物料回流管与釜式反应器连通；
[0021]所述的混合萃取的水相排出端通过水相回流管与釜式反应器连通；
[0022]在所述的混合萃取连接情性烷烃溶剂进料管。
[0023]在本专利技术提供的氨肟化反应与分离集成的方法中，包括氨肟化反应、错流膜过滤分离、萃取分离等步骤，下面参照附图1加以说明。
[0024]氨肟化反应是以酮、双氧水和氨为原料，在无溶剂或者少量惰性烷烃溶剂的条件下，通过钛硅分子筛催化反应生成肟和水。氨肟化反应在釜式反应器R和循环管路中进行，循环管路设置有错流过滤器S1，反应产物先通过错流过滤器S1过滤分离出清液；物料在循环回反应器R之前部分进入混合萃取S2，加入惰性烷烃溶剂萃取，得到的有机本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氨肟化反应与分离集成的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)在钛硅分子筛为催化剂的条件下，酮、双氧水和氨反应生成肟；(2)反应物料经错流过滤分离出含有水和肟的清液；(3)分离出清液后的物料在循环回反应器之前部分进入混合萃取，加入惰性烷烃溶剂萃取，得到的有机相为肟溶液；(4)萃取后的含催化剂的水相浊液返回氨肟化反应系统。2.根据权利要求1所述的一种氨肟化反应与分离集成的方法，其特征在于，步骤(1)中，钛硅分子筛为Ti
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MWW、TS
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1、TS
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2、Ti
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β、Τi
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SBA
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15、Ti
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MCM
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41或Ti
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MOR的一种或两种以上。3.根据权利要求1所述的一种氨肟化反应与分离集成的方法，其特征在于，步骤(1)中，所用的酮为碳原子数3～10脂族酮，或是碳原子数5～10的环脂族酮或芳香族酮；所用的双氧水的浓度为质量分率10％
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80％；酮、双氧水、氨的物质的量之比为1：1.0～2：1.0～4。4.根据权利要求1所述的一种氨肟化反应与分离集成的方法，其特征在于，步骤(1)中，氨肟化反应在无溶剂或者少量惰性烷烃溶剂的条件下进行，反应温度为40～100℃，反应压力为0.1～1MPa。5.根据权利要求1所述的一种氨肟化反应与分离集成的方法，其特征在于，步骤(...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴剑，赵承军，魏天荣，周学军，李伟，车小军，
申请(专利权)人：湖北金湘宁化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：