【技术实现步骤摘要】
本申请属于化工副产物的再利用领域，具体地，涉及一种以尼龙酸为原料连续合成戊二腈与环戊酮的方法和装置。
技术介绍
1、戊二腈(glutaronitrile)是一种脂肪族腈类物质，无色至淡黄色透明液体，是一种重要的有机合成中间体，其经过催化加氢可合成戊二胺，戊二胺是合成尼龙56的重要原料，相比于尼龙66，尼龙56具有高强耐磨、本体阻燃、吸湿快干、易染高色牢度、轻量柔软等优点，市场需求量大。虽然目前戊二胺可以通过赖氨酸脱羧的方法合成，但是赖氨酸主要来源于粮食的生物发酵，存在与人争粮的问题。
2、环戊酮(cyclopentanone)无色透明油状液体。有特殊醚的而又稍似薄荷的气味，是香料工业中常用的原料。如环戊酮可与正戊醛、正己醛、1-戊烯、1-庚烯等进行反应合成不同类型的香料，因此其在香料工业中有着广泛的应用。
3、尼龙酸是环己醇为原料经硝酸氧化生产己二酸过程中产生的副产品，主要组成为丁二酸、戊二酸、己二酸。近年来，由于国内己二酸产能的逐渐扩充，粗略估计国内每年尼龙酸的副产量约为5-6万吨。目前关于尼龙酸废水的处理方式已经由焚烧转变为生产尼龙酸dba结片。所述尼龙酸dba结片中丁二酸约占15-23％，戊二酸约占55-65％，己二酸约占8-12％。当前，丁二酸的市场售价为1.2万元/吨，戊二酸的市场售价约为5-8万元/吨。然而由于三种酸常温下均为固体且熔沸点较高，通过传统的精馏方法分离能耗很高，且三种二酸在各种溶剂中的溶解度类似，因此很难通过结晶的方式实现有效分离，例如cn1326919a和cn 10800301
4、因此，如何高效，连续的实现尼龙酸这种副产物的高值化利用，成为亟待解决的问题。
技术实现思路
1、针对上述现有技术存在的不足，本申请的目的在于提供一种以尼龙酸为原料合成戊二腈与环戊酮的方法和实现该方法的装置。所述方法通过脱羧反应与胺化脱水反应将尼龙酸中的戊二酸，己二酸，丁二酸分别转化为戊二腈，环戊酮与丁二酸酐，而这三种产品可以很容易实现分离，通过此方法将工业副产品尼龙酸转化为高附加值化学品，同时实现三种酸的分离，实现了废物的高值化利用，可以有效降低生产成本。
2、根据本专利技术的一个方面，本专利技术的一个目的在于提供一种以尼龙酸为原料的连续合成戊二腈与环戊酮的方法，所述方法包含以下步骤：
3、1)将尼龙酸固体加入装有催化剂1的反应器1中进行脱羧反应，反应温度为280℃-360℃，反应空速为0.05-0.5h-1，其中己二酸反应形成环戊酮，戊二酸和丁二酸分别形成戊二酸酐与丁二酸酐；
4、2)反应产物经过降温分离，冷凝温度为130-180℃，戊二酸酐与丁二酸酐形成液体，环戊酮仍然保持气体状态导出反应体系，然后经过进一步冷凝，分液后得到环戊酮产品；
5、3)步骤2)中得到的戊二酸酐与丁二酸酐经过精馏进行分离，得到丁二酸酐产品；
6、4)步骤3)中分离得到的粗戊二酸酐加入装有催化剂2的反应器2中与氨源物质进行胺化反应得到戊二腈，反应温度为300℃-450℃，反应空速为0.05-1.0h-1，然后经过精馏，得到戊二腈产品。
7、优选地，步骤1)中所述催化剂1为负载型金属催化剂，金属活性组分选自为ca、mn、ba、mg、w、cu、mo、li的氧化物中的一种或多种，载体选自al2o3、sio2、zro2、ceo2、zno的氧化物中的一种或多种，优选为al2o3、sio2、zno。
8、优选地，步骤1)中所述反应器1选自连续搅拌釜反应器、活塞流反应器、固定相反应器和流化床反应器中的任意一种反应器，更优选为流化床反应器。
9、优选地，步骤1)中反应压力为常压至0.3mpa。
10、优选地，步骤3)中精馏塔的理论塔板数为10-30块，塔底操作温度为150℃，操作压力为10mmhg，塔顶操作温度为115-120℃，采出丁二酸酐。
11、优选地，步骤3)中精馏塔的理论塔板数为10-30块，塔底操作温度为180℃，操作压力为10mmhg，塔顶操作温度为140-150℃，采出戊二酸酐。
12、优选地，步骤4)中所述催化剂2选自al2o3、sio2、zno、ceo2、活性炭、nb2o5、zro2、tio2中的一种或多种，优选为al2o3、sio2 zro2、zno、tio2中的一种或多种。
13、优选地，步骤4)中所述反应器2选自连续搅拌釜反应器、活塞流反应器、固定相反应器和流化床反应器中的任意一种反应器，更优选为流化床反应器。
14、优选地，步骤4)中反应压力为常压至0.5mpa。
15、根据本专利技术的另一个方面，本专利技术的另一个目的在于提供一种以尼龙酸为原料合成戊二腈与环戊酮的方法的装置，所述装置包括：
16、料斗和固体进料机，用于向反应器中输送尼龙酸固体原料；
17、反应器r0101，其为流化床反应器，在所述反应器r0101的上部侧壁设有进料口并与所述固体进料机连接，用于进料，所述反应器r0101底部具有气体入口，用于通入载气，所述反应器r0101顶部设有气体出口，用于输出反应后的产物气体；
18、冷凝器e0101通过管线连接所述反应器r0101顶部的气体出口，对反应产物进行冷凝；
19、产品缓冲罐v0101，用于接受所述冷凝器e0101冷凝后的产物，所述产品缓冲罐v0101顶部设有气体出口，底部设有液体出口；
20、冷凝器e0102通过管线连接所述产品缓冲罐v0101顶部的气体出口，对其中的不凝气与环戊酮进一步冷凝；
21、产品缓冲罐v0102，用于接受所述冷凝器e0102冷凝后的产物，得到环戊酮和水，所述产品缓冲罐v0102顶部设有气体出口，用于排出尾气；
22、精馏塔t0101，与所述产品缓冲罐v0101底部的液体出口通过进料泵和管线连接，用于接收所述产品缓冲罐v0101中的液态产品，主要为戊二酸酐与丁二酸酐，通过精馏丁二酸酐，戊二酸酐和精馏残杂分别进行产品缓冲罐v0103，产品缓冲罐v0104和产品缓冲罐v0105；
23、反应器r0102，其为流化床反应器，在所述反应器r0102的下部侧壁设有进料口并通过进料泵p0102和管线与所述产品缓冲罐v0104连接，所述缓冲罐v0104中的戊二酸酐通过进料泵p0102与雾化水和氮气混合后喷入所述反应器r0102中，所述反应器r0102的底部设有本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种以尼龙酸为原料的连续合成戊二腈与环戊酮的方法，所述方法包含以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1)中所述催化剂1为负载型金属催化剂，金属活性组分选自为Ca、Mn、Ba、Mg、W、Cu、Mo、Li的氧化物中的一种或多种，载体选自Al2O3、SiO2、ZrO2、CeO2、ZnO的氧化物中的一种或多种，优选为Al2O3、SiO2、ZnO；
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3)中精馏塔的理论塔板数为10-30块，塔底操作温度为150℃，操作压力为10mmHg，塔顶操作温度为115-120℃，采出丁二酸酐；
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤4)中所述催化剂2选自Al2O3、SiO2、ZnO、CeO2、活性炭、Nb2O5、ZrO2、TiO2中的一种或多种，优选为Al2O3、SiO2 ZrO2、ZnO、TiO2中的一种或多种；
5.根据权利要求1至4中任意一项所述方法的装置，所述装置包括：
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括尾气吸收塔(T0102)，用于接
7.一种以尼龙酸为原料的连续合成戊二腈与环戊酮的方法，所述方法包含以下步骤：
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤1)中所述反应器(R0101)选自连续搅拌釜反应器、活塞流反应器、固定相反应器和流化床反应器中的任意一种反应器，更优选为流化床反应器；
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤2)中精馏塔(T0101)的理论塔板数为10-30块，塔底操作温度为150℃，操作压力为10mmHg，塔顶操作温度为115-120℃，采出丁二酸酐；
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤3)中反应器(R0102)中使用的催化剂为Al2O3、SiO2、ZnO、CeO2、活性炭、Nb2O5、ZrO2、TiO2中的一种或多种，更优选为Al2O3、SiO2ZrO2、ZnO、TiO2中的一种或多种；
...【技术特征摘要】
1.一种以尼龙酸为原料的连续合成戊二腈与环戊酮的方法，所述方法包含以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1)中所述催化剂1为负载型金属催化剂，金属活性组分选自为ca、mn、ba、mg、w、cu、mo、li的氧化物中的一种或多种，载体选自al2o3、sio2、zro2、ceo2、zno的氧化物中的一种或多种，优选为al2o3、sio2、zno；
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3)中精馏塔的理论塔板数为10-30块，塔底操作温度为150℃，操作压力为10mmhg，塔顶操作温度为115-120℃，采出丁二酸酐；
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤4)中所述催化剂2选自al2o3、sio2、zno、ceo2、活性炭、nb2o5、zro2、tio2中的一种或多种，优选为al2o3、sio2 zro2、zno、tio2中的一种或多种；
5.根据权利要求1至4中任意一项所述方法的装置，所述装置包括：
...【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓然，蒋士峰，张少春，王喜成，牟新东，李慧，
申请(专利权)人：上海巽田科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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