【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于化工副产物的再利用领域，具体而言，涉及一种由尼龙酸和/或尼龙酸酯合成二元腈类产品的方法和装置。
技术介绍
1、尼龙酸(nylon acid)，俗称混合二元酸，是工业生产己二酸的副产料，通过分析，其主要成分有丁二酸(15～25％)、戊二酸(50～65％)、己二酸(15～25％)、金属盐催化剂(约0.5％)和少量的固体杂质。己二酸为生产尼龙6和尼龙66的中间体，每生产1t己二酸产品一般要产生50～60kg尼龙酸，我国现有己二酸生产企业十几家，粗略估计，每年我国生产己二酸大约会有5～6万吨尼龙酸副料产生，这将是一种可以得到很好利用的资源。
2、对于尼龙酸的有效利用，主要是用来生产制备尼龙酸二甲酯，其具有优良的物料化学特性，广泛用作涂料树脂溶剂使用，也可以在某些配方中代替异氟尔酮、丙二醇醚类溶剂使用。关于利用尼龙酸制备混合二元酸二丁酯的相关技术也有一些报道，专利cn102226013a采用尼龙酸和正丁醇在浓硫酸催化下酯化反应得到尼龙酸二丁酯，得到的产品色泽较深，不满足实际的应用需求。另有专利cn104945248a采用尼龙酸和异丁醇在超强固体催化剂条件下酯化合成尼龙酸二异丁酯，缺少后处理工艺，按照其方法得到的产品酸值较高(3～5mgkoh/g)，不满足某些特殊产品的应用需求。专利cn 213113165 u公开了一种由尼龙酸制备生产混合二元酸二丁酯的连续化生产装置，采用三级酯化釜串联逐层递进式连续酯化，三级酯化釜温度依次升高，反应过程中气相蒸发物料通过各级酯化釜出气口进入酯化脱水塔、冷凝器和油水分离器，副产物水
3、戊二腈别名1,3-二氰基丙烷，分子式为nc(ch2)3cn，主要用作试剂和化学中间体。下游产品主要包括戊二酸二乙酯、1,5-二氨基戊烷等。同时戊二腈也可以与氢气加成可以生成戊二胺，戊二胺与己二酸缩聚生成尼龙56盐，其吸水率、玻璃化温度、强度、柔软度、吸湿性、回弹性都优于尼龙6、尼龙66和涤纶的部分产品。腈类物质的制备，通常是由氯代烃与氰化物反应而得，戊二腈通常是由二溴丙烷与氰化钠反应，将氰化钠溶于水，加入二溴丙烷的乙醇溶液，冷却，滤去沉淀，母液用乙酸乙酯提取，用水洗涤，经碳酸钾干燥后回收乙酸乙酯，剩余物进行减压蒸馏，收集144-147℃(1.73kpa)馏分即为成品，收率约80％。但是该种工艺必不可少地使用剧毒物氰化钠、氰化氢，对整体设备条件要求较高，另外，反应温度通常较高，引发副反应的发生。另外，专利cn 111454172 a公开了一种由酯类胺解反应、酰胺脱水制备戊二腈的方法。具体为戊二酸二甲酯与氨水在伞型通道结构的微型反应器中10-50℃发生胺解反应，在化学脱水剂醋酸酐作用下脱水成戊二腈，经活性炭脱色，常减压精馏得到戊二腈纯品。戊二腈的纯度达到98.9-99.5％，收率达到96.5％以上。然而，间歇反应，微反应器处理量有限。专利cn 116655495 a报道了一种戊二腈的生产系统及方法，包括以下步骤：1)取戊二酸、氨，在含磷催化剂作用下，于220-250℃、40-90kpag条件下反应得到氨化物料；2)氨化物料经脱水得到戊二腈。本专利技术工艺简单、合成效率高，且可使用己二酸合成工艺副产的戊二酸混酸作为原料，有效降低物料消耗，是一种经济型工业化生产方法。然而，含磷催化剂，对设备腐蚀严重，且由于反应过程效率较低，反应物停留时间长，导致副产物多且容易堵塞装置，难以长周期稳定运行。
4、己二腈是一种重要的有机化工中间体，其中最重要的工业用途是生产己二胺，己二胺是合成尼龙66的单体。另外，己二腈在电子、轻工业及有机合成领域也有广泛的用途。目前，己二腈的生产技术主要包括丁二烯氢氰化法、丙烯腈电解二聚法和己二酸氨化脱水法。其中丁二烯氢氰化法工艺过程复杂，且需要消耗大量的剧毒氢氰酸；丙烯腈电解二聚法采用毒性和腐蚀性较强的丙烯腈为原料，污染严重，同时消耗大量电能；而己二酸氨化脱水法具有原料己二酸易得，污染小，能耗较低的特点。己二酸酯催化剂目前报道的较少，主要为己二酸腈化的过程与催化剂，其催化剂主要为磷酸等，对设备腐蚀严重，且由于反应过程效率较低，反应物停留时间长，导致副产物多且容易堵塞装置，难以长周期稳定运行。如专利cn103896805b报道了以熔融己二酸为原料，磷酸为催化剂，在腈化反应器中250-290℃的条件下进行氨化脱水两个反应，但熔融的己二酸在高温下极易发生副反应并生成结焦物。专利cn108821997b报道了原料是己二酸，催化剂为液体磷酸或磷酸铵。将己二酸与氨气在低温155-200℃下反应，生成的h4nooc(ch2)4coonh4再高温腈化。专利cn106140234b公开了一种用于生产己二腈的固体磷酸催化剂及其制备方法。将硅藻土浸渍于磷酸和硫酸盐混合溶液中，浸渍平衡后离心分离出载体，干燥、焙烧。在该方法中，磷酸浓度为55-95wt％，硫酸盐浓度为15-25wt％，焙烧温度为300-700℃，降温后压片得到固体磷酸催化剂。在该方法中，尽管将磷酸负载到载体上减少了磷酸的聚集，使传热更均匀，但对后续的分离工艺也提出了挑战。专利cn 114160120 a报道了一种用于己二酸酯生产己二腈的催化剂的制备方法。以吡啶类离子液体为均布吸附剂，通过浸渍法浸渍在载体上，然后浸渍活性组分，经过干燥、焙烧制备得到用于己二酸酯生产己二腈的催化剂。催化剂装填在连续式反应器中如固定床，流化床，移动床等中，己二酸酯进行氨化脱水反应制备己二腈。该方法制备的催化剂用于己二酸酯生产己二腈可以减少对设备的腐蚀，在降低经济成本的同时还达到了高效生产己二腈的目的，避免了现有技术使用含磷酸催化剂对设备带来的腐蚀。
5、丁二酰亚胺，又名琥珀酰亚胺，是一种丁二酸下游的精细化工产品，主要用于有机合成、制备医药品与农药的重要中间体以及镀银工业。可以用于合成n-氯代丁二酰亚胺、n-溴代丁二酰亚胺等，两者是一种温和的烯丙位卤化剂，具有保鲜、杀菌、防腐作用。丁二酰亚胺的合成方法有多种，其主要方法为丁二酸与氨反应，生成丁二酸单酸铵或二酸铵，然后加热、关环，蒸馏收集275～290℃的馏份，再用乙醇重结晶而成，产率78％.产品白色或略带浅黄色。专利cn 105732457 a报道了利用丁二酸发酵液与尿素反应，亚磷酸作用下，经过活性炭脱色，乙醇重结晶得到丁二酰亚胺。
6、尼龙酸来源较广、售价较便宜，开发其下游产品，能在减少污染的同时充分利用资源，具有良好的经济效益和社会效益。由尼龙酸制备高附加值腈类产品是一种可行的利用方案。
技术实现思路
1、针对上述现有技术的问题，本申请的一个目的在于提供一种以尼龙酸和/或尼龙酸酯为原料，通过连续化的氨化脱水反应来制备二元腈类产品的方法和实现该方法的装置。所述方法通过氨化脱水反应将尼龙酸中的戊二酸、己二酸、丁二酸一次性分别转化为戊二腈，己二腈和丁二酰亚胺，并且这三种产品可以很容易通过简单冷凝实现分离，通过此方本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种以尼龙酸和/或尼龙酸酯为原料通过连续化的氨化脱水反应来制备二元腈类产品的方法，其反应式如下，所述方法包含以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，优选地，所述连续反应器选自连续搅拌釜反应器、活塞流反应器、固定床反应器和流化床反应器中的任意一种反应器或者是这些反应器中两个以上的连接的混合反应器为连续反应器，优选为流化床反应器；
4.一种以尼龙酸和/或尼龙酸酯为原料通过连续化的氨化脱水反应来制备二元腈类产品的方法的装置，所述装置包括：
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述装置进一步包括：尾气吸收塔(T0101)，其通过管线与一级产品结晶器(J0101-A)，二级产品结晶器(J0101-B)、三级产品结晶器(J0101-C)、次一级产品结晶器(J0102-A)，次二级产品结晶器(J0102-B)、次三级产品结晶器(J0102-C)、产品罐(V0102)、产品罐(V0103)和产品罐(V0104)连接，用于吸收反应体系中的不凝气
6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述装置进一步包括：精馏塔(T0102)，其通过管线与所述产品罐(V0104)连接，对所述产品罐(V0104)中的戊二腈产品进一步精馏，除去轻组分的水分，纯化得到重组分戊二腈产品，轻组分通过所述精馏塔(T0102)的塔顶出口进入轻组分缓冲罐(V0106)，重组分戊二腈产品通过所述精馏塔(T0102)的塔底出口进入重组分缓冲罐(V0105)。
7.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述一级产品结晶器(J0101-A)，二级产品结晶器(J0101-B)、三级产品结晶器(J0101-C)、次一级产品结晶器(J0102-A)、次二级产品结晶器(J0102-B)和次三级产品结晶器(J0102-C)结构相同或不同，各级产品结晶器包括结晶组件，所述各级产品结晶器设有物料进口、气体进口、气体出口、物料出口；
8.一种采用如权利要求4所述的装置以尼龙酸和/或尼龙酸酯为原料通过连续化的氨化脱水反应来制备二元腈类产品的方法，所述方法包含以下步骤：
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，
...【技术特征摘要】
1.一种以尼龙酸和/或尼龙酸酯为原料通过连续化的氨化脱水反应来制备二元腈类产品的方法，其反应式如下，所述方法包含以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，优选地，所述连续反应器选自连续搅拌釜反应器、活塞流反应器、固定床反应器和流化床反应器中的任意一种反应器或者是这些反应器中两个以上的连接的混合反应器为连续反应器，优选为流化床反应器；
4.一种以尼龙酸和/或尼龙酸酯为原料通过连续化的氨化脱水反应来制备二元腈类产品的方法的装置，所述装置包括：
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述装置进一步包括：尾气吸收塔(t0101)，其通过管线与一级产品结晶器(j0101-a)，二级产品结晶器(j0101-b)、三级产品结晶器(j0101-c)、次一级产品结晶器(j0102-a)，次二级产品结晶器(j0102-b)、次三级产品结晶器(j0102-c)、产品罐(v0102)、产品罐(v0103)和产品罐(v0104)连接，用于吸收反应体系中的不凝气，然后排空。
6.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：牟新东，刘晓然，蒋士峰，张少春，王喜成，
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：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。