[发明专利]一种以高纯苯为原料生产己内酰胺的方法

说明书

技术领域

本发明属于化工合成技术领域，涉及一种生产己内酰胺的方法。

背景技术

己内酰胺（CPL）是生产锦纶6和尼龙-6工程塑料的重要单体，具有优异的热稳定性、加工性、机械性和耐化学品性。广泛应用于汽车、船舶、医疗制品、日用品、电子和电子元件等领域。

工业上生产己内酰胺的方法主要有苯酚法、甲苯法和苯法，由于甲苯和苯酚价格较高，不易得，目前占主流的是苯法，约占世界总能力的80％。传统的苯法生产己内酰胺包括苯加氢制环己烷，环己烷空气氧化、分解制环己酮，羟胺盐溶液制备和环己酮肟化；环己酮肟贝克曼重排与中和及己内酰胺精制；硫酸铵萃取和回收。

以上方法中存在苯利用率低的缺点，在环己烷空气氧化单元各种副反应的发生导致原料仅有80％左右的利用率，同时生成大量难处理的皂化废水，采用焚烧处理不仅浪费了宝贵的资源，还需外加补充燃料，增加了能量消耗。

专利96101020.7公开了一种己内酰胺的制备方法，提出控制用于进行羟氨肟化的环己酮的质量要求，但未提出具体的控制方法，此外，该技术采用羟氨进行肟化反应，流程长，投资大，副产物较多。

专利200910075129.8公开了一种以焦化苯为原料生产环己酮的方法，其主要创新点在于采用焦化苯作为原料，提出了某种状态参数下的生产结果。但是对环己酮合成方法中各步骤中的原料杂质要求、中间产物及最终产品的质量控制并没有提出具体办法。而且该方法只涉及由焦化苯制环己酮的步骤，并没有说明此环己酮的质量指标是否可以用于生产己内酰胺，更没有涉及到己内酰胺的生产步骤。

发明内容

本发明的目的在于克服已有技术的缺点，提高原料的利用率，降低对环境的污染，同时为提高己内酰胺的质量，选用高纯苯为原料生产己内酰胺，对中间产品质量进行严格控制提纯，并为此设计了一套以高纯苯为原料生产己内酰胺的合成方法。本发明的目的是这样实现的：

一种以高纯苯为原料生产己内酰胺的方法，包括以下步骤：

A原料苯加氢制备环己烯；B环己烯分离提纯；C环己烯水合制备环己醇；D环己醇分离提纯；E环己醇脱氢制备环己酮；F环己酮精制；G环己酮肟化制备环己酮肟；H环己酮肟精制；I环己酮肟重排制备己内酰胺；J己内酰胺精制，其中原料苯采用的是高纯苯，苯纯度要大于99.95％，硫含量小于5ppm，甲苯不大于100ppm。

具体步骤如下：

1.1环己酮制备

A．苯部分加氢制备环己烯：高纯苯和氢气在加氢催化剂的作用下，反应温度135～150℃，反应压力4.8～5.5MPaG下进行反应。

B．环己烯分离：反应液通过萃取精馏完成脱水、脱苯、苯回收、环己烯分离、环己烯精制以及溶剂精制等过程，最终可得到纯度大于99.8％wt的环己烯产品。分离出的环己烷经过精制提纯得到纯度大于99.9％的环己烷副产品。

C．环己烯水合：环己烯在水合反应器中，在催化剂作用下，在反应温度110～130℃，反应压力0.5～0.8MPaG下与水反应生成环己醇。

D．环己醇精制：水合反应液经过环己醇分离、环己醇精制得到环己醇。

E．环己醇脱氢制环己酮：环己醇在列管式反应器中，在脱氢催化剂作用下，于反应温度210～240℃，反应压力0.01～0.1MPaG下生成环己酮和氢气。经过气液分离器将脱氢氢气与反应液分离。

F．环己酮精制：脱氢反应液经过轻组分分离、环己酮分离和环己醇分离得到的环己酮纯度大于99.95％wt.，轻组分含量小于200ppm。

G．脱氢氢气回收：脱氢氢气由压缩机送至氢气提纯系统经吸附提纯后返回苯部分加氢制环己烯做为原料氢气使用。

1.2环己酮肟制备

A．环己酮氨肟化：以叔丁醇作溶剂、钛硅分子筛为催化剂，环己酮、氨和双氧水反应生成环己酮肟。

B．叔丁醇溶剂分离：通过精馏将叔丁醇与环己酮肟进行分离。

C．萃取分离：以甲苯为萃取剂，分离环己酮肟和废水。

D．精馏分离：环己酮肟—甲苯经两级精馏分离出甲苯、得到环己酮肟，环己酮肟纯度大于99.9％。

E．反应尾气回收：反应尾气经冷却、冷凝回收尾气中的叔丁醇和氨气，再经尾气回收塔洗涤吸收尾气中的氨。

F．废水汽提：蒸汽汽提萃取分离出的反应废水和精馏分离出的废水、汽提后的废水排至污水处理。

1.3己内酰胺制备

A．环己酮肟在发烟硫酸催化剂作用下，按比例进入多级重排反应器反应生成己内酰胺。