一种己内酰胺的精制工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种己内酰胺的精制工艺，包括：将萃取工序得到的粗己内酰胺水溶液冷却至43～45℃后，流经一套由层析树脂装置和离子交换装置组成的离子交换系统，并经过加氢、蒸发和蒸馏操作制得己内酰胺成品。离子交换系统中层析树脂装置的引入，解决了阴离子交换树脂易被污染和再生困难的问题。连续移动床层析树脂装置和连续移动床离子交换装置实现了树脂除杂和树脂再生的同步进行，并使树脂的再生周期缩短，保证了粗己内酰胺水溶液在离交工序出料纯度的稳定性。树脂柱的数量增多、规格减小，使连续离子交换系统中树脂总填装量减少，再生过程中酸、碱用量也相应减少，节约了成本，降低了二次污染。

【技术实现步骤摘要】
一种己内酰胺的精制工艺
本专利技术涉及一种己内酰胺的精制工艺，特别适用于由氨肟化法制备己内酰胺的精制过程，属于有机化工原料生产

技术介绍
己内酰胺是合成纤维与工程塑料的重要化工原料，用作生产尼龙-6的聚合原料时，对其质量要求十分严格。现有技术中，多数厂家采用环己酮转化成环己酮肟，再经重排转化为己内酰胺的生产路线。由于己内酰胺的生产过程复杂，合成的粗品己内酰胺中往往含有微量硫酸铵盐和2-甲基环戊醇、环己酮、苯胺、N-乙基-N(1-甲乙基)-2-丙胺、3-甲基环己酮肟等有机杂质，这些杂质含量虽低，却严重影响成品己内酰胺的质量。粗品己内酰胺经萃取、反萃、离子交换、加氢、蒸发浓缩、蒸馏等工序，生产出成品己内酰胺。萃取工序(萃取、反萃)除去大部分的有机杂质。反萃后的粗己内酰胺水溶液仍含有微量硫酸铵盐和一些与己内酰胺化学性能相近的杂质或沸点与己内酰胺接近的副产物，这些无机和有机杂质需要通过离子交换工序而去除。传统的离子交换工艺流程是将从萃取工序流出的粗己内酰胺水溶液依次流经装填有阴离子交换树脂、阳离子交换树脂、阴离子交换树脂的三个离子交换塔组成的离子交换系统。阴离子交换树脂吸附酸性杂质；阳离子交换树脂吸附碱性杂质。由于阳离子交换树脂的交换容量是阴离子的两倍，实际应用中，需要两个阴离子交换塔和一个阳离子交换塔配合使用，一般设置两套离子交换系统，当一套处理能力下降不能满足生产要求时，启用另一套系统，同时将前一套系统再生，以实现离交工序运行的连续性。在上述传统的固定床离子交换系统中，粗己内酰胺水溶液中的无机和有机杂质首先被阴离子交换树脂截留，阴离子交换树脂吸附压力较大，且易受污染，再生时清洗时间长，造成能耗增加和试剂浪费。此外，传统的固定床离子交换系统中，有效的交换传质区只占整个床高的一部分，饱和区与未作用区中的树脂都未起到作用，不能充分利用离子交换树脂交换容量，且交换容量下降较快。一般情况下，一套离子交换树脂运行约7天，且随着生产负荷提高，粗己内酰胺水溶液在离交工序的出料纯度出现波动，消光值从最初的0.1左右上升到0.3左右。随着杂质含量升高，运行周期会缩短到4天左右，甚至备用再生树脂尚未完成再生，在用离子交换树脂已不能满足生产要求。离子交换工序效率降低，造成后续加氢工序的能耗增加，对己内酰胺粗品精致工艺的整体效率产生不利影响。以上缺陷，影响了己内酰胺生产工艺的应用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种己内酰胺的精制工艺，解决了采用环己酮转化成环己酮肟，再经重排转化为己内酰胺，己内酰胺粗品精制工艺存在的树脂利用率低、处理成本高的问题。本专利技术是对环己酮转化成环己酮肟，再经重排转化为己内酰胺粗品，己内酰胺粗品精制工艺的改进。为了解决传统的固定床离子交换系统阴离子交换树脂易被污染和树脂利用率低、处理成本高的问题，采用的技术方案是在离子交换树脂装置前增加层析树脂装置，与离子交换装置串联组成离子交换系统。层析树脂装置可有效去除粗己内酰胺水溶液中对阴离子交换树脂污染较大的有机物杂质，减轻后续阴离子交换树脂装置的吸附压力，延长阴离子交换树脂的使用寿命。利用离子交换系统替换传统的固定床离子交换系统，实现了离子交换除杂的连续性，提高了己内酰胺精制的纯度和效率。具体的，一种己内酰胺的精制工艺，包括以下步骤：(1)将从萃取工序中流出的粗己内酰胺水溶液冷却至43～45℃；(2)将冷却后的粗己内酰胺水溶液经一套由层析树脂装置和离子交换装置串联组成的离子交换系统，去除其中的NH4+、SO42-等微量离子及部分有机杂质，所得粗己内酰胺水溶液在290nm的消光值始终保持在0.1左右；(3)离子交换系统运行时，采用醇溶液或醇-酸溶液或醇-碱溶液作为洗脱剂对已吸附饱和的层析树脂进行再生，采用氢氧化钠溶液对已吸附饱和的阴离子交换树脂进行再生，采用硝酸溶液对已吸附饱和的阳离子交换树脂进行再生。(4)经由步骤(2)处理后得到的己内酰胺水溶液进入后续加氢、蒸发、蒸馏系统，采用常规方法处理后得到己内酰胺成品。本专利技术中，所说的离子交换系统由固定床层析树脂装置和固定床离子交换装置串联组成；或者由连续移动床层析树脂装置和固定床离子交换装置串联组成；或者由连续移动床层析树脂装置和连续移动床离子交换装置串联组成。本专利技术中，固定床离子交换装置由固定床阴离子交换树脂装置、固定床阳离子交换树脂装置、固定床阴离子交换树脂装置串联组成。本专利技术中，连续移动床离子交换装置由连续移动床阴离子交换树脂装置、连续移动床阳离子交换树脂装置串联组成。本专利技术中，层析树脂装置和离子交换树脂装置均由若干个相同规格的树脂柱组成，其中层析树脂柱中填料为D101型、D-101-Ⅰ型、DA-201型、DM-301型、AB-8型、HPD-100型、DM130型、H-103型、XDA-1型、XDA-1B型、XDA-7型、H-40型大孔吸附树脂中的一种。具体运行时，离子交换系统如果采用固定床层析树脂装置和固定床离子交换装置，则各设有两套，一套运行，另一套进行再生。离子交换系统采用连续移动床层析树脂装置和连续移动床离子交换树脂装置，则树脂柱以一定时间间隔交替进入吸附和再生状态。连续移动床离子交换树脂装置采用常规设计，市场有售，其结构是树脂柱均匀分布于树脂装置底部的圆形转盘上，运行时，圆形转盘以支架支撑，通过电机、减速器驱动，树脂的圆形转盘转动，吸附饱和的树脂柱按照预先设计的时间间隔，自动定时进入再生区进行再生，再生区的树脂柱则进入吸附区进行吸附，实现吸附和再生同步进行，保证离子交换除杂的连续性；本专利技术中，步骤（3）再生方法是：用醇溶液或醇-酸溶液或醇-碱溶液作为洗脱剂对层析树脂进行再生，层析树脂洗脱剂所用醇为甲醇或乙醇，所用酸为盐酸、硝酸、硫酸中的一种，所用碱为氢氧化钠、氢氧化钾中的一种，所用甲醇溶液和乙醇溶液的质量分数为50%～100%，所述盐酸、硝酸、硫酸溶液的质量分数为2%～6%，所述氢氧化钠、氢氧化钾溶液的质量分数为3%～7%，所述层析树脂洗脱剂中醇酸体积比或醇碱体积比为(1:0.05)～(1:0.40)。质量分数4%的氢氧化钠由原料罐区来的质量分数50%的氢氧化钠液与工艺水按一定比例在混合器中配制而成；质量分数5%的硝酸由原料罐区来的质量分数60%硝酸液与工艺水由程序器控制流量，在混合器中配制而成。本专利技术取得的有益效果如下：本专利技术采用由层析树脂装置和离子交换装置组成的离子交换系统对反萃后的粗己内酰胺水溶液进行除杂。离子交换系统中层析树脂装置的引入解决了阴离子交换树脂吸附易被污染和再生困难的问题；连续移动床层析树脂装置和连续移动床离子交换装置实现了树脂除杂和树脂再生的同步进行，使得树脂的再生周期缩短，保证粗己内酰胺水溶液在290nm的消光值稳定在0.1左右，提高了粗己内酰胺水溶液的纯度；树脂柱的数量增多、规格减小，使连续离子交换系统中树脂总填装量减少了60%～80%，树脂再生过程中酸、碱用量也相应减少，节约了成本，降低了污染。附图说明图1为本专利技术的工艺流程示意图。图2为树脂柱示意图。图3为图2的俯视图。图中标号：1、圆形转盘2、树脂柱A、树脂柱吸附区B、树脂柱再生区。具体实施方式以下实施例用于说明本专利技术。实施例1(1)将从萃取工序中流出的粗己内酰胺水溶液冷却至43℃；(2)将冷却后的粗己内酰本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种己内酰胺的精制工艺，其特征在于包括以下步骤： (1) 将从萃取工序中流出的粗己内酰胺水溶液冷却至43～45℃；(2) 将冷却后的粗己内酰胺水溶液经一套由层析树脂装置和离子交换装置串联组成的离子交换系统，去除其中的NH4+、SO42‑等微量离子及部分有机杂质；(3) 离子交换系统运行时，采用醇溶液或醇‑酸溶液或醇‑碱溶液作为洗脱剂对吸附饱和的层析树脂进行再生，采用氢氧化钠溶液对吸附饱和的阴离子交换树脂进行再生，采用硝酸溶液对吸附饱和的阳离子交换树脂进行再生；  (4) 经由步骤 (2) 处理后得到的粗己内酰胺水溶液进入后续加氢、蒸发、蒸馏系统，得到己内酰胺成品。

【技术特征摘要】
1.一种己内酰胺的精制工艺，其特征在于包括以下步骤：(1)将从萃取工序中流出的粗己内酰胺水溶液冷却至43～45℃；(2)将冷却后的粗己内酰胺水溶液经一套离子交换系统，去除其中的微量离子NH4+和SO42-，以及部分有机杂质，该离子交换系统由连续移动床层析树脂装置和连续移动床离子交换装置串联组成；其中，所说的连续移动床离子交换装置由连续移动床阴离子交换树脂装置、连续移动床阳离子交换树脂装置串联组成；(3)离子交换系统运行时，采用醇溶液或醇-酸溶液或醇-碱溶液作为洗脱剂对吸附饱和的层析树脂进行再生，采用氢氧化钠溶液对吸附饱和的阴离子交换树脂进行再生，采用硝酸溶液对吸附饱和的阳离子交换树脂进行再生；(4)经由步骤(2)处理后得到的粗己内酰胺水溶液进入后续加氢、蒸发、蒸馏系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：张玉新，宛捍东，吕志，金作宏，高文杲，张卫国，张志学，
申请(专利权)人：河北美邦工程科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13