一种由环己酮肟制备己内酰胺的方法技术

本发明专利技术公开了一种由环己酮肟制备己内酰胺的方法，该方法提出：采用浓度为20.5

【技术实现步骤摘要】
一种由环己酮肟制备己内酰胺的方法


[0001]本专利技术涉及己内酰胺的制备领域，特别是涉及一种由环己酮肟制备己内酰胺的方法。

技术介绍

[0002]己内酰胺是一种重要的有机化工原料，主要用于生产尼龙
‑
6纤维和工程塑料，还可用于生产抗血小板药物6
‑
氨基己酸、月桂氮卓酮等，用途十分广泛，开发前景广阔。
[0003]环己酮肟是生产己内酰胺的关键中间体。由环己酮肟贝克曼重排制备己内酰胺，除气相重排工艺外，绝大多数是以发烟硫酸为反应介质。但是传统的环己酮肟贝克曼重排过程是在高酸肟比的条件下进行，导致反应过程中放出的大量热不能有效快速地除去，反应温度升高，增大了重排副反应发生，使重排副产物增多，导致后续的己内酰胺成品质量较差。且发烟硫酸在与环己酮肟的混合效果也不好，也会造成体系其催化作用降低。同时发烟硫酸用量大，副产硫酸铵量也大，严重影响了重排反应质量和经济效益。
[0004]新一代过程强化技术的发展，生产新的反应器技术，微反应器就是其中的一种。微反应器具有小的通道尺寸(当量直径小于10mm)和通道多样性，流体在这些通道中流动，并在这些通道中发生所要求的反应。这些微构造的化学设备中，具有非常大的比表面积/体积比率，从而产生了极大的传质传热能力，由此带来的根本优势是极大的换热效率和混合效率，可以精确控制反应温度和反应物料按精确配比瞬时混合，这些都是提高收率、选择性、安全性以及提高产品质量的关键因素。目前微反应器应用于化学合成领域尚处于前期研究阶段，而将微反应器应用于研究贝克曼重排制备己内酰胺的研究也尚处于实验室研究阶段。清华大学骆广生、张吉松等以发烟硫酸或有机酸作为催化剂在微反应器中制备己内酰胺，其工艺能在极短的时间内快速高效地合成己内酰胺，转化率达到99.9％以上，选择性也大于99％。有专利采用环己酮肟的有机溶液在釜式反应器中进行贝克曼重排，改善反应条件，简单易控制反应温度，反应条件温和，产品质量得到了提高。南京工业大学采用微反应连续流技术，以环己酮肟的有机溶液为一相，1,1一二氯环庚三烯的有机溶液为一相，同时泵送入微混合器中进行混合，然后经管道进入微反应器中反应合成己内酰胺。环己酮肟以溶液方式而不是熔融方式进入后续重排，克服了现有工艺易堵塞的缺点，降低了操作难度，保证了装置的平稳连续运转，同时使Beckmann重排反应温度灵活调节成为可能。溶剂重排解决了纯物料与发烟硫酸反应时，带来的传质效果不佳，引起局部反应温度发生突变等问题，能改善反应质量，进一步降低硫酸消耗和副产。这些专利技术方法都是采用低浓度环己酮肟溶液作为反应物反应，具有反应时间短，简单易控制反应温度，反应条件温和，产率和转化率较高等优势，有利于工业化生产上的连续生产，但也存在着生产效率降低，能量利用率低、难以大规模工业化等不足和问题。
[0005]有鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种由环己酮肟制备己内酰胺的方法。
[0007]本专利技术是这样实现的：
[0008]本专利技术提供一种由环己酮肟制备己内酰胺的方法，包括以下步骤：以质量百分含量计，将SO3含量为20％
‑
65％的发烟硫酸与20.5％
‑
80％环己酮肟溶液混合，在90
‑
100℃下进行一段重排反应得到第一反应混合液；将第一反应混合液与20.5％
‑
80％环己酮肟溶液混合，在90
‑
100℃下进行二段重排反应，得到第二反应混合液；并以此方式进行连续的多步反应；及将最后的反应混合液经后处理得到己内酰胺。
[0009]本专利技术具有以下有益效果：
[0010]本专利技术提供了一种由环己酮肟制备己内酰胺的方法，采用浓度为20.5
‑
80％环己酮肟溶液和高浓度的发烟硫酸进行反应，将高浓度发烟硫酸一次加入，使用高浓度环己酮肟溶液多段分步加入进行重排反应，用高浓度发烟硫酸，即SO3含量为20％
‑
65％的发烟硫酸，SO3/H2SO4的给电子基团增加了氢核周围的电子云密度，质子的屏蔽效应增强，抑制了浓硫酸进一步催化己内酰胺生成己内酰胺硫酸氢盐，提高了反应收率。
附图说明
[0011]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0012]图1为本专利技术中由环己酮肟制备己内酰胺的方法流程图。
[0013]附图编号：1
‑
发烟硫酸罐；2
‑
20.5
‑
80％(重量)环己酮肟惰性溶剂罐；3、5、7、9
‑
带换热的微混合反应器；4、6、8、10
‑
管束式微反应器；11
‑
熟化罐；12
‑
中和罐；13
‑
苯萃取罐；14
‑
己内酰胺精制系统；15
‑
外循环换热系统。
具体实施方式
[0014]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0015]针对现有的采用低浓度惰性溶剂溶解环己酮肟贝克曼重排制备己内酰胺的重排反应，导致后续的己内酰胺生产效率低、能耗高、酸耗高、质量也有待于提高的问题，本专利技术提出一种改善重排反应效率，提高己内酰胺成品质量的发烟硫酸催化环己酮肟制备己内酰胺的新方法。采用浓度为20.5
‑
80％环己酮肟溶液代替现有浓度为20％以下环己酮肟溶液和高浓度的发烟硫酸进行反应，同时由于采用微反应器技术使得反应温度得到很好的控制。从而提高了产品质量，提高了生产效率。
[0016]本专利技术提出一种由环己酮肟制备己内酰胺的方法，该方法为：将高浓度发烟硫酸一次加入，使用高浓度环己酮肟溶液多段分步加入串联的微反应器组中进行重排反应，使
环己酮肟重排制备己内酰胺的方法，包括以下步骤：
[0017]在配料罐内在70
‑
90℃之间，在搅拌下，用惰性溶剂溶解环己酮肟，配制成浓度为20.5
‑
80％环己酮肟惰性溶剂溶液，保温80
‑
100℃之间备用。
[0018]以质量百分含量计，将SO3含量为20％
‑
65％的发烟硫酸与一定量的20.5
‑
80％环己酮肟惰性溶剂溶液混合，在第一微反应器中，于90℃
‑
100℃进行第一段重排反应，得到第一反应混合液；
[0019]将上述第一反应混合液与一定量的20.5
‑本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种由环己酮肟制备己内酰胺的方法，其特征在于，包括以下步骤：以质量百分含量计，将SO3含量为20％
‑
65％的发烟硫酸与20.5％
‑
80％环己酮肟溶液混合，在90
‑
100℃下进行一段重排反应得到第一反应混合液；将所述第一反应混合液与20.5％
‑
80％环己酮肟溶液混合，在90
‑
100℃下进行二段重排反应得到第二反应混合液；并以此方式进行连续的多步反应；及将最后的反应混合液经后处理得到己内酰胺。2.根据权利要求1所述的由环己酮肟制备己内酰胺的方法，其特征在于，如下步骤进行：以质量百分含量计，将SO3含量为20％
‑
65％的发烟硫酸与20.5％
‑
80％环己酮肟溶液作为反应物料，注入第一微混合器混合，串联进入第一微反应器进行一段重排反应，得到第一反应混合液；将所述第一反应混合液和20.5％
‑
80％环己酮肟溶液作为反应物料，注入第二微混合器混合，串联进入第二微反应器进行二段重排反应，得到第二反应混合液；重复以上操作方式，直至将第n
‑
1反应混合液和20.5％
‑
80％环己酮肟溶液作为反应物料，注入第n微混合器混合，串联进入第n微反应器进行n段重排反应，得到第n反应混合液；将所述第n微反应器流出的反应混合液分离溶剂后，再用氨水中和、纯化得到己内酰胺。3.根据权利要求1或2所述的由环己酮肟制备己内酰胺的方法，其特征在于，所述环己酮肟溶液的制备包括以下步骤：在温度为70
‑
90℃的条件下，用惰性溶剂溶解环己酮肟，制成质量分数为20.5％
‑
80％的环己酮肟溶液，保温80
‑
100℃备用。4.根据权利要求3所述的由环己酮肟制备己内酰胺的方法，其特征在于，所述惰性溶剂包括正庚烷、异辛烷、正辛烷、壬烷、癸烷中的一种或几种，优选地，...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩海波，魏小波，杨春和，张国良，李治，刘丹禾，沈方峡，刘林娇，李欣，李静静，任潇航，俞安平，
申请(专利权)人：中石化炼化工程集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：