[发明专利]一种制备环己酮肟气体的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种环己酮肟气相贝克曼重排生产ε-己内酰胺工艺中制备热稳定性好的环己酮肟气体的方法。

背景技术

ε-己内酰胺（以下简称为己内酰胺）是生产锦纶、工业帘子线以及尼龙工程塑料三大系列产品的主要原料，随着国内工程塑料需求量的不断增加，其需求量也呈逐年增加的趋势。已知的己内酰胺生产方法包括采用发烟硫酸作为催化剂的环己酮肟液相贝克曼重排法和以固体沸石为催化剂的环己酮肟气相贝克曼重排法。其中环己酮肟气相贝克曼重排法，因不产硫铵、无设备腐蚀等特点，一直受到广泛关注。

环己酮肟气相贝克曼重排反应过程，要求环己酮肟以气相形式参与反应，因此，获得气相的环己酮肟成为该工艺实施的关键部分。环己酮肟的常压沸点208℃，但是当温度高于160℃时，极易发生缩聚等副反应，产生大量的杂质，并在加热设备表面结焦。因此环己酮肟汽化技术是气相贝克曼重排生产己内酰胺工艺的技术难点之一。

现有技术中环己酮肟汽化方法主要包括，US6482945B2公开了一种环己酮肟汽化方法，环己酮肟在惰性气体的环境下经过流化床与惰性颗粒如硅砂接触受热汽化。这种方法存在的问题是在环己酮肟汽化过程中容易引发环己酮肟在流化床中分解或者结焦，产生大量杂质。此外，采用流化床的汽化方法其设备结构及工艺过程复杂，控制难度增大。

US4137263公开了一种环己酮肟汽化的方法，利用降膜蒸发器的原理，环己酮肟在降膜蒸发器中，在绝对压力1060托的条件下汽化，汽化温度在170℃以下。该方法中环己酮肟汽化压力较低，小于1060托（约0.14MPa），这种方法不能满足加压环境下环己酮肟的气相重排反应。另外，这种方法得到的环己酮肟气体热稳定性差，当与高温流体进一步换热升温时会导致换热管表面结焦，生成八氢吩嗪类杂质，阻碍装置长周期运行。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种适用于较宽压力范围内的制备气相环己酮肟的方法，所制备的气相环己酮肟热稳定性好，在后续加热时不会缩合结焦，能满足气相重排反应装置长周期稳定运行。

本发明解决的技术问题之二是提供一种制备环己酮肟气体的装置。

发明人对环己酮肟的热缩合结焦过程进行深入研究后发现，液相环己酮肟在160℃以上受热时，会有明显的受热分解和缩合结焦现象发生，温度越高，缩合结焦越严重。当环己酮肟完全以气体分子形式存在时，其受热缩合结焦的行为明显降低，特别是在有足够惰性气体稀释的情况下，其受热结焦现象基本不明显，甚至在380℃长时间加热时也不见明显结焦现象。相反，当有微量液滴存在时，其结焦行为就不可避免。基于上述发现，提出了一种制备环己酮肟的方法。

一种环己酮肟气体的制备方法，包括以下步骤：

（1）将含有环己酮肟的液体物料与载气并流流过蒸发器中的垂直加热管，得到加热的气液混合物料；

（2）将步骤（1）中得到的气液混合物料气液分离，得到气相物料和液相物料；

（3）将步骤（2）中得到的气相物料与另一股热载气混合，得到含环己酮肟的气体。

本发明提供的方法中，步骤（1）中蒸发器垂直加热管的出口温度为110℃～170℃，优选120℃～150℃；绝对压力为0.14～0.9MPa。步骤（2）气液分离的操作温度为120℃～150℃，绝对压力为0.01～0.9MPa、优选0.14～0.9MPa。

本发明提供的制备环己酮肟气体的方法的有益效果为：

本发明提供的方法制备环己酮肟气体在绝对压力大于0.14MPa的较高压力环境下不受限制，可以在加压环境下得到环己酮肟气体，相比于低压气化过程，对气相重排反应系统的较高压力和较大压降适应性强。此外，本发明提供的方法得到的环己酮肟气体的热稳定性好，在后续加热或换热时不会发生缩合结焦等问题，可满足环己酮肟气相重排装置长周期稳定运转。

一种制备环己酮肟气体的装置，包括依次连通的蒸发器、气液分离器和载气混合器，以及任选的与蒸发器入口连通的载气预热器，其中，

所述的蒸发器为降膜或升膜蒸发器，内部装有至少一根垂直加热管，所述垂直加热管的内侧走被加热的物料，所述垂直加热管的外侧用热流体或电磁加热。

所述的气液分离器为闪蒸容器；

所述的载气预热器为换热器或电加热器。

本发明提供的制备环己酮肟气体的装置的有益效果为：

本发明提供的制备环己酮肟气体的装置结构简单，操作方便，不但适用于较低压力环境下制备环己酮肟气体，还可以在绝对压力大于0.14MPa，优选0.14～0.9MPa的较宽压力范围内制备环己酮肟气体。

附图说明