[发明专利]一种己内酰胺精制工艺的改进方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种己内酰胺精制工艺的改进方法，具体说明是将经过初步精制的粗己内酰胺溶液通过装填了阴阳离子交换树脂的装置进行离子交换吸附精制的方法。 

背景技术

己内酰胺作为一种重要的化工单体，是生产尼龙-6纤维、树脂和工程塑料的原料。《有机化工原料大全》第2版第3卷介绍了己内酰胺生产方法与工业现状，主要有环己烷光亚硝化法，环己酮-羟胺法，甲苯法等。由于己内酰胺合成路线较长，反应较复杂，伴随很多副反应的发生，导致粗己内酰胺中存在各种杂质。纤维制造业对已内酰胺的纯度要求非常高，因此必须通过适宜的方法尽可能多的将杂质除去。 

己内酰胺中的杂质大致可以分为以下三种：一是原材料的带入；二是生产工过程中副反应产生的杂质；三是成品己内酰胺由于保存不当发生质变。己内酰胺的品质是通过高锰酸钾值、紫外吸率、电导率、挥发性碱等一系列质量指标来进行评价的。影响紫外吸收率的杂质主要是在290nm处有紫外吸收的化合物，具体来说包括杂环化合物、偶氮化合物等。影响挥发性碱的杂质主要是在加热条件下会生成氨的化合物，主要包括脂肪族和芳香族胺类。影响电导率的杂质主要是无机化合物和一部分可以发生电离的有机酸盐等。 

己内酰胺的精制过程主要由萃取、加氢、蒸发浓缩、蒸馏等步骤组成，旨在减低产品己内酰胺的杂质含量，以达到较高的质量指标。《有机化工原料大全》第2版第3卷和《河北化工》2002年第3期公开了以芳烃为原料的己内酰胺工业技术的通用精制方法，主要包括中和、萃取、反萃取、蒸发浓缩和精馏等步骤。中国专利CN1272491公开了一种己内酰胺加氢精制的方法，将含有杂质的己内酰胺溶液在磁稳定床反应器中与氢气接触，以雷尼镍或以镍为主要活性组分的非晶体合金作为催化剂，对粗己内酰胺进行加氢精制。中国专利CN 102584703公开了一种去除己内酰胺水溶液中微量杂质的萃取方法，使用烷烃或烷烃与芳香烃的混合溶液作为萃取剂，通过选择性萃取，除去粗己内酰胺水溶液中的有机杂质。中国专利CN 1453271公开了一种除去已内酰胺水溶液中微量杂质的方法，通过采用电渗析膜除去粗己内酰胺水溶液中的无机杂质和微量有机杂质，从而大幅降低己内酰胺水溶液的导电率和消光值。采用加氢或电渗析精制的方法，虽然能得 到高品质的己内酰胺，但是存在设备投资大的缺点，而采用特殊溶剂萃取精制的方法，虽然操作简单，但是由于己内酰胺能溶于水，使得萃余相中不可避免的残留一定量的己内酰胺，造成己内酰胺的损失。粗己内酰胺水溶液的蒸发浓缩过程能耗也十分可观，中国专利CN1323786公开了苯水共沸蒸馏脱苯工艺，不采用苯萃取、反萃取和蒸发等单元操作，而是在己内酰胺苯萃取后的苯-己液中加入作为共沸剂的水，通过蒸苯塔共沸蒸馏脱苯，在节能降耗方面的优越性很明显。但由于没有水反萃取工序，成品质量具有不确定性。 

萃取、蒸馏等精制过程虽然能够去除部分杂质，但是对于一些微量或物化性质与己内酰胺相近的杂质脱除效果不佳。对于这一类用常规精制方法难以脱除的杂质，可以采用加氢、特殊溶剂萃取、电渗析或离子交换树脂吸附等方法对粗己内酰胺进行精制。离子交换树脂是一种具有网状立体结构的含有高分子活性基团而能与溶液中的物质进行交换或是吸附的聚合物，其高分子活性基团一般是多元酸或多元碱。当溶液通过树脂层时，树脂本身的活性离子将按照化学亲和力的不同与溶液中的同性离子发生交换过程，同时在树脂空隙内和树脂表面进行吸附作用。其中，阴离子树脂可以吸附酸性杂质，能够降低己内酰胺水溶液的电导率和290nm处消光值；阳离子树脂则能够去除碱性杂质，对降低挥发性碱指标和电导率能够起到重要作用。总的来说，离子交换树脂能够有效改善己内酰胺产品质量指标290nm消光值和电导率，提高成品质量。离子交换吸附技术是一种节能环保高效的技术，设备简单，操作方便，树脂可以重复使用，不会带入新的杂质，具有其他精制技术所不可比拟的优势。