[发明专利]一种己内酰胺的精制工艺

说明书

技术领域

本发明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领域。

背景技术

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。

发明内容

本发明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。

本发明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⁺、SO₄^2-等微量离子及部分有机杂质，所得粗己内酰胺水溶液在290 nm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。

本发明中，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。

本发明中，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。