基于苯甲苯法低副产硫铵己内酰胺组合工艺的开发

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1、湘潭大学硕士学位论文苯/甲苯法低副产硫铵己内酰胺组合工艺的开发姓名：张立云申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：罗和安20050501摘要目前全球已工业化的己内酰胺制备方法主要有环己酮-羟胺法、环己烷光亚硝化法和甲苯法，工艺过程均消耗发烟硫酸，存在着低价值副产问题。长期以来，己内酰胺的技术开发一直集中在减少硫铵产量。“苯/甲苯法低副产硫铵己内酰胺组合工艺”（组合工艺），是利用SNIA甲苯法中六氢苯甲酸与亚硝基硫酸进行亚硝化反应产物（即酰胺化反应液）中富余的SO3，和苯原料路线生产的环己酮肟，在正己烷溶剂存在的情况下，实现环己酮肟

2、低温Beckmann溶剂重排，在不增加烟酸使用量的情况下生产己内酰胺。本文在理论研究和小试实验的的基础上，进行环己酮肟处理能力为720吨/年的中间试验，重点对组合工艺反应器型式、反应器进料配比、反应温度、停留时间等关键参数进行了研究，并根据中试结论，进行了环己酮肟处理能力为9.5万吨/年工业化试验装置的设计开发。研究表明，通过采取独特的喷射搅拌釜式重排反应器，以及环己酮肟的正己烷溶液进料，在不增加烟酸使用量的情况下，新增150%的己内酰胺产量，环己酮肟的转化率达到99.84%，选择性达到98.75%，六氢苯甲酸损失率<1.0%，能使

3、现有甲苯法制己内酰胺装置副产硫铵从3.8~4.0t/t己内酰胺降至1.6t/t己内酰胺左右，与国内外其它己内酰胺制备路线相比处于先进水平，完全具备工业化条件。关键词：己内酰胺，组合工艺，贝克曼重排，六氢苯甲酸，环己酮肟IAbstractAtpresent,therearethreetypicalindustrialtechniquestomanufacturecaprolactamthatincludecyclohexanone-hydroxylamineprocess,cyclohexanephotonitrosationproc

4、essandtolueneprocess.Forlongtime,oneofthemainobjectsofimprovementforthecaprolactamtechniqueistoreduceitsammoniumsulphateoutput.Thecombinatedprocessforpreparingcaprolactamviacyclohexanecarboxylicacidandcyclohexanoneoximeisdevelopedinwhichthecyclohexanoneoxime(OX)iscatal

5、yzedbythemixtureoflactamizationproduct.ForthemixturecontainsexcessiveSO3(themassconcentrationisabout11%),theoximeproducedfromHPOprocessrearrangesunderlowtemperaturebyusingn-hexameasainertsolvent.Thistechnologycanincreasetheoutputofcaprolactamwithoutanymorebyproduct.Ont

6、hebasisofthebasicresearchandsmall-scaletest,importantdata,suchasreactorstructure,theratioofreactorfeeds,reactiontemperatureandreactionresidenttime,areinvestigatedthroughthepilot-plant,whosecapacityofoximefeedis720tonperyear.Basingontheresultsfromscaleup,thecommercialte

7、stplantwasdesignedanddeveloped,whosecapacityofoximefeedreaches95,000tperyear.Theresultsshowthatusingaspecialrearrangementreactorwithspraynozzleandagitator,themixtureofcyclohexanecarboxylicacidandhexanearefeed,theoutputofcaprolactamcanbeincreasedby150%withoutadditionalc

8、onsumptionofoleumduringtherearrangementreaction.Meanwhiletheconversionofcyclohexanoneoximeandtheselectivityofcaprolac