专利名称：萃取重排反应液中六氢苯甲酸的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及对己内酰胺生产中的重排反应液CCA(六氢苯甲酸)进行萃取分离的方法和装置。更具体地说，涉及利用离心萃取机对己内酰胺生产中的重排反应液CCA进行萃取分离的方法和装置。
背景技术：
六氢苯甲酸-环己酮肟联产己内酰胺的组合工艺是我国自行开发的己内酰胺生产工艺，包含了环己烷仿生催化氧化、环己酮氨肟化、环己酮肟气相重排、水解、中和、精制等工艺环节。六氢苯甲酸(CCA)是组合工艺生产己内酰胺的重要原料。在环己酮肟气相重排到水解工艺的过程中，由于重排反应液中同时含有CCA和SO3,会导致CCA与SO3发生磺化反应使CCA大量损失，并产生副产物。CCA的大量损失使己内酰胺生产成本提高，产量和质量都将下降，导致经济损失，不利于企业发展。因此，在水解反应前把CCA萃取出来，对提高己内酰胺的产量和质量都具有重要的意义。目前，工业上常用的液-液分离装置有重力沉降罐、塔式萃取设备等。如果使用重力沉降罐来分离酰胺化反应液，将会产生分离效率低、设备投资大以及所需时间长等问题。重力沉降罐无法适用于要求分离时间短的场合，在用正己烷萃取重排反应液中CCA的过程中，分离时间越长，CCA与SO3磺化越严重，CCA损失增加。因此，无法用重力沉降罐来萃取分离重排反应液中的CCA。而就塔式萃取设备来说，其分离时间也较长，会引起一定程度的磺化损失，而且其设备费用和运行费用也较为昂贵。此外，塔式萃取设备停车时会破坏两相液体平衡，使生产效率降低。迄今为止，现有技术中还没有提出解决上述技术问题的方法。因此，本领域迫切需要开发出一种能彻底有效地对重排反应液中的CCA进行萃取分离的新的萃取分离技术。
发明内容
本发明提供了一种新的萃取重排反应液中六氢苯甲酸的方法和装置，利用离心萃取机对己内酰胺生产中重排反应液里的CCA进行萃取分离，有效地解决重排反应液中CCA 与SO3长时间共存而磺化引起的损失，提高了己内酰胺的产量和质量，从而克服了现有技术中存在的缺陷。一方面，本发明提供了一种萃取重排反应液中六氢苯甲酸的方法，该方法包括(a)将来自重排反应器的重排反应液送入离心萃取机的重相入口，并将正己烷送入离心萃取机的轻相入口，使得重排反应液与正己烷在离心萃取机高速旋转的内筒和静止的外筒之间进行充分混合、传质，使重排反应液中的六氢苯甲酸被萃取到正己烷中；(b)使用离心萃取机对重排反应液和正己烷的混合液进行液-液分离，形成富含六氢苯甲酸的轻相和脱除了六氢苯甲酸的重相； (C)将所得的重相送入水解反应器水解，然后送入沉降罐，所得的轻相直接送入沉降罐。在一个优选的实施方式中，作为萃取剂的正己烷的体积流量为重排反应液的体积流量的10-40%。在另一个优选的实施方式中，所述离心萃取机采用单级萃取或多级逆流萃取。另一方面，本发明提供了一种萃取重排反应液中六氢苯甲酸的装置，该装置包括重排反应器；与重排反应器连接的离心萃取机，它包括重相入口、轻相入口、高速旋转的内筒和静止的外筒，其中，来自重排反应器的重排反应液送入离心萃取机的重相入口，正己烷送入离心萃取机的轻相入口，使得重排反应液与正己烷在离心萃取机高速旋转的内筒和静止的外筒之间进行充分混合、传质，使重排反应液中的六氢苯甲酸被萃取到正己烷中；该离心萃取机进一步对重排反应液和正己烷的混合液进行液-液分离，形成富含六氢苯甲酸的轻相和脱除了六氢苯甲酸的重相；与离心萃取机连接的水解反应器，用于对所得的重相进行水解；以及分别与水解反应器和离心萃取机连接的沉降罐，用于分别沉降经水解的重相和所得的轻相。在一个优选的实施方式中，所述离心萃取机还包括用于排出脱除了六氢苯甲酸的重排反应液的重相出口，以及用于排出含六氢苯甲酸的正己烷的轻相出口。在另一个优选的实施方式中，所述离心萃取机选自离心萃取机或液-液分离用离心机。在另一个优选的实施方式中，所述离心萃取机的电机转速为100-3000转/分钟。在另一个优选的实施方式中，所述离心萃取机的工作温度为60-130°C。
图1是根据本发明的一个实施方式的使用离心萃取机对重排反应液中的CCA进行萃取分离的工艺流程示意图。
具体实施例方式本发明的发明人经过广泛而深入的研究后发现，离心萃取机中混合物的混合与分离是在一个设备内几乎同时完成，分离效果特别好，因而可提高产品质量并增加产品产量， 简化流程，降低生产成本；并且离心萃取机操作弹性大、不堵塞、分离时间短、效率高，采用离心萃取机对重排反应液中的CCA进行萃取分离，可以减少CCA的损失。基于上述发现，本发明得以完成。本发明的技术构思如下在己内酰胺生产过程中，重排反应器出来的重排反应液同时含有CCA和SO3，如果 CCA与SO3长时间共存，将会发生磺化反应，导致CCA的大量损失，并生成副产物，影响己内酰胺的产量和质量。所以，需要在水解前及时地把CCA萃取出来。如果采用重力沉降分离技术，物料在设备内需要1小时以上的停留时间，无法减少CCA的磺化损失，此外，重力沉降罐占地面积比较大。如果使用塔式萃取设备，虽然能在一定程度上减少CCA的磺化，但其设备投资和运行费用较高，而且，塔式萃取设备在停车时会导致设备内两相液体平衡遭到破坏，
4开车时需重新建立平衡，使生产效率降低。而离心萃取，是近年发展起来的新型萃取分离技术，具有结构紧凑、处理能力大、运转平稳、功耗低、清洗维护方便等特点，由于离心力通常可达重力的几百倍，所以离心萃取机特别适合处理两相密度差小、粘度大和易乳化的体系， 如在重力分相的分离中要求两相密度差大于0. lg/cm3，而在离心萃取机中，两相密度差可以小至0. Olg/cm3。一般设备对于两相密度差很大或粘度很大的体系不易混合，而离心萃取机具有强大的混合功能，可使两相物流充分混合，使两相物流间很容易地进行反应或传质。 对比重差较小或粘度大的体系，也很容易进行分离。离心萃取机中混合物的混合与分离是在一个设备内几乎是同时完成，分离效果又特别好，因而可提高产品质量并增加产品产量， 简化流程，降低生产成本。本发明的发明人充分考虑到离心萃取机操作弹性大、不堵塞、分离时间短、效率高等优点，采用离心萃取机对重排反应液中CCA进行萃取分离，以减少CCA 的损失。在本发明的第一方面，提供了一种萃取重排反应液中CCA的方法，它包括以下步骤重排反应器出来的重排反应液进入离心萃取机的重相入口，正己烷进入离心萃取机的轻相入口；重排反应液与正己烷在离心萃取机高速旋转的内筒和静止的外筒之间进行充分的混合、传质，使重排反应液中的CCA被萃取到正己烷中；使用离心萃取机对重排反应液和正己烷的混合液进行液-液分离，分离后形成富含CCA的轻相和脱除了 CCA的重相；上述分离后的重相从离心萃取机的重相出口进入水解反应器，然后进入重力沉降罐，轻相则从离心萃取机的轻相出口直接进入重力沉降罐。在本发明中，重排反应液和正己烷采用离心萃取机进行混合、传质。在本发明中，重排反应液与正己烷的混合液采用离心萃取机进行轻-重相分离。在本发明中，重排反应液与正己烷在同一台离心萃取机内同时进行混合传质和分离，即，离心萃取机集混合与分离于一体，完成萃取过程。在本发明的第二方面，提供了一种萃取重排反应液中CCA的装置，该装置包括离心萃取机，它用于把重排反应液中的CCA萃取到正己烷中，并分离为重相和轻相，其中，该离心萃取机包括一电机、一静止外筒、一高速旋转的内筒、一用于供入重排反应液的重相入口、一用于供入正己烷的轻相入口、一用于排出脱出了 CCA的重排反应液的重相出口、一用于排出含CCA的正己烷的轻相出口。在本发明中，所述离心萃取机为依靠离心力进行分离的设备，选自离心萃取机或液-液分离用离心机等。在本发明中，对使用的离心萃取机没有特别的限制，该技术领域的普通工程师可以根据实际的分离效果确定离心萃取机采用单级或多级，以求达到理想效果。在本发明中，所述离心萃取设备是集混合与分离为一体、通过离心力进行分离的设备。离心萃取设备的结构特点及原理可参阅中国专利ZL 96250989. 2、ZL200720103434.
V绝 Λ寸ο在本发明中，对所述离心萃取机的工作转速原则上没有特殊限定，该技术领域的普通工程师可以根据实际的生产需要作出灵活的符合实际需要的选择，一般是在700-3000rpm 的范围。在本发明中，对所述离心萃取机的操作温度原则上没有特殊限定，该技术领域的普通工程师可以根据实际的生产需要作出灵活的符合实际需要的选择，一般是在60-70°C 的范围。以下参看附图。图1是根据本发明的一个实施方式的使用离心萃取机对重排反应液中的CCA进行萃取分离的工艺流程示意图。如图1所示，首先，酰胺化反应液经物料泵1泵送，与环己酮肟-正己烷溶液一同送入重排反应器2，重排反应器2出来的重排反应液依靠重力自流进入离心萃取机3的重相入口，正己烷进入离心萃取机3的轻相入口，重排反应液和正己烷进入离心萃取机3后进行充分混合、降温，使重排反应液中的CCA萃取到正己烷中；然后，重排反应液和正己烷的混合液被离心萃取机3分离为轻相和重相，其中重相通过离心萃取机3的重相出口进入水解反应器4，水解后的水解反应液进入重力沉降罐5，轻相通过离心萃取机 3的轻相出口直接进入重力沉降罐5。本发明的方法和装置的主要优点在于(a)本发明采用离心萃取机来萃取分离己内酰胺生产中重排反应液里的CCA，克服了现有分离技术难以对重排反应液里的CCA进行萃取分离的问题，避免了 CCA的磺化，提高了己内酰胺的产量和质量，大大地减少了重排反应液中的CCA因与SO3长时间共存而磺化导致的损失，降低了生产成本，简化了原有工艺，提高了生产效率。(b)本发明的生产装置结构简单，容易实施，操作方便，并适合长周期运转，适用于对重排反应液里的CCA进行萃取分离，适用于石油化工行业上的液-液萃取分离。(c)本发明的装置投资小、体积小、占地面积少。实施例下面结合具体的实施例进一步阐述本发明。但是，应该明白，这些实施例仅用于说明本发明而不构成对本发明范围的限制。下列实施例中未注明具体条件的试验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。除非另有说明，所有的百分比和份数按重量计。实施例1按图1所示的工艺流程进行酰胺化反应液的分离。1.物料性质(1)重排反应液物料为有机相和无机相的混合物，CCA的含量在20-25%之间波动。额定流量为20吨/小时，温度为60-80°C，平均温度约为70°C，密度为1270kg/m3，粘度为 263mpa · s。(2)正己烷流量2.0吨/小时，温度为50_60°C，平均温度约为57°C，密度为 761kg/m3，粘度为 0. 26mpa · s。2.离心萃取机的电机转速为900转/分钟。3.含量测定方法采用气象色谱法。4.应用效果(1)加入常温正己烷2. 0吨/小时，分离后重相中轻相含量小于1%，轻相中重相含量小于1%。(2)重排反应液中的CCA被萃取出来后，减少了 CCA的损失，避免了副产物的产生， 从而提高了己内酰胺的产量和质量。实施例2按图1所示的工艺流程进行酰胺化反应液的分离。1.物料性质(1)重排反应液物料为有机相和无机相的混合物，CCA的含量在20-25%之间波动。额定流量为20吨/小时，温度为60-80°C，平均温度约为70°C，密度为1270kg/m3，粘度为 263mpa · s。(2)正己烷流量为4.0吨/小时，温度为50_60°C，平均温度约为57°C，密度为 761kg/m3，粘度为 0. 26mpa · s。2.离心萃取机的电机转速为900转/分钟。3.含量测定方法采用气象色谱法。4.应用效果(1)加入常温正己烷4.0吨/小时，分离后重相中轻相含量小于0.8%，轻相中重相含量小于0.5%。(2)重排反应液中的CCA被萃取出来后，减少了 CCA的损失，避免了副产物的产生， 从而提高了己内酰胺的产量和质量。实施例3按图1所示的工艺流程进行酰胺化反应液的分离。1.物料性质(1)重排反应液物料为有机相和无机相的混合物，CCA的含量在20-25%之间波动。额定流量为20吨/小时，温度为60-80°C，平均温度约为70°C，密度为1270kg/m3，粘度为 263mpa · s。(2)正己烷流量为8.0吨/小时，温度为50_60°C，平均温度约为57°C，密度为 761kg/m3，粘度为 0. 26mpa · s。2.离心萃取机的电机转速为900转/分钟。3.含量测定方法采用气象色谱法。4.应用效果(1)加入常温正己烷8.0吨/小时，分离后重相中轻相含量小于0.5%，轻相中重相含量小于0.5%。(2)重排反应液中的CCA被萃取出来后，减少了 CCA的损失，避免了副产物的产生， 从而提高了己内酰胺的产量和质量。在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
权利要求
1.一种萃取重排反应液中六氢苯甲酸的方法，该方法包括(a)将来自重排反应器的重排反应液送入离心萃取机的重相入口，并将正己烷送入离心萃取机的轻相入口，使得重排反应液与正己烷在离心萃取机高速旋转的内筒和静止的外筒之间进行充分混合、传质，使重排反应液中的六氢苯甲酸被萃取到正己烷中；(b)使用离心萃取机对重排反应液和正己烷的混合液进行液-液分离，形成富含六氢苯甲酸的轻相和脱除了六氢苯甲酸的重相；(c)将所得的重相送入水解反应器水解，然后送入沉降罐，所得的轻相直接送入沉降罐。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，作为萃取剂的正己烷的体积流量为重排反应液的体积流量的10-40%。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述离心萃取机采用单级萃取或多级逆流萃取。
4.一种萃取重排反应液中六氢苯甲酸的装置，该装置包括 重排反应器⑵；与重排反应器(2)连接的离心萃取机(3)，它包括重相入口、轻相入口、高速旋转的内筒和静止的外筒，其中，来自重排反应器的重排反应液送入离心萃取机的重相入口，正己烷送入离心萃取机的轻相入口，使得重排反应液与正己烷在离心萃取机高速旋转的内筒和静止的外筒之间进行充分混合、传质，使重排反应液中的六氢苯甲酸被萃取到正己烷中；该离心萃取机进一步对重排反应液和正己烷的混合液进行液-液分离，形成富含六氢苯甲酸的轻相和脱除了六氢苯甲酸的重相；与离心萃取机(3)连接的水解反应器G)，用于对所得的重相进行水解；以及分别与水解反应器(4)和离心萃取机( 连接的沉降罐，用于分别沉降经水解的重相和所得的轻相。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述离心萃取机还包括用于排出脱除了六氢苯甲酸的重排反应液的重相出口，以及用于排出含六氢苯甲酸的正己烷的轻相出口。
6.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述离心萃取机选自离心萃取机或液-液分离用离心机。
7.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述离心萃取机的电机转速为100-3000转/分钟。
8.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述离心萃取机的工作温度为60-130°C。
全文摘要
本发明涉及萃取重排反应液中六氢苯甲酸的方法和装置，提供了一种萃取重排反应液中六氢苯甲酸的方法，该方法包括(a)将来自重排反应器的重排反应液送入离心萃取机的重相入口，并将正己烷送入离心萃取机的轻相入口，使得重排反应液与正己烷在离心萃取机高速旋转的内筒和静止的外筒之间进行充分混合、传质，使重排反应液中的六氢苯甲酸被萃取到正己烷中；(b)使用离心萃取机对重排反应液和正己烷的混合液进行液-液分离，形成富含六氢苯甲酸的轻相和脱除了六氢苯甲酸的重相；(c)将所得的重相送入水解反应器水解，然后送入沉降罐，所得的轻相直接送入沉降罐。还提供了一种萃取重排反应液中六氢苯甲酸的装置。
文档编号C07C61/08GK102320958SQ20111015805
公开日2012年1月18日 申请日期2011年6月13日 优先权日2011年6月13日
发明者唐康, 白志山, 郝萌萌 申请人:华东理工大学