连续生产ε-己内酰胺的方法和设备的制作方法
【专利摘要】本发明提供了在生产ε-己内酰胺的过程中，将进程内热量从含ε-己内酰胺和硫酸的混合物交换到含ε-己内酰胺和溶剂的混合物的设备，该设备含有：a)一个贝克曼重排反应区；b)一个中和区；c)一个分离区；d)一个萃取区；e)一个蒸馏区；特征在于该设备还含有i)一个第一进程内热交换器，该交换器用于将热量从贝克曼重排反应区交换到蒸馏区；ii)一个检测含ε-己内酰胺和硫酸混合物到含ε-己内酰胺和溶剂的泄漏系统；和iii)一个备用的热交换系统，该系统，在运行时，用于将热量从贝克曼重排反应区转出，和将热量转入到蒸馏区。本发明还提供一种因进程内热交换器的泄漏将ε-己内酰胺的生产从正常运行切换到备用运行的方法。
【专利说明】连续生产ε-己内酰胺的方法和设备
【技术领域】
[0001]本发明涉及生产ε -己内酰胺和以高能效的方式从溶剂中回收该ε _己内酰胺的方法。
【背景技术】
[0002]在制备ε -己内酰胺的方法中，通常需要从含有溶于溶剂的ε -己内酰胺的溶液中回收ε-己内酰胺，在所述方法中环己酮肟借助酸转化为ε-己内酰胺。所述转化被称为贝克曼重排反应。贝克曼重排反应是高度放热的反应，因此通常受冷却系统的控制。贝克曼重排反应发生后，可将碱，优选氨，加入到贝克曼重排混合物中产生中和的贝克曼重排混合物。去除硫酸铵并在溶剂中萃取剩余的ε-己内酰胺。溶剂必须通过蒸馏去除。目的是在环己酮肟贝克曼重排反应中，环己酮肟尽可能充分地转化为ε -己内酰胺同时以环保经济的方式从转化反应物中尽可能充分并且尽可能纯净地分离出由环己酮肟转化形成的ε-己内酰胺。[0003]贝克曼重排反应区中，在发烟硫酸(溶于硫酸的SO3,也称为福明硫酸)的存在下将环己酮肟转化为ε-己内酰胺。
[0004]W002/070475描述了一种纯化ε -己内酰胺的方法，其阐述遵循七步流程可降低ε -己内酰胺的损失。其中所述的步骤b)涉及在水的存在下通过蒸馏去除作为水的共沸混合物的苯。产生的ε -己内酰胺产物在含水混合物中；该产品随后进行去水处理生成浓度为99.5wt.%的ε-己内酰胺。为去除剩余水分和低沸点有机杂质实施进一步蒸馏；分离纯化的ε -己内酰胺；并且将高沸点杂质作为残渣。
[0005]DEl 194863描述了一种在两-步骤方法中纯化环己酮肟进行贝克曼重排反应产生的ε-己内酰胺的方法。粗ε-己内酰胺在苯中萃取。所述苯的量必须至少是ε-己内酰胺量的三倍，优选为4.5-12倍的ε-己内酰胺的量。这使ε -己内酰胺溶液含有5_15wt.%ε-己内酰胺。随后，利用蒸馏去除苯直到剩余的混合物含有25wt.%苯。然后添加含水苛性钠溶液并蒸馏出剩余的苯。蒸馏发生在单效或多效塔内并未提及。体积也未给出；因此实施例是实验室模式还是工业模式并不清楚。
[0006]现有技术方法的弊端是在蒸馏区耗费了大量的能量。一般蒸馏为多步骤。冷凝该蒸馏区中一个或多个再沸器中的蒸汽可获得该单步骤或多步骤的蒸馏方法所需能量。本发明的目标是提供一种在降低蒸馏区消耗的外部能量同时获得生产ε-己内酰胺的可靠方法。
[0007]本发明的发明人惊讶地发现，以一定方式通过进程内热交换器将热量从贝克曼重排反应区交换到蒸馏区，并产生高纯度的ε-己内酰胺是可能的。因此，贝克曼重排反应区产生的热量可在从ε-己内酰胺中蒸馏有机溶剂的过程中再利用。一般在用“干燥的”环己酮肟在较低温度下进行贝克曼重排反应时，进程内热交换器是非常有利的。“干燥的”环己酮肟指具有较低含水量的环己酮肟。利用任何环己酮肟生产技术都可能制备“干燥的”环己酮肟，但是通常采用氨氧化技术和HPO1^i术进行制备。在氨氧化技术中利用过氧化氢和氨将环己酮转化为环己酮肟。回收产生的环己酮肟期间去除水。在ΙΙΡΟ?技术中将硝酸盐或氮氧化物转化为与环己酮反应生成环己酮肟的羟胺。在纯化过程的下游干燥产生的环己酮肟。这样的贝克曼重排反应发生在相对较低的温度下。在蒸馏ε-己内酰胺中的溶剂过程中，这会阻碍重新利用贝克曼重排反应区产生的热。为了实现这一点，建议采用未使用中间传热流体的进程内热交换器。更确切地，通过热交换器壁从贝克曼重排反应区到蒸馏区进行传热。为实现这一点，将含ε-己内酰胺和硫酸的贝克曼重排混合物从贝克曼重排反应区转移到蒸馏区；或者将需蒸馏的溶剂中的ε-己内酰胺从蒸馏区转移到贝克曼重排反应区；或者将两者均转移到分离区。
[0008] 另外，一个特殊的问题是，当进程内热交换器内发生泄漏时，会发生含ε -己内酰胺和硫酸的混合物与待蒸馏的溶剂中ε-己内酰胺接触的问题。通常，待蒸馏的有机溶剂中的ε -己内酰胺含水。如果那样的话，含ε -己内酰胺和硫酸的混合物会与ε _己内酰胺反应产生副产物。这产生了不适用于某些应用的，例如适合高速旋转的尼龙-6的生产的低品质的ε-己内酰胺。副产物的形成降低了 ε-己内酰胺生产工艺的效率。更具体而言，硫酸会进入蒸馏区产生6-氨基己酸，导致产生了低聚物并污染蒸馏塔。另外，在蒸馏区或下游区的物质中，这样的强酸存在会引起腐蚀，并且最终会引起泄漏。这些区域通常为碳钢结构并设计成能够承受PH值大于4的环境。具有较低pH值的硫酸的存在会引起类似的腐蚀。
[0009]US7454956描述了检测热交换器泄漏的方法和设备。所述方法采用大量气体流量计以测定因泄漏使通过热交换器中一室的气体流量的变化。这需要从生产中移出热交换器，因此不能在运行的时候实施。
[0010]另外，发明人已经设计了以可靠的方式实现这样有效热量的传递。更具体地，鉴于进程内热交换器的泄漏的严重后果，建议安装泄漏检测系统和备用的传热系统。
【发明内容】
[0011]因此，本发明提供了在生产ε-己内酰胺的过程中，将进程内热量从含ε-己内酰胺和硫酸的混合物交换到含ε -己内酰胺和溶剂的混合物的设备，该设备含有:
[0012]a) 一个贝克曼重排反应区；
[0013]b) 一个中和区；
[0014]c) 一个分离区；
[0015]d) 一个萃取区；
[0016]e) 一个蒸馏区；
[0017]特征在于该设备还含有
[0018]i) 一个第一进程内热交换器，该交换器用于将热量从贝克曼重排反应区交换到蒸馏区；
[0019]ii) 一个检测含ε -己内酰胺和硫酸混合物泄漏到含ε -己内酰胺和溶剂的系统；和
[0020]iii) 一个备用的热交换系统，该系统，在运行时，用于将热量从贝克曼重排反应区交换到蒸馏区。
[0021]本发明还提供一种将ε -己内酰胺的生产从正常运行交换到备用运行的方法，该方法含有；
[0022]a)在第一进程内热交换器中检测泄漏；
[0023]b)隔离进程内热交换器；和
[0024]c)采用备用的传热系统；
[0025]特征在于第一进程内传热器将热量从贝克曼重排反应区交换到蒸馏区；备用的传热系统将热量从贝克曼重排反应区转出并将热量转入蒸馏区。
[0026]本发明的优点包括降低了外来能源的能量消耗并降低了所需冷却水的量。这样减低了对环境的影响。另外，如果进程内传热器失效，本发明确保，生产能够继续而不发生重大的停工和严重的ε-己内酰胺损失。这部分归功于在热交换器运行的同时能够检测出泄漏的事实。因此，改进的方法的总经济性得以改善。
[0027]在贝克曼重排反应区中，在溶解于硫酸的SO3(也称为发烟硫酸)存在下将环己酮肟转化为ε-己内酰胺。在中和区，添加氨并和硫酸反应生成硫酸铵。在分离区，从含ε-己内酰胺的相中分离出含硫酸铵的相。在萃取区，用溶剂萃取含ε-己内酰胺的相以获得含ε-己内酰胺和溶剂的混合物。在蒸馏区，利用蒸馏将溶剂从ε-己内酰胺中分离出来。
[0028]正常运行期间，采用第一进程内传热器并将备用的传热系统隔离。备用运行期间，使用备用的传热系统并将第一进程内传热器隔离。运行模式的改变的实现通过开启和关闭设备的阀门来使用设备的相关部分以及绕开设备中不必要的部分。例如，通过关闭设备中一个或多个阀门来将第一进程内传热器隔离。
[0029]在一个实施方案中，备用的传热系统含有一个第二进程内传热器，该传热器用于将热量从贝克曼重排反应区交换到蒸馏区。该第二进程内传热器与第一进程内传热器可以相同。优选地，该第二进程内传热器与第一进程内传热器相同。
[0030]在另一个实施方案中，备用的传热系统含有一个冷却设备，该冷却设备用于将热量从含ε-己内酰胺和硫酸的混合物中传出；和一个独立的加热设备，该设备用于将热量传入含ε-己内酰胺和有机溶剂的混合物中。通常，冷却设备用于将热量从含己内酰胺和硫酸的混合物交换到冷却水中。冷却设备含有一个或多个冷却器。冷却器本身是一个热交换器，其可将热量从所述的工艺中传出。通常，将热量交换到冷却水中。通常，加热设备用于将热量从蒸汽交换到含ε-己内酰胺和溶剂的混合物中。一个加热设备可含有一个或多个加热器。加热器本身是一个热交换器，其向所述的工艺提供热量。通常，由蒸汽提供热量。加热器的一个例子是向蒸馏塔提供热量的再沸器。再沸器通常为本领域公知。
[0031]在任意一实施方案中，通常，检测泄漏的系统含有一个内嵌传感器来检测硫酸泄漏到含ε-己内酰胺和溶剂的混合物中。优选地，内嵌传感器测量含ε-己内酰胺和溶剂的混合物的电导率。电导率是相对可信的。因此，采用这样的传感器检测泄漏的系统是相对可信的。另外测量方法并不昂贵。硫酸和水的存在导致ε-己内酰胺和溶剂的混合物中离子的形成。因此，由于硫酸的加入，ε -己内酰胺和溶剂的混合物的电导率发生改变。由于硫酸的强度，通常测定电导率的 变化是可能的，即使在含ε -己内酰胺和具有较低水浓度的溶剂的混合物中。
[0032]通常，溶剂可为水或有机溶剂，或其混合物。当为有机溶剂时，通常存在至少微量的水。水的存在是因为通常在有机溶剂中从含水相中萃取出ε-己内酰胺。通常，水会被溶解和/或夹带在ε-己内酰胺和有机溶剂的混合物中。优选的有机溶剂为苯或甲苯。更优选为苯。
[0033]合适的测量电导率的内嵌传感器是本领域技术人员公知的。各种各样的仪器仪表是市售的。合适的传感器有两种常见类型:具有平面或圆柱形电极的经典类型和基于感应的第二类型。
[0034]优选地，检测泄漏的系统含有一个警报器，当检测到泄漏时被激活。操作者可使用该警报器以考虑采取什么样合适的后续措施。此外，本发明的设备可自动采取适当的操作。在这样的情况下，检测泄漏的系统用于当检测到泄漏时，将第一热交换器隔离。自动操作是警报器的补充。更优选地，检测泄漏的系统是用于当检测到泄漏时采用备用的传热系统。检测泄漏的系统可进一步自动地进行其他工艺。
[0035]当进程内热交换器的工作变为备用的传热系统时，生产ε-己内酰胺的方法的连续实施是我们所希望的。因此，当第一进程内热交换器被切断时生产能持续一段时间的设备是我们所期望的。更进一步地，因为如果发生泄漏，蒸馏区就会受到6-氨基己酸和低聚物的污染，那么当第一进程内热交换器被切断时使蒸馏区排污的设备是我们所期望的。通常，用一个或多个排污槽接收来自蒸馏区的含ε -己内酰胺和溶剂的混合物。通常，步骤a)后，本发明的方法涉及i)中断向蒸馏区的进料；ii)排空蒸馏区的塔；和iii)继续向蒸馏区进料。
[0036] 改变含ε -己内酰胺和溶剂的混合物的流向需要开启一个或多个有序的阀门。这也要求蒸馏区暂时被切断。然而，为了蒸馏区上游部分继续运行，需向蒸馏区进料提供一个贮存罐。
[0037]通常，用一个或多个贮存罐接收来自萃取区含ε -己内酰胺和溶剂的混合物，并用于向蒸馏区输送含ε-己内酰胺和溶剂的混合物。在仪器正常运行期间可使用贮存罐。贮存罐位于萃取区和蒸馏区间。因此，贮存罐作为生产ε-己内酰胺的方法中的缓冲区。
[0038]我们所希望的是检测泄漏的系统不会给出一个误报的结果。因此，通常检测含ε-己内酰胺和硫酸的混合物泄漏到含ε-己内酰胺和溶剂的混合物的系统含有两个独立的检测方法。这可以确认第一结果。所述设备还含有PH测量设备。通常，本发明方法的步骤a)含有两个独立的检测方法。通常，检测的第一种方法是内嵌测量含己内酰胺和溶剂的混合物电导率；检测的第二种方法是测量含ε-己内酰胺和溶剂的混合物pH。通常，PH测量是离线测量含ε -己内酰胺和溶剂的混合物样品。
[0039]热交换器是将热量从一个流体蒸汽交换到另一个中的设备。热交换器可是直接的(其中将流体蒸汽混合)或间接的(其中通过隔离墙保持流体蒸汽分离)。进程内的热交换器是一间接热交器，其中来自本方法一部分的工艺流体将热量交换到本方法另一部分的工艺液体中。在每一个待蒸馏的含ε-己内酰胺和溶剂的混合物和含ε-己内酰胺和硫酸的混合物进入进程内热交换器前，含ε-己内酰胺和硫酸的混合物的温度高于待蒸馏的含ε-己内酰胺和溶剂的混合物。
[0040]进程内热交换器含有至少两个具有隔离墙的室。热量通过隔离墙从第一室的流体交换到第二室。因此，不存在中间传热流体。每个室分别具有长的路径，且具有较大的表面积与体积比以促进传热。间接热交换器为本领域技术人员公知。适合本发明的进程内热交换器的例子为管壳式、板式和管式。通常，进程内热交换器是板式间接热交换器。优选板式间接热交换器，因为其能处理较大的流注并且允许传热液体间具有较小的对数平均温差(LMTD)。
[0041]本发明的设备中，第一进程内热交换器用于将热量从源于贝克曼重排反应区的含ε-己内酰胺和硫酸的混合物交换到蒸馏区待蒸馏的含ε-己内酰胺和溶剂的混合物中。
【专利附图】
【附图说明】
[0042]图1描述了一种基于由环己酮制成的环己酮肟制备ε -己内酰胺的连续方法。图2描述了本发明的一个实施方案，其中在基于由环己酮制成的环己酮肟制备ε -己内酰胺的连续方法中，热量从贝克曼重排反应区交换到蒸馏区。图3描述了本发明的一个实施方案，其中在进程内热交换器中将贝克曼重排反应区产生的热量交换到蒸馏塔并且其中适当的备用系统以防进程内热交换器泄漏。
[0043]图1
[0044]图1描述了一种通过形成环己酮肟和相关纯化步骤制备ε -己内酰胺的连续方法。环己酮通过线[I]进入到环己酮肟形成区[Α]。通过线[O]加入环己酮肟形成剂。产生的含有环己酮肟的反应混合物通过线[2]输入到环己酮肟纯化区[B](可能也含有清洗步骤和/或者一个或多个蒸馏步骤)。纯化的环己酮肟通过线[3]进入到贝克曼重排反应区[C](由一个或多个连续的阶段组成)同时通过线[4]加入溶解于硫酸的SO3(也称为发烟硫酸)。获得的贝克曼重排混合物通过线[5]进入到中和区[D]同时氨水也通过线[6]加入到中和区。
[0045]获得的含水中和混合物通过线[7]进入到相分离区[Ε]，含有含水硫酸铵的相通过线[8]离开相分离区并且含有含水粗ε -己内酰胺的相通过线[9]进入到萃取区[F]。在萃取区[F]中通过线[10]添加有机溶剂(优选为苯或甲苯)并用其萃取含有含水粗ε -己内酰胺的相。含有含水硫酸铵的相通过线[11]离开同时通过线[12]将溶解于有机溶剂的ε-己内酰胺溶液输入到蒸馏区[G]。通过线[13]向蒸馏区[G]加入水，富含有机溶剂的流注通过线[14]从蒸馏区流出同时含水ε -己内酰胺流注通过线[15]流入最终纯化区
[H]。最终纯化区[H]可能包括氢化步骤、碱洗步骤、一个或多个干燥步骤和/或者一个或多个最终产品蒸馏步骤。尼龙-6等级的己内酰胺通过线[16]排出。
[0046]虚线[17]描述了热量从贝克曼重排反应区[C]流出。这通常通过向位于贝克曼重排反应区的一个或多个热交换器中加入冷却水得以实现。虚线[18]描述了热量进入蒸馏区[G]。这通常通过向蒸馏区的再沸器中加入蒸汽得以实现。
[0047]图2
[0048]图2描述了本发明的一个实施方案。它大体上和图1所述设备相同。然而，如虚线[19]所述，至少部分贝克曼重排反应区[C]流出的热量进入蒸馏区[G]。这可通过一个或多个热交换器得以实现(未显示)。检测泄漏的系统位于蒸馏区[G]和可交换热量(通过[19])的进程内热交换器中。备用的系统位于贝克曼重排反应区[C]和蒸馏区[G]，可(通过线[17]和[18])的加热器和冷却器传递热量。
[0049]图3
[0050]图3描述了本发明的一个实施方案。贝克曼重排反应区的第一级含有混合设备[K]，收集容器[L]，泵 [Μ]和进程内热交换器[N]。含ε -己内酰胺和硫酸的混合物通过线[101]保持循环。通过线[102]和[103]分别加入环己酮肟和发烟硫酸(硫酸和SO3)。将进程内热交换器[N]中含ε -己内酰胺和硫酸的混合物的热量转移到通过线[209]进入进程内热交换器的含ε-己内酰胺、有机溶剂和水的混合物中，然后该热量通过线[210]排出。通过线[104]从收集容器[L]回收部分含ε -己内酰胺和硫酸的第一混合物并将其输入到贝克曼重排反应区的第二级的混合设备中。
[0051]含ε -己内酰胺和有机溶剂的混合物通过线[201]从贮存罐(图3未显示)输入到蒸馏塔[P]。萃取有机溶剂中的粗ε -己内酰胺可获得含ε -己内酰胺和有机溶剂的混合物，有机溶剂优选苯或甲苯，所述粗ε -己内酰胺是环己酮肟和发烟硫酸进行贝克曼重排反应并用含水氨中和产生的。通过线[210]向蒸馏塔[P]加入含ε -己内酰胺和水的混合物。[0052]蒸馏塔[P]可能包括塔板或者填料或者它们的组合。塔顶蒸汽通过线[202]流入到冷凝器/分离器[Q]中，从而形成液态含水相和液态有机相的混合物，并通过线[203]排出。通过线[204]将含水相作为回流液加入到蒸馏塔[P]塔顶。任选地，向线[204]加入线[203]流出的含水相以作为部分回流液(图3并未显示)。
[0053]通过线[205]从蒸馏塔[P]排出含ε -己内酰胺和水的混合物。含ε -己内酰胺和水的混合物中水的重量分数为从2.5wt.%到25wt.%范围内。线[205]中含ε -己内酰胺和水的混合物中有机溶剂的量可忽略不计。
[0054]通过将进程内热交换器[N]中含ε -己内酰胺和水的混合物的热量转移到线[209]中含ε -己内酰胺、有机溶剂和水的混合物中来加热蒸馏塔[P];通过线[210]混合物离开进程内热交换器[N]。
[0055]任选地，蒸馏塔[P]额外配备有任何热源均可启动的再沸器[R]。这样情况下，通过线[206]向再沸器[R]输入部分含ε -己内酰胺和水的混合物；并且通过线[207]离开再沸器[R]进入蒸馏塔[P]。
[0056]安装电导率传感器[U]，离开蒸馏塔[P]的含ε -己内酰胺和水的混合物流经电导率传感器。电导率传感器[U]的信号是电导率测量系统的一部分，在超过预先确定的限制值的情况下电导率传感器会报警。
[0057]在进入进程内热交换器[N]的两条线和离开进程内热交换器[N]的两条线中，安装了阀门[a]、[e]、[b]和[f]。正常运行期间，阀门[a]、[e]、[b]和[f]处于开启的位置。
[0058]安装冷却器[S]和加热器[T]作为非直接加热器[N]的备用系统。冷却器[S]采用冷却水作为冷冻剂。加热器[T]采用蒸汽作为热源。阀门[c]安装在进入冷却器[S]的线中且阀门[d]安装在离开冷却器[S]的线中。阀门[g]和[h]分别安装在进入和离开加热器[T]的线中。正常运行期间，阀门[c]、[d]、[g]和[h]处于关闭的位置。
[0059]为防止进程内热交换器[N]的泄漏，通过关闭阀门[a]、[e]、[b]和[f]将进程内热交换器[N]隔尚。开启阀门[c]和[d]和向冷却器[S]加入冷却水后冷却器[S]接管进程内热交换器[N]的冷却工作(图3并未显不)。开启阀门[h]和[g]和向加热器[T]加入蒸汽后加热器[T]接管进程内热交换器[N]的加热工作(图3并未显示)。
[0060]任选地，如果再沸器[R]具有多余容量，部分进程内热交换器[N]的加热工作可被再沸器[R]接管并且仅将加热工作的剩余部分用加热器[T]接管。任选地，如果再沸器[R]具有足够的多余容量，进程内热交换器[N]的加热工作可全部被再沸器[R]接管那么就可省略加热器[T]。[0061]任选地，如果进程内热交换器[N]发生泄漏，中断将含ε -己内酰胺和有机溶剂的混合物通过线[201]从贮存罐(图3并未显示)加入到蒸馏塔[P] —段时间。然后，蒸馏塔[P]和再沸器[R]进行排污到排污槽中且在稍后阶段进行再加工(图3并未显示)。随后，重新开始将含ε -己内酰胺和有机溶剂的混合物通过线[201]从贮存罐(图3并未显示)加入到蒸馏塔[P]来再次运行蒸馏塔[P]。
实施例
[0062]本发明通过以下的实施例来进一步说明，但不限于此。
[0063]对比实施例
[0064]除了没有进程内热交换器[N]的备用系统，在该对比实施例中采用如图3所述设备。因此，未安装冷却器[S]和加热器[Τ]以及具有足够多余容量的再沸器[R]。所述设备不含有任何内嵌电导率测量系统。
[0065]环己酮与氨和过氧化氢反应(氨氧化过程)产生的环己酮肟通过线[102]输入。
[0066]含ε -己内酰胺和苯的混合物通过线[201]从贮存罐(图3并未显示)加入到蒸馏塔[P]。用苯萃取粗ε -己内酰胺获得含ε -己内酰胺和苯的混合物，所述粗ε -己内酰胺是环己酮肟和发烟硫酸进行贝克曼重排反应并用含水氨中和产生的。
[0067]基于再沸器的传热能力降低和不合格己内酰胺的产生可以得到结论，因进程内热交换器[N]的泄漏硫酸进入了蒸馏塔[P]。决定停止生产和提纯己内酰胺。
[0068]在能够再次重新开始生产和纯化ε -己内酰胺前，清洗严重污染的提纯区并用新建的进程内热交换器替换进程内热交换器[N]需要几个月的时间。
[0069]实施例
[0070]在该实施例中采用如图3所述设备。
[0071]环己酮与氨和过氧化氢反应(氨氧化过程)产生的环己酮肟通过线[102]输入。
[0072]含ε -己内酰胺和苯的混合物通过线[201]从贮存罐(图3并未显示)加入到蒸馏塔[P]。用苯萃取粗ε -己内酰胺获得含ε -己内酰胺和苯的混合物，所述粗ε -己内酰胺是环己酮肟和发烟硫酸进行贝克曼重排反应并用含水氨中和产生的。
[0073]安装冷却器[S]作为进程内热交换器[N]冷凝工作的备用系统。冷却器[S]采用冷却水作为冷冻剂。阀门[c]安装在进入冷却器[S]的线中且阀门[d]安装在离开冷却器
[S]的线中。正常运行期间，阀门[c]和[d]处于关闭的位置。
[0074]如果将进程内热交换器[N]隔离，那么再沸器[R]具有足够的多余容量来承担进程内热交换器[N]的加热工作。因此，不存在加热设备[T]，线[211]和[212]以及阀门[g]和[h]。
[0075]所述设备含有内嵌电导率测量系统和从离开蒸馏塔[P]塔底的液体取样的可能性。
[0076]内嵌电导率测量系统 显示蒸馏塔[P]中硫酸的存在引起警报器激活后，从离开蒸馏塔[P]塔底的液体取样。离线pH测量确定样品中硫酸的存在。基于这一点，确认间接热交换器[N]的泄漏并决定切换为备用的热交换系统。
[0077]中断包括向贝克曼重排反应区添加的环己酮肟的线[102]和加入的发烟硫酸的几个流注的线[103]以及中断向蒸馏塔[P]加入含ε -己内酰胺和苯的混合物的线[201]。对蒸馏塔[P]和再沸器[R]进行排污。关闭阀门[a]、[e]、[b]和[f]将进程内热交换器[N]隔尚。开启阀门[c]和[d]并向冷却器[S]加入冷却水后,冷却器[S]接管进程内热交换器[N]的冷却工作。蒸汽启动的再沸器[R]也承担进程内热交换器[N]的加热工作。
[0078]然后再次重新开始生产和提纯ε-己内酰胺。作为一个整体的结果，可将生产损失限制到4个小时。
[0079]实施例与对比实施例相比清楚地表明进程内热交换器[N]备用系统结合内嵌电导率测量系统的存在 将进程内热交换器[N]泄漏结果(尤其生产时间损耗)限制在可接受的比例。
【权利要求】
1.一种在生产ε-己内酰胺的过程中，将进程内热量从含ε-己内酰胺和硫酸的混合物转移到含ε -己内酰胺和溶剂的混合物的设备，该设备含有: a)一个贝克曼重排反应区； b)一个中和区； c)一个分离区； d)一个萃取区； e)一个蒸馏区； 特征在于该设备还含有 i) 一个第一进程内热交换器，该交换器用于将热量从贝克曼重排反应区交换到蒸馏区； ?) 一个检测含ε -己内酰胺和硫酸混合物泄漏到含ε -己内酰胺和溶剂的系统；和iii) 一个备用的热交换系统，该系统，在运行时，用于将热量从贝克曼重排反应区传出，并将热量转入到蒸馏区。
2.根据权利要求1所述的设备，其中备用的传热系统含有一个第二进程内传热器，该传热器用于将热量从贝克 曼重排反应区交换到蒸馏区。
3.根据权利要求1所述的设备，其中备用的传热系统含有一个冷却设备，该冷却设备用于将热量从含ε-己内酰胺和硫酸的混合物中传出；和一个独立的加热设备，该设备用于将热量传入含ε-己内酰胺和有机溶剂的混合物中。
4.根据权利要求3所述的设备，其中该冷却设备用于将热量从含ε-己内酰胺和硫酸的混合物转移到冷却水中。
5.根据权利要求3或权利要求4所述的设备，其中加热设备用于将热量从蒸汽交换到含ε-己内酰胺和溶剂的混合物中。
6.根据权利要求1-5任何一项所述的设备，其中检测泄漏的系统含有一个内嵌传感器来检测硫酸泄漏到含ε-己内酰胺和溶剂的混合物。
7.根据权利要求6所述的设备，其中内嵌传感器测量含己内酰胺和溶剂的混合物的电导率。
8.根据权利要求1-7任何一项所述的设备，其中检测泄漏的系统含有一个警报器，当检测到泄漏时被激活。
9.根据权利要求1-8任何一项所述的设备，其中检测泄漏的系统在检测到泄漏时，将第一热交换器隔离。
10.根据权利要求9所述的设备，其中检测泄漏的系统当检测到泄漏时，采用备用的传热系统。
11.根据权利要求10所述的设备，还含有一个或多个排污槽用于接收来自蒸馏区含ε-己内酰胺和溶剂的混合物。
12.根据权利要求11所述的设备，还含有一个或多个贮存罐用于接收来自萃取区含ε -己内酰胺和溶剂的混合物，并向蒸馏区输送含ε -己内酰胺和溶剂的混合物。
13.—种将己内酰胺的生产从正常运行切换到备用运行的方法，该方法含有； a)在第一进程内热交换器中检测泄漏； b)隔离进程内热交换器；和c)采用备用的传热系统； 特征在于第一进程内传热器将热量从贝克曼重排反应区交换到蒸馏区；备用的传热系统将热量从贝克曼重排反应区传出并将热量传入蒸馏区。
14.根据权利要求13所述的方法，还含有步骤a)后，i)中断向蒸馏区的进料；ii)排空蒸馏区的塔；和iii)继续向蒸馏区进料。
15.根据权利要求13或14所述的方法，其特征在于步骤a)含有两个独立的检测方法。
16.根据权利要求15所 述的方法，其中检测的第一种方法是内嵌测量含ε-己内酰胺和溶剂的混合物的电导率；检测的第二种方法是测量含ε -己内酰胺和溶剂的混合物的pH值。
【文档编号】C07D223/10GK103896838SQ201210587648
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2012年12月28日 优先权日:2012年12月28日
【发明者】约翰·托马斯·廷格, 迈克尔·威廉默斯·玛丽亚·博伊斯坦, 迈斯·约翰内斯·赛姆林克, 安娜·代特·崔皮尔 申请人:帝斯曼知识产权资产管理有限公司