一种环己酮肟化的方法_2

文档序号:9627132阅读:来源:国知局
[0044] 环己酮:硫酸羟胺1:4 (摩尔)
[0045] 环己酮与硫酸羟胺总配比约为1:1~1 :1· 06 (摩尔)
[0046] 该方法流程简单、设备台数少。
[0047] 环己酮肟化过程主要反应条件和主要影响因素为:
[0048] (1)反应终点的pH值
[0049] 环己酮肟化反应是平衡反应,达到平衡时,约80%的环己酮转化为环己酮肟。单 纯增加反应物的摩尔比例并不能使环己酮转化完全。当采取措施减少反应生成的水以及硫 酸时,可以使环己酮肟化反应迅速完成。本发明中采用加入碱性物,比如氨、碳酸钠等,优选 氨,加入碱性物质实际作用就是控制了反应终点的pH值,研究发现,反应终点的pH值控制 在4~7之间。
[0050] (2)配料比例
[0051] 如不采用逆流肟化流程,环己酮很难全部转化。采用逆流肟化流程,环己酮与硫酸 羟胺总配摩尔比可以达到约为1:1。在第一段肟化过程中,环己酮过量,可以使排出的硫酸 铵中不含有硫酸羟铵;在第二段肟化过程中,硫酸羟铵过量,可以使环己酮全部转化成环己 酮肟。逆流肟化流程环己酮肟中环己酮含量可以达到0. 02%以下。
[0052] -级环己酮过量,过量环己酮去二级,二级羟胺过量,过量羟胺去一级,从而使羟 胺与环己酮达理论配比。
[0053] (3)肟化温度
[0054] 肟化温度过高会出现一系列副反应,温度太低又会使环己酮肟扩散困难,因为后 端环己酮肟含量大。所以逆流肟化流程通常的工艺是前端和后端的肟化反应温度不同。前 端环己酮肟含量低,后端环己酮肟含量高,前端温度低,后端温度高,为此,常规方法需要控 制第一段肟化反应的温度为55-65°C,第二段肟化反应的温度为75-80°C。
[0055] 但加入了有机溶剂后,情况就发生了改变,第二段肟化反应温度可以降低到 60-70°C。环己酮肟容易溶解于有机溶剂,这就能避免局部过热和局部pH值过大,特别是能 加强环己酮肟的分散。环己酮肟粘度高,不容易分散,会阻碍环己酮参与反应,有机溶剂能 增强环己酮和硫酸羟铵的接触,提高反应速度。
[0056] 而且,加入了有机溶剂后,由于有机溶剂的萃取作用,容易将环己酮肟从反应体系 中分离出来。从而减少环己酮和环己酮肟的损失。
[0057] (4)搅拌效率
[0058] 强搅拌能避免局部过热和局部pH值过大,特别是能加强环己酮肟的分散。环己酮 肟粘度高,不容易分散,会阻碍环己酮参与反应,强烈的搅拌能增强环己酮和硫酸羟铵的接 触,提高反应速度,并有利于控制反应温度。通常情况下搅拌器转速大于500r/min。
[0059] 有益效果:与现有技术相比,本发明的优点为:首先,氨法烟气脱硫通常因烟气中 SO2含量低,副产物硫酸羟胺浓度低,水含量大,而环己酮肟化反应是生成水的反应,减少反 应体系水含量有利于提高反应转化率,同时更有利于减少反应分离出硫酸铵溶液的蒸发水 量节省能量;其次,本发明在加入有机溶剂后,改善了反应体系的扩散性能,第二级肟化反 应可以在较低的温度下进行,环己酮转化为环己酮肟的转化率提高,所得产品环己酮肟中 环己酮通常在0. 1%以下,由此减少了环己酮的消耗;同时,由于有机溶剂萃取作用,本发 明离开环己酮肟合成系统的无机相中环己酮肟、环己酮总含量可降低到〇. 30wt%以下,提 高了环己酮肟化反应的收率。
【附图说明】
[0060] 图1是本发明环己酮肟化工艺流程示意图。
[0061] 图2是本发明采用两段四反时的环己酮肟化工艺流程示意图。
[0062] 图3是本发明采用两段两反时的环己酮肟化工艺流程示意图。
[0063] 图2中,1 -第一肟化反应器;2 -第二肟化反应器;3 -第三肟化反应器;4 -第 四肟化反应器;5 -硫酸铵萃取分离器;6 -环己酮肟萃取分离器;7 -环己酮肟中间栗槽; 8_羟胺-硫酸铵栗槽。
[0064] 图3中,1 -第一肟化反应器;2 -第二肟化反应器;5 -硫酸铵萃取分离器;6 -环 己酮肟萃取分离器;7 -环己酮肟中间栗槽;8 -羟胺-硫酸铵栗槽。
【具体实施方式】:
[0065] 本发明环己酮肟化工艺流程如图1所示。具体的,是将环己酮和含有硫酸羟胺的 硫酸铵溶液加入到一段逆流肟化反应器中,反应器内环己酮:硫酸羟胺摩尔比为1.4:1,并 同时通入少量氨,反应温度维持在55-65°C,pH值保持在4左右。之后反应液送至硫酸铵萃 取分离器,向一级肟化反应器或向硫酸铵萃取分离器加入有机溶剂甲苯。分离器下层为无 机相硫酸铵溶液,去硫酸铵结晶装置;上层为有机相甲苯、环己酮、环己酮肟等有机溶液,进 入二段逆流肟化单元。
[0066] 将提浓后的硫酸羟胺加入到二段肟化反应器中,反应器内环己酮:硫酸羟胺摩尔 比为1:4,同时通氨,控制反应液温度为60-70°C,pH值在4左右。反应液由二段肟化反应器 送至环己酮肟萃取分离器,分离器上层为有机相环己酮肟、有机溶剂,去环己酮肟精制;下 层为无机相羟胺-硫酸铵液,循环回一段逆流肟化系统。
[0067] 实施例1 (两段四反逆流肟化)
[0068] 如图2,将氨法烟气脱硫副产的95-1KTC的硫酸羟胺溶液,在82kPa(绝压)下闪 蒸,除掉部分水,使得羟胺溶液浓度为I. 76mol/L。
[0069] 将环己酮和含有硫酸羟胺的硫酸铵溶液加入到第一肟化反应器,环己酮进料量 为5. 28mol/min,第一肟化反应器内环己酮:硫酸羟胺摩尔比为1. 4:1,溶液中硫酸羟胺量 为3. 77mol/min,并同时通入少量氨,使溶液溢流至第二肟化反应器,继续通氨,温度维持在 60°C,pH值保持在4左右。反应液由第二肟化反应器底部流至硫酸铵萃取分离器,向硫酸 铵萃取分离器加入有机溶剂甲苯,加入量为l〇〇4g/min,分离器上层为甲苯、环己酮、环己酮 肟液,去环己酮肟中间栗槽,下层为硫酸铵液,去硫酸铵结晶装置。离开肟化系统的无机机 相中,环己酮+环己酮肟质量浓度为0. 27%。
[0070] 将提浓后的硫酸羟胺和由环己酮肟中间栗槽送来的环己酮、环己酮肟液加入到第 三肟化反应器,硫酸羟胺进料量为5. 42mol/min,第三肟化反应器内环己酮:硫酸羟胺摩尔 比为1:4,溶液中环己酮量为I. 355mol/min,同时通氨,控制反应液pH值在2左右,温度在 70°C。反应液由第三肟化反应器底部溢流至第四肟化反应器,继续通氨,控制反应液pH值 为4,温度70°C。反应液由第四肟化反应器底部流至环己酮肟萃取分离器,分离器上部为有 机相环己酮肟、有机溶剂,去环己酮肟精制,生成环己酮肟5. 19mol/min。下层为羟胺-硫酸 铵液,循环回第一肟化反应器。
[0071] 肟化反应器为釜式搅拌反应器,釜式搅拌反应器带冷却水夹套或设置内盘管,用 冷却水冷却,以控制反应温度。环己酮与硫酸羟胺总配比摩尔为1:1. 03。
[0072] 实施例2 (两段两反逆流肟化)
[0073] 如图3,将氨法烟气脱硫副产的95-1KTC的硫酸羟胺溶液,在82kPa(绝压)下闪 蒸,除掉部分水,使得羟胺溶液浓度为I. 76mol/L。
[0074] 将环己酮和含有硫酸羟胺的硫酸铵溶液加入到第一肟化反应器,环己酮进料量为 5. 28mol/min,第一肟化反应器内环己酮:硫酸羟胺摩尔比为1. 4:1,溶液中硫酸羟胺量为 3. 77mol/min,并同时通入少量氨,使溶液溢流至第二肟化反应器,继续通氨,通过一级循环 栗将反应液抽出,经过一级外循环换热器冷却,温度维持在60°C,pH值保持在4左右。反 应液由第一肟化反应器底部流至硫酸铵萃取分离器,向硫酸铵萃取分离器加入有机溶剂甲 苯,加入量为l〇〇4g/min,分离器上层为甲苯、环己酮、环己酮肟液,去环己酮肟中间栗槽,下 层为硫酸铵液,去硫酸铵结晶装置。离开肟化系统的无机机相中,环己酮+环己酮肟质量浓 度为0. 33%。
[0075] 将提浓后的硫酸羟胺和由环己酮肟中间栗槽送来的环己酮、环己酮肟液加入到第 二肟化反应器,硫酸羟胺进料量为5. 12mol/min,第二肟化反应器内环己酮:硫酸羟胺摩尔 比为1:4,溶液中环己酮量为I. 355mol/min,同时通氨,控制反应液pH值在4左右,通过二 级循环栗将反应液抽出,经过第二级外循环换热器冷却,温度在70°C。反应液由第二肟化反 应器底部溢流至环己酮肟萃取分离器,分离器上部为有机相环己酮肟、有机溶剂
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