CN1259310C - 一种从酰胺油中萃取提纯己内酰胺的方法 - Google Patents
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Abstract
一种从酰胺油中萃取提纯己内酰胺的方法，属于化工传质分离技术领域。该方法是用环己烷或环己烷与苯的混合溶剂预萃取酰胺油去除部分杂质，然后用苯或环己烷与苯的混合溶剂对预萃取得到的重相进行萃取，用水反萃轻相并得到己内酰胺水溶液。该技术与现有技术相比，酰胺油萃取提纯过程的溶剂消耗量少，能耗低，单套设备处理能力大，产生的废弃物少，得到的己内酰胺水溶液杂质含量少、纯度高，是一种有效的己内酰胺萃取提纯方法。该方法对于提高己内酰胺的产品质量、降低生产成本、提升甲苯法市场竞争力具有重要意义。
Description
技术领域
本发明涉及属于化工传质和分离技术领域的一种从酰胺油中萃取提纯己内酰胺的方法。
背景技术
己内酰胺是一种重要的有机化工原料，主要用于生产锦纶纤维和尼龙树脂，它还是一种优良的溶剂，有着广泛的应用领域。
己内酰胺的工业制备方法有多种，如环己烷-羟胺法、甲苯法等。由于反应路线较长，反应得到的酰胺油中都含有多种杂质，要得到己内酰胺产品，必须采取一系列物理化学精制方法，如萃取、化学处理和多效蒸馏等。溶剂萃取是从酰胺油中初步提纯己内酰胺的最有效的手段，苯和甲苯是最常用的萃取剂。
仅就己内酰胺的合成反应而言，甲苯法的原子经济性比传统的环己酮-羟胺法高，但酰胺油中杂质的种类和含量与后者有很大差异，且与甲苯法相对应的纯化方法的研究较少，迄今为止唯一实现工业化的SNIA工艺采用甲苯作萃取剂。与苯相比，甲苯对己内酰胺的萃取能力低，沸点高，这限制了单套设备的处理能力，萃取工艺的能耗物耗问题比较突出。然而由于选择性的原因，用苯代替甲苯被实践证明是不可取的。
显然，开发具有更高选择性和更高通量的萃取溶剂和萃取工艺是提高己内酰胺的产品质量、降低生产成本、提升甲苯法市场竞争力的关键。
发明内容
本发明提供一种从酰胺油中萃取提纯己内酰胺的方法，其目的进一步提高己内酰胺的产品质量，降低能耗，提高单套设备处理能力，从而大大降低生产成本，提升甲苯法市场竞争力。
本发明的目的是通过如下技术方案实现的：一种从酰胺油中萃取提纯己内酰胺的方法，其特征在于该方法包括如下步骤：
1)将酰胺油和环己烷或环己烷与苯的混合溶剂送入预萃取器，进行预萃取；所述环己烷和苯的混合溶剂中环己烷和苯的体积配比是1～20∶1；所述的预萃取采用的溶剂与酰胺油的体积比是1∶0.2～2；
2)预萃取得到的轻相的部分或全部送预萃取溶剂再生***再生后循环使用；
3)用苯或苯与环己烷的混合溶剂和预萃取得到的重相送入萃取器，进行萃取；所述的用于萃取的苯和环己烷的混合溶剂的体积配比是1～20∶1。
4)将萃取得到的轻相送入反萃取器用水反萃取；
5)将反萃取得到的轻相的部分或全部经过萃取溶剂再生***再生；
6)将反萃取得到的重相己内酰胺水溶液，送去进行后续精制得到纯己内酰胺。
上述步骤1)中所述的预萃取采用的溶剂与酰胺油的体积比优选为1∶0.5～1；步骤3)中所述的用于萃取的苯和环己烷的混合溶剂的体积配比优选为3～10∶1。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及突出性效果：①本发明利用预萃取显著的除杂作用来减少进入萃取***的杂质种类和杂质量，使萃取能力强但除杂能力较差的苯可以用于酰胺油的萃取；②向苯中加入少量环己烷可以解决在反萃取时分相困难带来的夹带问题，避免碱、盐等添加剂的使用；③向苯中加入少量环己烷可以进一步去除弱极性杂质，减少反萃取后进入水相的杂质，提高己内酰胺纯度，减轻后续精制的负担。该方法在酰胺油萃取提纯过程中溶剂消耗量少，能耗低，单套设备处理能力大，产生的废弃物少，得到的己内酰胺水溶液杂质含量少、纯度高。
附图说明
图1为本发明提出的从酰胺油中萃取提纯己内酰胺的方法的简要流程。
具体实施方式
本发明提供了一种从酰胺油中萃取提纯己内酰胺的方法，该方法是用一种有机溶剂预萃取酰胺油去除部分杂质，然后用另一种有机溶剂对预萃取得到的萃余相进行萃取，再用水反萃萃取相并得到己内酰胺水溶液。该方法包括如下步骤：
1)首先利用柱式或槽式萃取器进行酰胺油和环己烷或环己烷与苯的混合溶剂间的逆流或单级预萃取，使杂质进入轻相而己内酰胺绝大部分留在重相；用于预萃取的环己烷与苯的混合溶剂中环己烷和苯的体积配比为1～20∶1；所述的预萃取采用的溶剂与酰胺油的体积比是1∶0.2～2，优选为1∶0.5～1；
2)将预萃取得到的轻相部分或全部送蒸馏或精馏塔进行溶剂再生，再生后的溶剂与不再生的部分混合用作预萃取溶剂；
3)在柱式或槽式萃取器内，用苯或苯与环己烷的混合溶剂对步骤1)得到的重相进行多级逆流萃取，使己内酰胺绝大部分进入轻相；用于萃取的苯和环己烷的混合溶剂的体积配比是1～20∶1，优选为3～10∶1；
4)在柱式或槽式萃取器内，用水对步骤3)得到的轻相进行反萃取，得到的重相为己内酰胺水溶液，送去进行后续精制；
5)将步骤4)的反萃取中得到的轻相部分或全部送蒸馏或精馏塔进行溶剂再生，再生后的溶剂与不再生的部分混合用作步骤3)中的萃取溶剂；
下面仅举3个实施例(其余基本相同)对本发明予以进一步说明。
实施例1：
取SNIA工艺得到的酰胺油，第一组用环己烷以剂油比1∶1预萃取酰胺油，重相用苯按相比3∶1萃取后，用水按相比1∶2(重相比轻相)反萃取，得到己内酰胺水溶液。第二组用环己烷与苯的混合溶剂(1∶1)以剂油比1∶2预萃取酰胺油，重相用苯按相比3∶1萃取后，用水按相比1∶2(重相比轻相)反萃取，得到己内酰胺水溶液。气相色谱分析水溶液中的己内酰胺浓度，溶质中的己内酰胺纯度，以及水溶液稀释20倍的290nm吸光值，实验结果如下表所示，参照样品为用甲苯按相比3∶1萃取，水按相比1∶2反萃取得到的己内酰胺水溶液。可以看到，采用环己烷或环己烷与苯的混合溶剂(1∶1)预萃取再苯萃取水反萃取的方案得到的水溶液实验样品，其中的己内酰胺浓度高于参照样品，说明己内酰胺的收率高。同时，实验样品水溶液中的己内酰纯度均高于参照样品，单位己内酰胺浓度对应的290nm吸光值低于参照样品，说明产液的品质更优。
| 样品描述 | 参照样 | 环己烷1∶1预萃取 | 环己烷与苯的混合溶剂(1∶1)1∶2预萃取 |
| 290nm吸光值 | 0.793 | 0.927 | 0.931 |
| CPL浓度，g/g | 0.121 | 0.150 | 0.149 |
| 纯度 | 98.2％ | 99.0％ | 98.9％ |
| 290nm吸光值/CPL浓度 | 6.55 | 6.20 | 6.26 |
实施例2：
取SNIA工艺得到的酰胺油，用环己烷与苯的混合溶剂(20∶1)按相比1∶1预萃取酰胺油，重相分别用苯与环己烷的混合溶剂(20∶1)和环己烷与苯的混合溶剂(1∶1)按相比3∶1萃取后，用水按相比2∶1(重相比轻相)反萃取，得到己内酰胺水溶液。用气相色谱分析水溶液中的己内酰胺浓度及水溶液稀释20倍的290nm吸光值，实验结果如下表所示，参照样品为用甲苯按相比3∶1萃取，水按相比2∶1反萃取得到的己内酰胺水溶液。可以看到，对于采用环己烷与苯的混合溶剂(20∶1)预萃取的两种方案得到的实验样品，单位己内酰胺浓度对应的290nm吸光值明显低于参照样品，说明产液的品质更优。其中使用苯与环己烷的混合溶剂(20∶1)作萃取剂得到的样品的己内酰胺浓度明显高于参照样品，说明己内酰胺的收率高，使用这种溶剂可以提高设备的处理能力。
| 项目 | 参照样品 | 实验样品一 | 实验样品二 | |
| 预萃取 | 环/苯＝20/1洗，相比1/1 | × | √ | √ |
| 萃取 | 20/1的苯环己烷混合溶剂，相比3/1 | × | √ | × |
| 甲苯萃，相比3/1 | √ | × | × | |
| 1/1的苯环己烷混合溶剂，相比3/1 | × | × | √ | |
| 反萃 | 水反萃，相比1/2 | √ | √ | √ |
| 指标 | CPL浓度，g/g | 0.096 | 0.158 | 0.056 |
| 收率 | 39.7％ | 65.1％ | 23.1％ | |
| 290nm吸光值 | 0.385 | 0.494 | 0.154 | |
| 290nm吸光值/CPL浓度 | 4.00 | 3.13 | 2.76 | |
注：√，表示有此步骤；×，表示无此步骤；相比指溶剂相与水相(或酰胺油)的体积比。
实施例3：
取SNIA工艺得到的酰胺油，第一组用环己烷按相比1∶0.2预萃取，重相分别用苯按相比3∶1萃取后，用水按相比1∶3(重相比轻相)反萃取，得到己内酰胺水溶液为实验样品一。第二组直接用苯按相比3∶1萃取后，用水按相比1∶3(水相比油相)反萃取，得到己内酰胺水溶液为实验样品二。第三组用苯与环己烷的混合溶剂(3∶1)按相比3∶1萃取，水按相比3∶1反萃取得到的己内酰胺水溶液。测定各样品稀释20倍后的290nm吸光值，实验结果如下表所示。可以看到，直接用苯作萃取剂得到的己内酰胺水溶液，其单位浓度CPL的290nm吸光值高于苯与环己烷的混合溶剂(3∶1)作萃取剂的情况，而当酰胺油预先用环己烷按1∶0.2相比预萃取后，再用苯作萃取剂萃取、水反萃得到的己内酰胺水溶液，其单位浓度CPL的290nm吸光值明显低于苯与环己烷的混合溶剂(3∶1)作萃取剂的情况，说明样品品质得到了显著改善。
| 项目 | 第一组 | 第二组 | 第三组 |
| 预萃取 | 环己烷萃，相比1∶0.2 | 无 | 无 |
| 萃取 | 苯萃取，相比3∶1 | 苯萃取，相比3∶1 | 苯/环＝3∶1萃取，相比3∶1 |
| 反萃取 | 水反萃，相比1∶3 | 水反萃，相比1∶3 | 水反萃，相比1∶3 |
| CPL浓度，g/g | 0.180 | 0.185 | 0.161 |
| 290nm吸光值 | 0.459 | 0.762 | 0.621 |
| 290nm吸光值/CPL浓度 | 2.562 | 4.108 | 3.881 |
Claims (3)
1.一种从酰胺油中萃取提纯己内酰胺的方法，其特征在于该方法包括如下步骤：
1)将酰胺油和环己烷或环己烷与苯的混合溶剂送入预萃取器，进行预萃取；所述环己烷和苯的混合溶剂中环己烷和苯的体积配比是1～20∶1；所述的预萃取采用的溶剂与酰胺油的体积比是1∶0.2～2；
2)预萃取得到的轻相的部分或全部送预萃取溶剂再生***再生后循环使用；
3)用苯或苯与环己烷的混合溶剂和预萃取得到的重相送入萃取器，进行萃取；所述的用于萃取的苯和环己烷的混合溶剂的体积配比是1～20∶1；
4)将萃取得到的轻相送入反萃取器用水反萃取；
5)将反萃取得到的轻相的部分或全部经过萃取溶剂再生***再生；
6)将反萃取得到的重相己内酰胺水溶液送去进行后续精制得到纯己内酰胺。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤1)中所述的预萃取采用的溶剂与酰胺油的体积比为1∶0.5～1。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤3)中所述的用于萃取的苯和环己烷的混合溶剂的体积配比为3～10∶1。
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