“己內酰胺”新綠色環保生產工藝

2015-12-16

11月6日,由石油化工科學研究院與巴陵石化合作完成的“環己酮肟氣相貝克曼重排反應固定床新工藝工程化開發”項目,通過中國石化組織的技術鑒定。

鑒定認為,采用無硫胺化、環境友好的氣相貝克曼重排固定床新工藝生產己內酰胺,具有良好的經濟效益和社會效益,建議盡快開展此項目的工業化應用試驗。該技術具有創新性,已申請8項發明專利,擁有自主知識產權。

氣相貝克曼重排工藝以高硅分子篩為催化劑,不副產硫酸銨,是環境友好的綠色新工藝。目前僅有日本住友化學株式會社成功開發氣相貝克曼重排流化床新技術。國內一些大學及科研院所對固體酸催化劑氣相貝克曼重排反應進行了研究,開發了有關催化劑體系,取得了一些認識。

由石科院開發的RS-1(全硅-1)分子篩和RBS-1催化劑應用于環己酮肟氣相貝克曼重排固定床新工藝上,取得了良好成果。從2001年起,中國石化先后立項了“環己酮肟氣相貝克曼反應新工藝研究”、“800噸/年環己酮肟氣相貝克曼重排工藝工業側線試驗”、“環己酮肟氣相貝克曼重排催化劑制備中試放大”、“環己酮肟氣相重排產物精制新工藝研究”和“己內酰胺精制新工藝研究”5個項目,對氣相重排反應的工藝開發、反應氛圍工藝條件優化、分子篩合成、催化劑制備、產物分離提純精制等開展研究,取得了良好進展。(文章來源環球聚氨酯網)

為解決開發環己酮肟氣相貝克曼重排反應新工藝工程放大中遇到的問題,石科院和巴陵石化聯合向中國石化申請立項“環己酮肟氣相貝克曼重排工程技術開發研究”項目。該項目還以考察、優化工藝操作條件,解決工藝放大過程中的技術問題,取得工業放大所需的有關數據,為新工藝的技術經濟評價和工業化打好了基礎。

通過聯合攻關研究,項目組完成了1立方米、2立方米和5立方米等不同體積的反應釜合成全硅-1分子篩放大試驗,確立了分子篩生產工藝流程、催化劑(RBS-1)擠條成型工藝配方和后處理配方,打通了催化劑工業生產的流程,解決了環己酮肟氣相貝克曼重排固定床技術工程放大過程中的相關難題。他們在800噸/年的氣相貝克曼重排工藝工業側線裝置上進行了催化劑穩定性評價試驗,運行700小時,環己酮肟轉化率99.9%以上,己內酰胺選擇性達到96.5%,實現了全流程穩定運行,產出的粗己內酰胺經實驗室結晶精制和加氫處理后,己內酰胺產品的PM值、消光值、揮發性堿等指標均達到優級品指標。

己內酰胺是一種重要的有機化工原料,主要用于生產尼龍6工程塑料和尼龍纖維,應用和發展空間廣闊。目前,己內酰胺的工業生產法主要有苯酚法、環己烷氧化法、甲苯法、光亞硝化法等,其中90%的生產工藝都要經過環己酮肟貝克曼重排。

由環己酮肟制備己內酰胺主要有兩種工藝:液相貝克曼重排和氣相貝克曼重排。液相貝克曼重排是在發煙硫酸的催化作用下,發生貝克曼重排反應,再進一步與氨中和得到己內酰胺和硫酸銨。此工藝工業化時間較長,技術成熟,產品質量穩定,是目前世界上應用最廣泛的己內酰胺生產工藝。但也存在很多不足,一是消耗經濟價值較高的氨和發煙硫酸,副產大量低價值、低效率的化肥硫酸銨,生產1噸己內酰胺同時產生1.6噸硫酸銨;二是存在設備腐蝕和環境污染。


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