一种6-氨基己腈加氢生产己二胺的连续装置的制作方法

一种6
‑
氨基己腈加氢生产己二胺的连续装置
技术领域
1.本实用新型属于有机化工技术领域，涉及一种由己内酰胺生产己二胺的技术，特别涉及一种6
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氨基己腈加氢生产己二胺的连续装置。


背景技术：

2.己二胺是尼龙行业的关键原料，常用来合成尼龙66、尼龙610，然后，再制成尼龙树脂、尼龙纤维和工程塑料等产品。己二胺的工业化生产方法主要为己二腈催化加氢法，该方法生产制备己二胺的同时还产生对尼龙产品质量影响较大的杂质二氨基环己烷，且很难分离。目前，随着己内酰胺产能的日益扩张和价格日趋降低，己内酰胺法有望得到工业化推广。己内酰胺法以己内酰胺为原料经催化氨化脱水制得6
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氨基己腈，6
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氨基己腈进一步催化加氢得己二胺，该方法从源头避免了二氨基环己烷的产生，提升了己二胺的产品质量，但存在工艺复杂、路线冗长及原料转化率较低等问题，规模化生产成本高。
3.现有技术中，专利cn110423201a提供了一种以己内酰胺为原料合成己二胺的方法，将己内酰胺、碱和水混合后，加热回流得到6
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氨基己酸盐，进一步引入氨基保护基团保护端氨基，然后加酸中和生成带氨基保护基团的氨基己酸，烘干后加入酰胺用脱水催化剂并在氨源存在下加热反应将羧酸基团转变为氰基得到产物腈，产物腈经萃取提纯后催化生成相应的胺后，再去除保护基团得到己二胺，该方法工艺路线冗长，涉及催化剂和物料种类繁多，难以进行工业规模化生产。
4.专利cn 112079725 a介绍了一种生产己二胺的方法，将氨气、氢气与己内酰胺混合汽化后，得到混合气；向所得混合气中加入催化剂，进行催化氨化反应和催化加氢反应；然后，对反应所得物料进行冷凝分离得到反应液，将所得反应液进行蒸馏，得到产品己二胺。该方法将己内酰胺氨化与加氢集成，但存在反应温度高、副产物多的缺陷，不具有工业应用价值。


技术实现要素：

5.针对现有技术存在的缺陷，本实用新型提供一种6
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氨基己腈连续加氢生产己二胺的装置，该装置具有能耗低、副产物少、产品质量高的特点。
6.本实用新型的技术方案：
7.一种6
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氨基己腈加氢生产己二胺的连续装置，主要由加氢反应器进料罐、加氢反应器、脱溶剂塔、脱水塔、脱重塔、脱轻塔、己二胺塔组成，其特征在于：反应进料罐接有催化剂、6
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氨基己腈、溶剂、助催化剂进料管，反应进料罐与加氢反应器连接、加氢反应器设有氢气进料管线、加氢反应器与脱溶剂塔连接、脱溶剂塔与脱水塔连接、脱水塔与脱重塔连接、脱重塔与脱轻塔连接、脱轻塔与己二胺塔连接。
8.所述的加氢反应器是由两根或三根相似的反应管、气液分离器、液固分离器构成，为气、液、固三相沸腾式流化床反应器，反应管上升到气液分离器，气液分离器气相出口接氢气洗涤塔，氢气洗涤塔气相出口与氢气循环压缩机连接，氢气洗涤塔液相出口与加氢反
应器连接；在气液分离器下部设有液固分离器，液固分离器设有废催化剂卸出口；反应物料与来自氢气升压压缩机和氢气循环压缩机的氢气分别从反应管底部接有物料进料管和氢气进料管。
9.所述的加氢反应器与脱溶剂塔之间设有过滤系统，该过滤系统由闪蒸罐、过滤器组成，加氢反应器连接闪蒸罐，闪蒸罐气相出口与氢气洗涤塔相连，闪蒸罐与过滤器连接、过滤器与脱溶剂塔相连。
10.所述的脱溶剂塔与脱水塔连接，脱水塔顶设有水出口，脱水塔底与脱重塔连接。
11.所述脱重塔塔底设有重焦油出口，塔顶气相汽管线与脱轻塔连接。
12.所述的脱轻塔是两塔串联，脱重塔来的气相管线与第一脱轻塔塔底连接，塔顶设有轻组分出口管线，塔底与第二脱轻塔连接；
13.在第二脱轻塔塔顶设有轻组分出口管线与第一脱轻塔连接，塔底设有与己二胺塔连接管线。
14.在己二胺塔塔底设有重组分出口管线；在塔较高段侧线设有精己二胺采出管线；塔顶气相出口与脱轻塔连接，塔底出料管线与脱重塔或焦油汽提塔连接。
15.在己二胺塔后设置氨基己腈塔，己二胺塔塔底出口管线与氨基己腈塔接连，氨基己腈从塔顶设有6
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氨基己腈采出管线，塔底出料管线与脱重塔或焦油汽提塔连接。
16.还可设置焦油汽提塔，塔顶气相管线与脱轻塔连接，塔底设有出料管线。
17.另还可设置间歇塔，用于高沸物浓缩，该塔操作时塔釜间歇排出重组分；塔顶馏出物冷凝后送至粗己二胺槽回用。
18.所述的氢气洗涤塔设置循环冷却器，循环冷却器进口与氢气洗涤塔下部溶剂出口相连，出口连接在氢气洗涤塔上部。
19.在本实用新型中，各设备之间的连接是通过管线，可设泵、罐等相关附属设施。
[0020]6‑
氨基己腈加氢生产己二胺的连续装置在生产己二胺中应用，其步骤如下：
[0021]
s1：催化剂、6
‑
氨基己腈、溶剂、助催化剂在加氢反应进料罐混合后送往加氢反应器，反应物料与来自氢气升压压缩机和氢气循环压缩机的氢气分别从反应管底部供应，在温度30～120℃，压力0～12mpag下反应，氢气和反应液一起从反应管上升到达气液分离器，反应基本结束。此反应为放热反应，反应热由外部冷却水撤除。
[0022]
其中溶剂为乙醇、甲醇、叔丁醇、异丙醇、正丙醇、异丁醇、正丁醇中的任意一种或至少两种的组合；
[0023]
其中助催化剂为naoh、koh、ch3ch2ona、ch3ona中的任意一种或至少两种的组合；
[0024]
其中溶剂与6
‑
氨基己腈质量比为0.1～50:1，助催化剂与6
‑
氨基己腈质量比为0 .001～0 .1:1，氢气与6
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氨基己腈摩尔比为2～100:1。
[0025]
在气液分离器中未反应的氢气和液体分离，氢气进入氢气洗涤塔中洗去夹带的溶剂，然后经氢气循环压缩机加压循环使用，洗涤下来的溶剂返回加氢反应器。在气液分离器下部设有液固分离器，在液固分离器的顶尖部设有废催化剂卸出口。为保持反应器中催化剂的浓度和活性，需从催化剂循环系统中排出一定量的催化剂至排放催化剂洗涤槽，在槽中用水洗涤催化剂，洗净的催化剂从底部排出，一部分返回催化剂进料器中循环使用，一部分排入催化剂去活器中进行钝化处理后排放。
[0026]6‑
氨基己腈加氢生产己二胺的连续装置的加氢催化剂为含ni和al各50%的合金，
将此合金和水分别加入浆液输送槽中，在槽内合金分散于水中形成浆液，用低压氮气把此浆液压入浆液高位槽，通过浆液高位槽把浆液送入催化剂活化器中活化。在催化剂活化器中合金中的al与naoh溶液发生如下反应：
[0027]
ni
‑
al h2o naoh —
→ꢀ
ni naalo
2 3/2 h2[0028]
（雷尼镍合金）
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
（雷尼镍）
[0029]
合金清除al后，成为雷尼镍（raneynickel），从而获得催化剂的活性。活化后的催化剂和己二腈、溶剂、naoh在反应器进料罐中混合均匀后用泵送至加氢反应器中。
[0030]
s2：在气液分离器中未反应的氢气和液体分离，氢气进入氢气洗涤塔中洗去夹带的溶剂，然后经氢气循环压缩机加压循环使用，洗涤下来的溶剂返回加氢反应器。从加氢反应器溢流出的液相，含有己二胺、水、乙醇以及夹带的催化剂和naoh等，经闪蒸罐闪蒸后流至过滤器进料罐，通过过滤器除去夹带的催化剂后，液相被送入脱溶剂塔回收溶剂，溶剂蒸馏回收溶剂操作压力为20～100kpa，回收的溶剂返回溶剂高位槽循环使用。脱溶剂塔塔底采出的粗己二胺送入naoh倾析器，naoh溶液从粗己二胺溶液中分离出来送往废水坑，粗己二胺溶液送入粗己二胺槽。
[0031]
s3：粗己二胺用泵送入脱水塔，在塔顶温度45～55℃，塔顶压力85～95mmhga的条件下，水和hmi与粗己二胺溶液分离后，从塔顶抽出送至废水预处理系统，塔底粗己二胺液送至脱重塔进行处理。
[0032]
脱水塔脱水后，有机物中将析出不溶的固体，从而造成脱水塔和脱重塔塔板堵塞，因此，两塔须隔段时间用水蒸馏一次。
[0033]
脱重塔，在塔顶温度125～150℃，塔顶压力80～100mmhga的条件下，含有naoh泥浆的重焦油在塔底从己二胺液中分离出来。塔底出料重焦油经泥渣离心机分离出naoh残渣后，送往焦油汽提塔回收残留的己二胺。脱重塔塔顶蒸汽直接进入脱轻塔。
[0034]
所述的脱轻塔是两塔串联，脱重塔来的蒸汽由第一脱轻塔塔底供入，在塔顶温度90～95℃，塔顶压力26～30mmhga条件下，轻组分如dch从塔顶被分离出来。塔顶分离出的轻组分送至界区外，塔底液经第二脱轻塔进料罐送至第二脱轻塔。
[0035]
在第二脱轻塔塔顶温度96～100℃，塔顶压力18～22mmhga的条件下，进料中残存的轻组分在塔顶被分离出来。塔顶分离出来的轻组分返回第一脱轻塔再处理，塔底含有少量重组分的己二胺液送往环己胺塔。
[0036]
在己二胺塔塔顶温度105～110℃，塔顶压力30～35mmhga的条件下，重组分从塔底除去。在塔较高段侧线采出精己二胺，送至罐区己二胺贮槽。己二胺塔塔顶出料返回脱轻塔进料罐再处理，塔底出料送往焦油汽提塔。
[0037]
还可在己二胺塔后面设置氨基己腈塔，将己二胺塔塔底重组分送入氨基己腈塔，在塔顶温度130～140℃，塔顶压力30～35mmhga的条件下，6
‑
氨基己腈从塔顶采出，作为原料回加氢反应器，塔底出料送往焦油汽提塔。
[0038]
还可以设置焦油汽提塔，将含有己二胺的脱重塔和己二胺塔塔底液，送往焦油汽提塔回收己二胺。在塔顶温度90～96℃，塔顶压力10～20mmhga的条件下，塔顶回收的己二胺液返回第二脱轻塔进料罐再处理，塔底液送往间歇塔进料罐。
[0039]
还可设置间歇塔，在间歇塔塔顶温度115～120℃，塔顶压力40～50mmhga的条件下，浓缩高沸物，操作时只塔顶馏出，不排出底液。塔顶馏出物返回粗己二胺槽再进行处理
回收己二胺。间歇塔釜内浓缩的残液经萃取分离后送往界区外处理。
[0040]
实用新型的特点与效果
[0041]
本实用新型的6
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氨基己腈加氢生产己二胺的连续装置，实现了6
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氨基己腈加氢生产己二胺装置的连续运行，克服现有技术的搅拌间歇反应，不能连续生产、能耗、物耗高缺陷。
附图说明
[0042]
图1 是本实用新型的结构示意图；
[0043]
图中，1
‑
氢气洗涤塔，2
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氢气洗涤塔循环冷凝器， 3
‑
加氢反应器， 4
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脱溶剂塔， 5
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脱水塔， 6
‑
脱重塔， 7
‑
脱轻塔， 8
‑
己二胺塔；
[0044]
a
‑
氢气洗涤塔排出的氢气物流， b
‑
加氢反应器液固相进料物流， c
‑
加氢反应器气相进料物流， d
‑
卸出的催化剂，e
‑
溶剂， f
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水， g
‑
重组分， h
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轻组分， i
‑
己二胺。
具体实施方式
[0045]
下面结合实例和附图将对本实用新型做进一步说明，但本实用新型并不限制于这些实例。
[0046]
从图1可知，本实用新型是6
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氨基己腈加氢生产己二胺的连续装置，主要由加氢反应器进料罐、加氢反应器、脱溶剂塔、脱水塔、脱重塔、脱轻塔、己二胺塔组成，催化剂、6
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氨基己腈、溶剂、助催化剂在反应进料罐混合后送往加氢反应器、加氢反应器设有氢气进料管线、加氢反应器与脱溶剂塔连接、脱溶剂塔与脱水塔连接、脱水塔与脱重塔连接、脱重塔与脱轻塔连接、脱轻塔与己二胺塔连接。加氢反应器是由两根或三根相似的反应管、气液分离器、液固分离器构成，为气、液、固三相沸腾式流化床反应器，反应管上升到气液分离器，气液分离器气相出口接氢气洗涤塔，氢气洗涤塔气相出口与氢气循环压缩机连接，氢气洗涤塔液相出口与加氢反应器连接；在气液分离器下部设有液固分离器，液固分离器设有废催化剂卸出口；反应物料与来自氢气升压压缩机和氢气循环压缩机的氢气分别从反应管底部接有物料进料管和氢气进料管。加氢反应器与脱溶剂塔之间设有过滤系统，该过滤系统由闪蒸罐、过滤器组成，加氢反应器连接闪蒸罐，闪蒸罐气相出口与氢气洗涤塔相连，闪蒸罐与过滤器连接、过滤器与脱溶剂塔相连。
[0047]
所述的脱溶剂塔与脱水塔连接，脱水塔顶设有水出口，脱水塔底与脱重塔连接。
[0048]
所述脱重塔塔底设有重焦油出口，塔顶气相汽管线与脱轻塔连接。
[0049]
所述的脱轻塔是两塔串联，脱重塔来的气相管线与第一脱轻塔塔底连接，塔顶设有轻组分出口管线，塔底与第二脱轻塔连接；
[0050]
在第二脱轻塔塔顶设有轻组分出口管线与第一脱轻塔连接，塔底设有与己二胺塔连接管线。
[0051]
在己二胺塔塔底设有重组分出口管线；在塔较高段侧线设有精己二胺采出管线；塔顶气相出口与脱轻塔连接，塔底出料管线与脱重塔或焦油汽提塔连接。
[0052]
在己二胺塔后设置氨基己腈塔，己二胺塔塔底出口管线与氨基己腈塔接连，氨基己腈从塔顶设有6
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氨基己腈采出管线，塔底出料管线与脱重塔或焦油汽提塔连接。
[0053]
还可设置焦油汽提塔，塔顶气相管线与脱轻塔连接，塔底设有出料管线。
[0054]
另还可设置间歇塔，用于高沸物浓缩，该塔操作时塔釜间歇排出重组分；塔顶馏出物冷凝后送至粗己二胺槽回用。
[0055]
所述的氢气洗涤塔设置循环冷却器，循环冷却器进口与氢气洗涤塔下部溶剂出口相连，出口连接在氢气洗涤塔上部。
[0056]
在本实用新型中，各设备之间的连接是通过管线，可设泵、罐等相关附属设施。
[0057]
下面是本实用新型的几个实施例。
[0058]
实施例1：
[0059]
将催化剂、6
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氨基己腈、乙醇、naoh在加氢反应进料罐混合后送往由三根相似的反应管构成的气、液、固三相沸腾式流化床反应器，反应物料与来自氢气升压压缩机和氢气循环压缩机的氢气分别从反应管底部供应，在温度73℃，压力2.2 mpag下反应，氢气和反应液一起从反应管上升到达气液分离器，反应即告基本结束。此反应为放热反应，反应热是通过外部反应器冷却水冷却器消除的。
[0060]
在气液分离器中未反应的氢气和液体分离，氢气进入氢气洗涤塔中洗去夹带的溶剂，然后经氢气循环压缩机加压循环使用，洗涤下来的溶剂返回加氢反应器。在气液分离器下部设有液固分离器，在液固分离器的顶尖部设有废催化剂卸出口。为保持反应器中催化剂的浓度和活性，需从催化剂循环系统中排出一定量的催化剂至排放催化剂洗涤槽，在槽中用水洗涤催化剂，洗净的催化剂从底部排出，一部分返回催化剂进料器中循环使用，一部分排入催化剂去活器中进行钝化处理后排放。
[0061]
在气液分离器中未反应的氢气和液体分离，氢气进入氢气洗涤塔中洗去夹带的溶剂，然后经氢气循环压缩机加压循环使用，洗涤下来的溶剂返回加氢反应器。从加氢反应器溢流出的液相，含有己二胺、水、乙醇以及夹带的催化剂和naoh等，经闪蒸罐闪蒸后流至过滤器进料罐，通过过滤器除去夹带的催化剂后，液相被送入脱溶剂塔回收溶剂，回收的溶剂返回溶剂高位槽循环使用。脱溶剂塔塔底采出的粗己二胺送入naoh倾析器，naoh溶液从粗己二胺溶液中分离出来送往废水坑，粗己二胺溶液送入粗己二胺槽。
[0062]
粗己二胺用泵送入脱水塔，在塔顶温度50℃，塔顶压力90mmhga的条件下，水和hmi与粗己二胺溶液分离后，从塔顶抽出送至废水预处理系统，塔底粗己二胺液送至脱重塔进行处理。
[0063]
脱水塔脱水后，有机物中将析出不溶的固体，从而造成脱水塔和脱重塔塔板堵塞，因此，两塔须隔段时间用水蒸馏一次。
[0064]
脱重塔，在塔顶温度135℃，塔顶压力90mmhga的条件下，含有naoh泥浆的重焦油在塔底从己二胺液中分离出来。塔底出料重焦油经泥渣离心机分离出naoh残渣后，送往焦油汽提塔回收残留的己二胺。脱重塔塔顶蒸汽直接进入第一脱轻塔，在塔顶温度92℃，塔顶压力28mmhga条件下，轻组分如dch从塔顶被分离出来。塔顶分离出的轻组分送至界区外，塔底液经第二脱轻塔进料罐送至第二脱轻塔。
[0065]
在第二脱轻塔塔顶温度97℃，塔顶压力20mmhga的条件下，进料中残存的轻组分在塔顶被分离出来。塔顶分离出来的轻组分返回第一脱轻塔再处理，塔底含有少量重组分的己二胺液送往环己胺塔。
[0066]
在己二胺塔塔顶温度104℃，塔顶压力33mmhga的条件下，重组分从塔底除去。在塔较高段侧线采出精己二胺，送至罐区己二胺贮槽。己二胺塔塔顶出料返回脱轻塔进料罐再
处理，塔底出料送往脱重塔。
[0067]6‑
氨基己腈转化率95%～96%，己二胺纯度达到99.95%（质量百分比），己二胺收率达到92～93%。
[0068]
实施例2
[0069]
其他同实施例1，只是在在己二胺塔后面设置氨基己腈塔，将己二胺塔塔底重组分送入氨基己腈塔，在塔顶温度134℃，塔顶压力33mmhga的条件下，6
‑
氨基己腈从塔顶采出，作为原料回加氢反应器，塔底出料送往脱重塔。
[0070]6‑
氨基己腈转化率99%～100%，己二胺纯度达到99.95%（质量百分比），己二胺收率达到96～97%。
[0071]
实施例3
[0072]
其他同实施例2，只是增加焦油汽提塔，将含有己二胺的脱重塔和氨基己腈塔底液，送往焦油汽提塔回收己二胺。在塔顶温度94℃，塔顶压力15mmhga的条件下，塔顶回收的己二胺液返回第二脱轻塔进料罐再处理，塔底液送往间歇塔进料罐。
[0073]6‑
氨基己腈转化率99%～100%，己二胺纯度达到99.95%（质量百分比），己二胺收率达到97～98%。
[0074]
实施例4
[0075]
其他同实施例3，只是增加间歇塔，在间歇塔塔顶温度118℃，塔顶压力45mmhga的条件下，浓缩高沸物，操作时只塔顶馏出，不排出底液。塔顶馏出物返回粗己二胺槽再进行处理回收己二胺。间歇塔釜内浓缩的残液经萃取分离后送往界区外处理。
[0076]6‑
氨基己腈转化率99%～100%，己二胺纯度达到99.95%（质量百分比），己二胺收率达到98
‑
99%。