蒸汽汽提hpo？萃取區(qū)流出的無機(jī)工藝液體以及冷凝熱的利用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及制備環(huán)己酮肟的方法，所述方法含有在萃取區(qū)用有機(jī)溶劑萃取環(huán)己酮 肟，輸送萃取過的含水相到聯(lián)合汽提區(qū)，其中產(chǎn)生了水蒸汽、有機(jī)溶劑、環(huán)己酮并且去除了 至少5%重量的萃取的含水相。至少部分地冷凝產(chǎn)生的含有水蒸汽的流注并且將濃縮釋放 的能量用于加熱進(jìn)程內(nèi)液體。
[0002] 本發(fā)明涉及一種采用環(huán)己酮肟進(jìn)行貝克曼重排反應(yīng)以制備己內(nèi)酰胺的連續(xù)方法。 本發(fā)明的方法不限于任一特殊的內(nèi)酰胺。所述內(nèi)酰胺優(yōu)選e-己內(nèi)酰胺。所述己內(nèi)酰胺的 生產(chǎn)方法包括依據(jù)所謂的（改進(jìn)）Raschig技術(shù)、基于一氧化氮的氫化技術(shù)、基于氨氧化技 術(shù)和HP0?技術(shù)制備中間體的方法。
【背景技術(shù)】
[0003] 但是，實(shí)施該方法需要有環(huán)己酮肟的來源。制備環(huán)己酮肟有多種途徑，包括在甲苯 的存在下將緩沖羥銨磷酸鹽溶液和環(huán)己酮進(jìn)行反應(yīng)（所謂的HP〇K技術(shù)），或者在過氧化 氫的存在下環(huán)己酮和氨水反應(yīng)制備環(huán)己酮肟（所謂的氨氧化反應(yīng)技術(shù)）。
[0004] 羥銨鹽的重要用途是從酮或醛制備肟，特別是由環(huán)己酮制備環(huán)己酮肟。就該肟的 制備而言，循環(huán)法是公知的，其中含水的酸性緩沖反應(yīng)介質(zhì)通過羥銨鹽合成區(qū)和肟合成區(qū) 保持循環(huán)。反應(yīng)介質(zhì)被例如磷酸和/或硫酸和這些酸衍生出的緩沖鹽，例如堿性鹽和/或 銨鹽酸性緩沖。在羥銨鹽合成區(qū)，用氫氣將循環(huán)的含水無機(jī)液體中的硝酸根離子或氮氧化 合物轉(zhuǎn)變成羥胺。
[0005] 輸入新鮮氫氣到羥銨鹽合成區(qū)，并從系統(tǒng)中定期凈化出一定量的氣體以維持恒定 的氫氣分壓。凈化氣體包括新鮮氫氣中的惰性氣體成分和生成的氣態(tài)副產(chǎn)物氮?dú)猓╪2)以 及一氧化二氮（N20)。
[0006] 羥胺與游離的緩沖酸反應(yīng)形成相應(yīng)的羥銨鹽，隨后將該羥銨鹽輸入肟合成區(qū)，在 那里它與酮反應(yīng)生成相應(yīng)的肟，同時(shí)釋放酸。從反應(yīng)介質(zhì)中分離出肟之后，將反應(yīng)介質(zhì)循環(huán) 到羥銨鹽合成區(qū)并向反應(yīng)介質(zhì)中加入新鮮的硝酸根離子或氮氧化合物。
[0007] 在用磷酸和硝酸鹽溶液合成羥銨鹽的情況下，上述化學(xué)反應(yīng)表示如下：
[0008] 反應(yīng)1)在羥銨鹽合成段制備羥銨：
[0009] 2H3P04+N03>3H2-NH30H++2H2P(V+2H20
[0010] 反應(yīng)2)在肟合成區(qū)制備肟：
[0011]
[0012] 反應(yīng)3)以HN03的形式補(bǔ)充新的硝酸根離子：
[0013] H3P04+H2P(V+HN03+3H20 - 2H3P04+N03>3H20
[0014] 第一個(gè)反應(yīng)是非均相催化的。優(yōu)選地，催化劑以均勻分散的固體的形式作為液體 反應(yīng)混合物中的分散相存在。
[0015] 在羥銨鹽溶液中，第一步的反應(yīng)混合物是含固體催化劑顆粒懸浮體的含水無機(jī)工 藝液體（IPL)。
[0016] 由反應(yīng)過程可知，無機(jī)工藝液體可含有中間物質(zhì)，例如羥胺或者氨，其也可被質(zhì)子 化為例如羥銨或者銨。也就是說，根據(jù)本發(fā)明羥胺和羥銨都可以理解為羥胺和/或羥銨，同 時(shí)氨和銨可以理解為氨和/或銨。
[0017] 在將該含水無機(jī)工藝液體（IPL)輸入到肟合成區(qū)（反應(yīng)2)之前，優(yōu)選地是從該含 水無機(jī)工藝液體中分離出固體催化劑顆粒。過濾后，該含水無機(jī)工藝液體是羥銨鹽溶液濾 液。
[0018] 這樣的過程包括DSM的HP〇K過程（參考例如H.J.Damme，J.T.vanGoolenand A.H.deRooij,Cyclohexanoneoximemadewithoutby-product(NH4)2S04,July10， 1972，ChemicalEngineering；pp54/55 或Ullmann'sEncyclopediaofIndustrial Chemistry(2005)的Caprolactam章節(jié)的 6/7 頁）。
[0019] 雖然幾十年來羥銨的制備是公知的并且改善已知的制備方法也已被研宄多年，但 是現(xiàn)行的具有持續(xù)性的工業(yè)方法仍然存在不足。
[0020] US3940442公開了一種制備環(huán)己酮肟的方法，其中富含來自羥胺合成區(qū)的羥胺的 溶液和環(huán)己酮一同加入到該環(huán)己酮肟合成區(qū)，其中羥胺和環(huán)己酮相互反應(yīng)生成環(huán)己酮肟， 從該溶液中將環(huán)己酮肟和未反應(yīng)的環(huán)己酮分離，回收該溶液到所述羥胺合成區(qū)。然后，將從 環(huán)己酮肟合成區(qū)回收到羥胺合成區(qū)的溶液汽提足夠長時(shí)間，以使在去除環(huán)己酮肟合成區(qū)內(nèi) 產(chǎn)生的環(huán)己酮肟后存在于溶液中的環(huán)己酮和環(huán)己酮肟的殘留量大幅減低到0. 02%重量以 下。將該溶液從環(huán)己酮肟合成區(qū)回收到到羥胺合成區(qū)，汽提該回收溶液后向汽提的溶液添 加硝酸根離子可防止鈀催化劑中毒。
[0021] US7309801公開了制備環(huán)己酮肟的方法，所述方法包括使含有磷酸鹽的水性介質(zhì) 從羥銨合成區(qū)進(jìn)入環(huán)己酮肟合成區(qū)，從該水性介質(zhì)中萃取環(huán)己酮和環(huán)己酮肟后，將水性介 質(zhì)從環(huán)己酮肟合成區(qū)輸送到汽提區(qū)，再從汽提區(qū)返回到羥銨合成區(qū)，并且將水蒸汽汽提在 汽提區(qū)的水性介質(zhì)；并且從該汽提區(qū)卸出蒸汽流；冷凝蒸汽流獲得冷凝的水性流體；以及 用該冷凝的水性流體清洗有機(jī)產(chǎn)物。
[0022] US7408081公開了一種制備環(huán)己酮肟的方法，包括將含磷酸根的水性介質(zhì)從羥銨 合成區(qū)送到環(huán)己酮肟合成區(qū)，從環(huán)己酮肟合成區(qū)送到汽提區(qū)和從汽提區(qū)返回到羥銨合成 區(qū)。在上述汽提區(qū)中，用蒸汽汽提水性介質(zhì)；其中在壓力高于0.llMPa的條件下進(jìn)行所述汽 提。從汽提區(qū)排出產(chǎn)生的蒸汽流同時(shí)將蒸汽流的熱量交換給工藝液體。將水性介質(zhì)和任何 合適的溶劑接觸進(jìn)行所述萃取。
[0023] 由US7408081的方法可知含有磷酸鹽蒸汽的水性介質(zhì)在離開環(huán)己酮肟合成區(qū)后 和用有機(jī)溶劑從所述水性介質(zhì)萃取環(huán)己酮和環(huán)己酮肟后含有顯著量的有機(jī)溶劑。該有機(jī)溶 劑不僅以溶解的形式存在還能夾帶在均勻分散的有機(jī)液滴中。雖然US7408081中清楚顯示 出了在進(jìn)入汽提區(qū)前，用于去除環(huán)己酮和環(huán)己酮肟的有機(jī)溶劑已被從水性介質(zhì)中去除，但 是US7408081中并未說明如何操作。
[0024] 鑒于全部分離設(shè)備需要很高的投入并且整個(gè)過程中額外能量的消耗使可變成本 較高，現(xiàn)有技術(shù)的方法仍不是十分經(jīng)濟(jì)。
[0025] 而且，本發(fā)明的一個(gè)目的是，與在相同的生產(chǎn)設(shè)備中實(shí)施的傳統(tǒng)方法相比，提供一 種改進(jìn)的方法的同時(shí)能維持一定的羥銨生產(chǎn)率。相對于在相同的生產(chǎn)設(shè)備中實(shí)施的傳統(tǒng)方 法，該方法將是一個(gè)更環(huán)保并且更節(jié)約的方法。
[0026] 發(fā)明人驚訝地發(fā)現(xiàn)，將去除水性介質(zhì)中的溶劑和去除水性介質(zhì)中的環(huán)己酮和環(huán)己 酮肟結(jié)合在一個(gè)單獨(dú)的汽提區(qū)可減低成本，因?yàn)楸景l(fā)明的方法需要較少的設(shè)備和較少的能 量。特點(diǎn)是本發(fā)明無需一個(gè)單獨(dú)的液-液相分離區(qū)或者無需一個(gè)有機(jī)溶劑汽提區(qū)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0027] 因此，本發(fā)明提供了一種制備環(huán)己酮肟的連續(xù)方法，包括以下步驟：
[0028] I)在羥銨合成區(qū)用氫氣催化還原硝酸鹽或氮氧化物制備含水羥銨溶液；
[0029] II)在環(huán)己酮肟合成區(qū)中將步驟I)的羥銨與環(huán)己酮反應(yīng)制備環(huán)己酮肟，從而產(chǎn)生 一個(gè)含水相和第一有機(jī)相；
[0030] III)將步驟II)產(chǎn)生的含有水、鹽，有機(jī)溶劑、環(huán)己酮肟和環(huán)己酮的含水相輸入到 萃取區(qū)；
[0031] IV)在萃取區(qū)用有機(jī)溶劑萃取環(huán)己酮肟和環(huán)己酮產(chǎn)生萃取過的含水相和第二有機(jī) 相；
[0032] V)將至少部分的步驟IV)產(chǎn)生的第二有機(jī)相輸回到步驟II)的環(huán)己酮肟合成區(qū)；
[0033]VI)將步驟IV)產(chǎn)生的萃取過的含水相輸入到水汽提區(qū)；
[0034]VII)在水汽提區(qū)中將存在于萃取過的含水相的水蒸發(fā)至少5%重量從而產(chǎn)生一 個(gè)汽提含水相和一個(gè)含水蒸汽流注；
[0035] VIII)將步驟VII)產(chǎn)生的含水蒸汽流注輸入到熱交換器中；
[0036] IX)在熱交換器內(nèi)將含水蒸汽流注的熱量轉(zhuǎn)換到進(jìn)程內(nèi)液體中，從而加熱進(jìn)程內(nèi) 液體；
[0037]