Способ получения капролактама

ОПИСАНИЕ РЕСПУБИКА БЕПАРУСЬ (195 ВУ (щ 1628 изведавт(71) Заявитель Гродненское ордена Дружбы народов производственное объединешге Азот им. С.0. Притьшкого (В)(73) Паюнюобладагеить Гродненское ордена Дружбы народов производственное объединение1. Способ получения капролактама, включающий получение цшспогексаноноксима путем оксщшрования циклогексанона в присутствии гидроксилщшнсульфата, полученного катюштичестшм восстановлениемокиси азота, и аммиака в реакторе первой ступени оксиштрования,разделение реакционной смеси на органический слой и водньп 71 слой, содержащий смесь циклогексанона и Циклогексаноноксима, отделение из водного слоя оргаъшческой составляющей и возвращение ее в реактор первой ступени оксимирования, направление органического слоя в реактор второй ступени оксимгарования, перегруппировку полученного в реакторе второй ступени оксимирования цшшогексаноноксима в капролактам с последующей нейтрализацией,экеграшхией и ионообменной очисткой, отличающийся тем, что перед отделением из водного слоя органической составляющей содержащийся в нем циклогексаноноксим подвергают гидролизу с образованием циклогексанона.2. Способ по 11.1, отличающийся тем, что Шслотносгь водного слоя поддерживают при значении рН не более 3,5.( орас-спор сульфат ддпцицп пи ниВУ 1628 С 1 Изобретение относится к процессам химической технологии и может быть использовано в химической промышленности в производстве капролактама.За прототип изобретения выбран способ получения капролактама, включающий получение циклогексаноноксима путем оксимирования циклогексанона в присутствии гидроксиламинСУЛЬФЗТН, полученного каталитическим восстановлением окиси азота и аммиака в реакторе первой ступени оксимирования, разделение реакционной смеси на органический и водный слой, содержащий смесь циклогексанона и циклогексаноноксима, отделение из водного слоя ОРГЗНИЧБСКОИ составляющей И возвращение СЕ В реактор ПЕРВОЙ СТУПЕНИ ОКСИМИРОВЗЪПШ, Направлением органического слоя в реактор второй ступени оксимирования, перегруппировку полученного в реакторе второй ступени оксимирования циклогексаноноксима в капролактам с последующей нейтрализацией, экстракцией и ионообменной очисткой 1.Недостатками известного способа являются высокие капитальные и эксплуатационные затраты, а также незначительный срок службы ионообменной очистки из-за высокого содержащая примесей в капролактама. Высокие капитальные и эксплуатационные затраты обусловлены наличием в способе экстрактора вибрационного типа и направлены на обеспечение его работоспособности. При экстракции используют свежий циклогексанон, который экстрагирует циклогексаноноксим из водного слоя расслоившейся реакционной смеси после первой ступени оксимирования. При этом происходит экстракция из водного слоя примесей, которые возвращаются вместе с полезными компонентами (циклогексанон и Циклогексаноноксим) в реактор первой ступени оксимирования и Далее по всем технологическим стадиям производства капролактама, что снижает качество готового продукта и обуславливает невысокий срок службы ионообменной очистки, что также повъшъает эксшгуатащехош-ьте затраты в известном способе.Изобретение направлено на решение следующих задач повышение экономичности процесса и качества капролактама, а также увешгчение срока службы ионообменной очистки.Сущность изобретения заключается в том, что в известном способе получения капролактама, включающем получение циклогексаноноксима путем оксимирования циклогексанона в присутствии гидроксиламинсульфата, полученного каталитическим восстановлением окиси азота и аммиака в реакторе первой ступени оксимирования, разделение реакционной смеси на органический и водный слой, содержащий смесь циклогексанона и циклотексаноноксима,отделение из водного слоя органической составляющей и возвращение ее в реактор первой ступени оксимирования, направлением органического слоя в реактор второй ступени оксимирования, перегруппировку полученного в реакторе второй ступени оксидирования циклогексаноноксима в капролактам с последующей нейтрализацией, экстракцией и ионообменной очисткой, перед стделеъшем из водного слоя оргаштческой составляющей содержащийся в нем циклогексаноноксим подвергают грщролиэу с образованием циклогексанона. Кислотность поддерживают при значении рН не более 3,5.Наличие существенных отдпигчий обеспечивает более высокое качество капролактама. Основной характеристикой качества продукта является перманганатный индекс (ПИ), показываюишй наличие окисляемых примесей в капролактаме. В прототипе величина ПИ составляет(25-З,5), в изобретении - (1,2-1,8). Уменьшение содержания примесей обеспечивает увеличе ние времени работы ионообменной очистки без регенерации в прототипе это время составля ет (3-4) суток, в изобретении (8-10) суток, т.е. более, чем в (2-3) раза.Сущность способа поясняется чертежами. На фиг. 1 показана схема с одноступенчатой гидролизацией циклогексаноноксима на фиг. 2 - с двухступенчатой гидролизацией. Схемы,реализующие процесс, включают аппараты первой ступени оксимирования - реактор первой ступени оксимирования 1, ректификационную колонну 2, сепаратор 3, подогреватель 4, смеситель-гидролизер 5, тшпятштьник 6, воздушный конденсатор 7, разделитель 8, барботер 9, а также стадии получения капролактама (показаны блоками) - вторая ступень оксимирования 10, перегруппировка и нейтрализация 11, экстракция 12 и Ионообменная очистка 13. Примеры реализации способа.Пример 1. Схема с одноступенчатой гидролизапией циклогексаноноксима. Данную схему целесообразно использовать при кислотности водного слоя на уровне рН 2,5.В реактор 1 поступают свежий циклогексанон в количестве 5750 кг/ч (циклогексанон 5744 кг/ч и Циклогексанол - 6 кг/ч), аммик - 308 кг/ч, гидроксиламинсульфат - 18 м 3/ч(содержание ГИАМа - 112 г/л), продукты отгонки органики из разделителя 8 - циклогексанон- 233 КГ Ч И Вода - 2320 кг/ч. Реакционная смесь из реактора 1 направляется в сепаратор 3 и имеет состав циклогексанона - 4133 кг/ч, циклогексаноноксима - 2104 ш/ч, сульфата аммония- 7618 кг/ч, воды 22246 кг/ч, примесей - 53 кг/ч. При этом кислотность в реакционной смеси составляет значение рН 2,2. (При необходимости регулирование рН производят изменением количества подаваемого аммика в реактор первой ступени оксимирования). В сепараторе 3 происходит гравитационное расслаивание реакционной смеси на органический и водный слои. Водный слой имеет состав - циклогексанона - 160 кг/ч, Циклогексаноноксима - 85 кг/ч, сульфата аммония - 7618 кг/ч, воды 21856 кг/ч, примесей - 18 таз/ч. Водный слой после сепаратора3 проходит через подогреватель 4, где теплом глухого пара водный лой подогревается до температуры 95 С. Далее водный слой поступает в смеситель- гидролизер 5, который выполнен в виде струйного аппарата (эжектора), куда также подается острый водяной пар в количестве 1200 кг/ч с температурой 126 С. Подвод тепла в условиях избытка воды и в среде рН 35 овес,почивает протекание в водном слое обратной реакции образования циклогексаноноксима, т.е. его разложение на циклогексанон и гидроксиламинсульфат. Гидродинамическими условиями,обеспечивающими процесс гидролиза циклогексаноноксима, является достижение высокоразвитой поверхности фазового контакта и достаточного времени пребывания в условиях интенСИВНОГО КОНТЕКСТЕ ЖИДКОСТИ С ПЕРОМ. ПОСЛЕ ГИДРОЛИЗЗ В ВОДНОМ СЛОВ ПОВЫЩЗСТСЯ содержание циклогексанона и двухфазный поток направляется в ректификационную колонну 2, имея на входе состав в хсидкой фазе циклогексанона - 213 кг/ч, сульфата аммония - 7618 кг/ч, воды 21856 кг/ч, примесей 18 кг/ч. В паровой фазе содержатся пары воды, циклогексанона, а также инеры (азот), образующиеся при распаде гидроксиаминсульфата. В ректификационной колонне 2 происходит отгонка паров циклогексанона и воды в виде азеотропа, которые выводятся сверху колонны 2, кондснсируюггся в воздушном холодильнике 7, накапливаются в разделителе 8 и возвращаются в реактор 1, имея состав циклогексанона - 213 кг/ч и воды 2320 кг/ч. Инерты выводятся из процесса в верхней зоне разделителя 8 в количестве 38 тсг/ч. Из куба ректификационной колонны 2 выводится поток с составом сульфата аммония - 7618 кг/ч,воды - 19197 кг/ч и примесей - 18 кг/ч, который далее поступает на выпарку сульфата аммония. Паровой поток в ректификационной копоти-хе 2 создается за счет подачи глухого пара в кипятильник б.Органический слой из сепаратора 3 имеет состав циклогексанона - 3973 кг/ч, циклогексаноноксима - 2019 кг/ч, воды 381 кг/ч, примесей - 31 кг/ч и поступает на вторую ступень оксимирования 10. На выходе поток имеет состав циклогексанона - 10 кг/ч, циклогексаноноксима 6500 кг/ч, воды 331 кг/ч, примесей - 37 кг/ч и поступает на стадию перегруппировки и нейтрализации 11. На выходе поток имеет состав лактама - 6314 кг/ч, сульфата аммония 88 кг/ч, воды 2408 кт/ч, примесей - 78 кг/ч и поступает на стадию экстракции 12. На выходе поток имеет состав лактама - 6669 кг/ч, воды 14491 кг/ч, примесей - 22 кг/ч и поступает на стадию ионообменной очистки 13. (Для, ионообменной очистки используются смолы типа АВ 17 и КУ 2-8). На выходе поток имеет состав лакгама - 6664 кг/ч, воды 14490 кг/ч,примесей - 12 кг/ч. Величина перманганатного индекса (ПИ), показывающая наличие окислительных примесей в капролактама и являющегося показателем качества капролактама, изменяется во времени и составляет за время работы ионообменной очистки 12-18. Время работы ионообменной очистки без регенерации составляет (8-10) суток, Пример 2. Схема с многоступенчатой гидролизацией циклогексаноноксима.Данную СХЭМУ ЦСЛССООБрЗЗНО ИСПОЛЬЗОВНТЪ при КИСЛОТНОСТИ СМЕСИ В Диапазоне 25 рН 35 В этом диапазоне значений рН получить полное разложение циклогексаноноксима из водного слоя в одну ступень затруднительно. Поэтому данный вариант предусматривает дополнительно ввод острого пара в кубовую часть ректификационной колонны 2 через барботер 9 в количестве 600 кг/ч. аТ Е.. . парии пупа-ь активирования Фиг. 2 Составитель А.Ф.Фильченкова Редактор В.Н. Позняк Корректоры А.М. Бычко, С.А. Тикач Заказ 5433 Тираж 20 экз. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.