對已內酰胺二步重排的研究

摘要

已內酰胺生產是一個相當復雜的工藝過程，環已酮肟的重排反應是已內酰胺生產中一個重要的過程，環已酮肟和發煙硫酸反應生成已內酰胺硫酸酯即貝克曼分子重排是已內酰胺生產中的一個重要環節，其反應劇烈，副反應多，對已內酰胺生產的產品質量和消耗有很大影響。

本文對已內酰胺重排反應的影響因素進行了重點分析，在原有一步重排方案的基礎上，制定了二步重排的試驗方案，并對影響重排反應的各種因素進行了定量的分析。將實驗結果應用于實際生產，此改造已通過了有關部門的考核驗收。通過對一步重排和二步重排的實際運行效果的統計對比和對相關文獻的檢索，表明該項目填補了國內的空白。

關鍵詞：已內酰胺，貝克曼重排，混合器，摩爾比，停留時間

Abstract

Caprolactam process is very complicated, Cyclohexanone oxime rearrangement reaction is the key process in Caprolactam production , Cyclohexanone oxime and oleum are reacted to produce Caprolactam, i.e. Beckmann rearrangement is the key step in the process. The reaction is very intensive and produces many by-products, which will impact a lot on the final product quality and production consumption. 

The thesis focuses on the rearrangement impact factors analysis. Two stage rearrangement test scheme was worked out and executed on the basis of the original one stage rearrangement test scheme which was provided by DSM. The impact factors were measurable after the test. which provides conditions to apply the research result. The project has passed the examination. The statistics with respect to one stage and two stages rearrangement have been done. This process development will be the first time in China based on the literature searches.

Keywords: Caprolactam, Beckmann rearrangement, mixer, mol ratio, residence time

目錄

摘要I

AbstractII

第1章  緒論1

1.1  產品介紹1

1.2  主要原料及產品的物性數據1

1.2.1  原料規格1

1.2.2  產品物性2

1.3  生產原理3

1.3.1  硫酸羥胺法(HSO法)4

1.3.2  磷酸羥胺法(HPO法)4

1.3.3  氧化氮還原法(NO法)5

1.4  已內酰胺新工藝的開發5

1.4.1  丁二烯法5

1.4.2  環已烯法5

1.4.3  環已酮和氨直接生成環已酮肟工藝6

1.5  已內酰胺生產技術的改進6

1.5.1  環已烷無催化氧化6

1.5.2  增加內循環6

1.5.3  多步重排轉位6

1.6  國內典型生產工藝過程6

1.6.1  苯加氫生產環已烷7

1.6.2  環已烷氧化為環已酮7

1.6.3  環已酮與羥胺逆流肟化生產環已酮肟7

1.6.4  環已酮肟Beckmann重排為已內酰胺（重排混合物）8

1.6.5  萃取和精制，制得合格的成品已內酰胺8

1.7  存在的問題及選題依據8

第2章  已內酰胺重排化學原理及工藝介紹10

2.1  化學原理10

2.2  工藝簡介(一步重排)10

2.3  已內酰胺重排反應影響因素分析11

2.3.1  混合狀況11

2.3.2  溫度11

2.3.3  煙酸與已內酰胺的摩爾比11

2.3.4  轉位產物中游離SO3含量11

2.3.5  肟中酮含量12

2.3.6  煙酸質量12

2.3.7  反應停留時間12

第3章  已內酰胺二步重排反應的研究與開發13

3.1  二步重排試驗方案13

3.1.1  環已酮肟轉位模擬試驗13

3.1.2  研究原料質量及工藝條件對轉位反應的影響14

3.1.3  二步重排新工藝的研究開發試驗15

3.2  二步重排試驗結果16

3.2.1  摩爾比（mol比）和反應溫度對重排反應的影響：16

3.2.2  SO3含量對重排反應收率的影響17

3.2.3  SO3含量對重排反應質量的影響18

3.2.4  停留時間對重排脂質量的影響19

3.2.5  肟質量對重排反應的影響20

3.2.6  其他副產物對重排反應的影響21

3.3  二步重排新工藝的開發21

3.4  混合器的改變對重排反應的影響22

第4章  重排效益比較23

第5章  結論25

參考文獻26

致謝27