本發(fā)明屬于化工技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種己內(nèi)酰胺加氫精制裝置，更具體的說是一種固定床加氫精制己內(nèi)酰胺裝置。

背景技術(shù)：

己內(nèi)酰胺是尼龍-6合成纖維和尼龍-6工程塑料的中間體，與滌綸、晴綸在我國并稱為三大合成纖維，在工業(yè)、民用、軍事等方面得到了廣泛的應(yīng)用。

己內(nèi)酰胺生產(chǎn)工藝流程長、生產(chǎn)技術(shù)較復(fù)雜，所用原料有苯、苯酚和甲苯等；目前，工業(yè)化生產(chǎn)工藝路線主要有兩類：第一類路線是以環(huán)己酮為中間產(chǎn)物，再合成為環(huán)己酮肟，環(huán)己酮肟然后經(jīng)Bechmann重排合成粗己內(nèi)酰胺，這是迄今最重要的制造方法，占己內(nèi)酰胺總產(chǎn)能的90%以上；主要生產(chǎn)方法包括拉西法（Rasching）、硫酸羥胺（HSO）法、一氧化氮還原法（NO）、羥胺法（HPO）及胺肟化法（HAO）；第二類路線避開環(huán)己酮的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，涉及其他中間體或其他工藝步驟，如采用甲苯路線工藝、環(huán)己烷光亞硝化技術(shù)等。

因原材料與工藝路線的不同，粗己內(nèi)酰胺所含雜質(zhì)的種類和量也有差別，除含有己內(nèi)酰胺外，還含有大量水、少量硫酸銨以及其他的有機(jī)與無機(jī)雜質(zhì)，其中常見的有機(jī)雜質(zhì)有揮發(fā)性堿、鹽類、苯胺、醋酸銨、苯酚、烷基胺類、硝基苯、異晴基苯、環(huán)己酮、環(huán)己酮肟、氨基己酸及其他酰胺類雜質(zhì)。

以上雜質(zhì)，大部分能通過萃取、汽提、離子交換、蒸發(fā)、精餾方法而脫除；但其中一些化學(xué)性質(zhì)與己內(nèi)酰胺相似、沸點與己內(nèi)酰胺相近的雜質(zhì)，如胺類、酰胺類、羧酸及酯、苯酚等，能參與尼龍-6單體的聚合反應(yīng), 與分子鏈中的酰胺基、羧基或胺基和羰基結(jié)合, 封閉端基, 終止鏈增長，但很難通過上述方法脫除。

目前，除去此類雜質(zhì)的方法有兩種：一種是用高錳酸鉀氧化法，即將一定量的高錳酸鉀加入粗己內(nèi)酰胺中進(jìn)行氧化處理，己內(nèi)酰胺水溶液依次脫水，脫除低沸物和高沸物后，加入燒堿，再送入成品精制塔，獲得己內(nèi)酰胺成品溶液，但是此法很難控制；另一種是加氫精制法，即用氫氣將含有微量不飽和雜質(zhì)的含水己內(nèi)酞胺進(jìn)行加氫精制，再通過蒸餾的方法將其分離。

加氫精制己內(nèi)酰胺是生產(chǎn)己內(nèi)酰胺的重要步驟之一，工業(yè)上己內(nèi)酰胺加氫精制的方法有以下幾種：

(1)連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器，所用的催化劑為骨架鎳（又名雷尼鎳，英文名Raney Ni）催化劑，反應(yīng)后的物料與催化劑一起分離過濾，該法存在工藝復(fù)雜與分離困難，且催化劑利用率低、消耗量大，設(shè)備費用高；

(2)磁穩(wěn)定床工藝，CN1272491A公開的方法是己內(nèi)酰胺水溶液在含鎳的加氫催化劑存在下與氫氣接觸進(jìn)行加氫反應(yīng)，反應(yīng)是以氣—液—固三相在磁穩(wěn)定床中進(jìn)行的；CN1331074A公開的方法是己內(nèi)酰胺水溶液與氫氣先在混合器中混合，然后再使含溶解氫的己內(nèi)酰胺水溶液與含鎳加氫催化劑接觸進(jìn)行加氫精制，反應(yīng)是以液-固兩相在磁穩(wěn)定床中進(jìn)行；CN1552698A公開的方法是己內(nèi)酰胺水溶液與氫氣先在攪拌釜反應(yīng)器中先與催化劑進(jìn)行氣—液—固三相反應(yīng)，并使氫氣溶解在己內(nèi)酰胺水溶液中，然后己內(nèi)酰胺水溶液再和催化劑一起進(jìn)入磁穩(wěn)定床中進(jìn)行液-固反應(yīng)；該方法是目前較為先進(jìn)的方法。

上述兩種加氫工藝采用的反應(yīng)器型式為漿態(tài)反應(yīng)器，存在催化劑易流失、均需回收與再利用催化劑和操作復(fù)雜的缺點。

EP411455A公開的方法是：采用氣—液—固三相固定床工藝體系，在催化劑存在下，己內(nèi)酰胺水溶液與氫氣一起從底部向上通過裝有催化劑的固定床；EP635487A公開的方法是：氫氣與己內(nèi)酰胺水溶液先在攪拌釜反應(yīng)器接觸而溶解，然后再將含有溶解氫的己內(nèi)酰胺水溶液在固定床中進(jìn)行液—固加氫反應(yīng)，該加氫工藝流程簡單，但是傳質(zhì)效果差，從而加氫反應(yīng)進(jìn)行不徹底。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，開發(fā)一種固定床加氫精制己內(nèi)酰胺的裝置。

本實用新型的技術(shù)方案是：一種固定床加氫精制己內(nèi)酰胺裝置，主要由進(jìn)料加熱器、混合器、固定床加氫反應(yīng)器、出料緩沖罐、加氫出料泵組成，其特征在于：含雜質(zhì)的粗己內(nèi)酰胺水溶液通過管道進(jìn)入進(jìn)料加熱器、進(jìn)料加熱器與管道混合器進(jìn)口相連，管道混合器出口與加氫溶解攪拌釜相連、加氫溶解攪拌釜與固定床加氫反應(yīng)器相連，固定床加氫反應(yīng)器與出料緩沖罐相連，出料緩沖罐與加氫出料泵連接，所述的各設(shè)備之間的連接是通過管道連接。

所述的混合器是管道混合器、加氫溶解攪拌釜或塔式混合器。

所述的混合器由管道混合器、加氫溶解攪拌釜組成。

所述的管道混合器具有粗己內(nèi)酰胺水溶液和氫氣進(jìn)口。

所述的加氫溶解攪拌釜還有氫氣進(jìn)料管、放空管、安全閥以及相應(yīng)的儀表設(shè)施。

原料氫氣可以分別進(jìn)入管道混合器和加氫溶解攪拌釜。

所述的固定床加氫反應(yīng)器頂部設(shè)置液體分布器；在反應(yīng)器頂部設(shè)有氫氣進(jìn)料管，反應(yīng)段下部設(shè)有尾氫排放管，底部為物料出口管。

所述的加氫溶解攪拌器物料通過壓力自流到固定床加氫反應(yīng)器。

所述的固定床加氫反應(yīng)器頂部設(shè)置液體分布器；在反應(yīng)器頂部設(shè)有氫氣排放管，反應(yīng)段下部設(shè)有氫氣進(jìn)料管，底部為物料出口管。

所述的固定床加氫反應(yīng)器可以是兩臺并聯(lián)順流或逆流連接。

所述的固定床加氫反應(yīng)器可以是兩串聯(lián)順流連接。

固定床加氫精制己內(nèi)酰胺裝置在己內(nèi)酰胺精制中的應(yīng)用：

含雜質(zhì)的粗己內(nèi)酰胺水溶液經(jīng)進(jìn)料加熱器加熱后與第一股氫氣在管道混合器混合后，進(jìn)入加氫攪拌釜中混合，使氫在己內(nèi)酰胺水溶液中的飽和程度達(dá)到30~100%；然后在一種負(fù)載型鎳或者鈀固定床加氫催化劑任一種存在下，將含溶解氫的粗己內(nèi)酰胺水溶液與第二股氫氣在固定床反應(yīng)器中進(jìn)行充分的氣-液-固加氫反應(yīng)；粗己內(nèi)酰胺水溶液質(zhì)量濃度為10%~95%；加氫反應(yīng)溫度范圍為40~150℃，壓力為0.1~3.0MPa，己內(nèi)酰胺溶液的空速為1~50h^-1。

所述的粗己內(nèi)酰胺水溶液質(zhì)量濃度為10%~95%，優(yōu)選為10%~40%。

所述的第一股氫氣與己內(nèi)酰胺的摩爾比為0.001~50，優(yōu)選為0.1~10，所說的第二股氫氣與己內(nèi)酰胺的摩爾比為0.001~50，優(yōu)選為0.1~10。

所述的加氫催化劑是目前工業(yè)上使用的負(fù)載型鎳或者鈀固定床加氫催化劑中任一種，粒徑均為0.05~100mm，優(yōu)選0.5~10mm。

所述的方法中，反應(yīng)溫度為40~150℃，優(yōu)選70~120℃，反應(yīng)壓力為0.1~3.0 MPa，優(yōu)選0.5~1.0 MPa，空速為1~50h^-1，優(yōu)選2~10h^-1。

本實用新型在應(yīng)用中對所用的固定床反應(yīng)器的形狀沒有特別的限制，優(yōu)選為滴流床反應(yīng)器；固定床的使用方式無特別限制，可以并聯(lián)也可以串聯(lián)，可以單臺使用也可以一開一備，并且氣液流向無特別要求，可以氣液并流向下、向上或者液體向下，氣相逆流向上，優(yōu)選氣液并流向下。該方法在保證加氫效果的能力下，流程連續(xù)且更簡便，操作更方便，催化劑消耗更低。

附圖說明

圖1：兩臺固定床并聯(lián)順流工藝裝置；

圖2：兩臺固定床并聯(lián)逆流工藝裝置；

圖3：兩臺固定床串聯(lián)順流工藝裝置；

圖4：單臺固定床順流工藝裝置；

圖5：塔式混合器固定床工藝裝置。

圖中：1-第一股氫氣管道；2-粗己內(nèi)酰胺水溶液管道；3-初步混合氫氣粗己內(nèi)酰胺水溶液管道；4-溶氫后粗己內(nèi)酰胺水溶液管道；5-第二股氫氣管道；6-尾氫管道；7-反應(yīng)后的己內(nèi)酰胺水溶液管道；8-緩沖罐出料管道；9-加氫出料泵出料管道；11-進(jìn)料加熱器；12-管道混合器；13-加氫溶解攪拌釜；14-固定床加氫反應(yīng)器；14-1-第一固定床加氫反應(yīng)器；14-2第二固定床加氫反應(yīng)器；15-出料緩沖罐；16-加氫出料泵；17-塔式混合器。

具體實施方式

下面通過實施例對本實用新型具體使用過程中的方法作進(jìn)一步的說明。

實施例1

40噸/小時的含雜質(zhì)的粗己內(nèi)酰胺水溶液（質(zhì)量濃度為30%，PM值為30s）與第一股氫氣流在管道混合器混合后，進(jìn)入加氫溶解攪拌釜充分混合后與第二股氫氣并聯(lián)進(jìn)入反應(yīng)器，氫氣和液體由反應(yīng)器上部流入反應(yīng)器，如圖1；固定床反應(yīng)器頂部設(shè)置液體分布器；壓力為0.9MPa(A)，空速為7h^-1，每股氫氣與己內(nèi)酰胺的摩爾比約為0.9；所用催化劑為鎳基顆粒狀加氫催化劑，粒徑為2.5mm；溶解氫與雜質(zhì)在催化劑表面進(jìn)行充分的傳質(zhì)并反應(yīng)，反應(yīng)后的己內(nèi)酰胺的PM值可以達(dá)1500s以上。

實施例2

40噸/小時的含雜質(zhì)的粗己內(nèi)酰胺水溶液（質(zhì)量濃度為30%，PM值為30s）與第一股氫氣流在管道混合器混合后，進(jìn)入加氫溶解攪拌釜充分混合后與第二股氫氣并聯(lián)進(jìn)入反應(yīng)器；液體由反應(yīng)器上部流入反應(yīng)器，第二股氫氣由下部進(jìn)入反應(yīng)器，如圖2；固定床反應(yīng)器頂部設(shè)置液體分布器；壓力為0.8MPa，空速為5h^-1，每股氫氣與己內(nèi)酰胺的摩爾比約為0.7；所用催化劑為鎳基顆粒催化劑；氫氣在催化劑作用下與雜質(zhì)進(jìn)行充分的傳質(zhì)并反應(yīng)，反應(yīng)后的己內(nèi)酰胺水溶液自反應(yīng)器底部流出，反應(yīng)后的己內(nèi)酰胺溶液的PM值可以達(dá)1500s以上。

實施例3

40噸/小時的含雜質(zhì)的粗己內(nèi)酰胺水溶液（質(zhì)量濃度為30%，PM值為30s）與第一股氫氣流在管道混合器混合后，進(jìn)入加氫溶解攪拌釜充分混合后進(jìn)入第一反應(yīng)器；第二股氫氣并流進(jìn)入反應(yīng)器，從第一反應(yīng)釜出來的料液再與氫氣并流進(jìn)入第二反應(yīng)釜，如圖3；固定床反應(yīng)器頂部設(shè)置液體分布器；壓力為0.8MPa，空速為6h^-1，每股氫氣與原料的摩爾比約為0.86；所用催化劑為鎳基顆粒催化劑；氫氣在催化劑作用下與雜質(zhì)進(jìn)行充分的傳質(zhì)并反應(yīng)，反應(yīng)后的己內(nèi)酰胺水溶液自反應(yīng)器底部流出，反應(yīng)后的己內(nèi)酰胺溶液的PM值可以達(dá)1500s以上。

實施例4

40噸/小時的含雜質(zhì)的粗己內(nèi)酰胺水溶液（質(zhì)量濃度為30%，PM值為30s）與第一股氫氣流在管道混合器混合后，進(jìn)入加氫溶解攪拌釜充分混合后與第二股氫氣并流進(jìn)入反應(yīng)器，如圖4；固定床反應(yīng)器頂部設(shè)置液體分布器；壓力為1.0MPa，空速為5h^-1，每股氫氣與原料的摩爾比約為0.9；所用催化劑為鎳基顆粒催化劑；氫氣在催化劑作用下與雜質(zhì)進(jìn)行充分的傳質(zhì)并反應(yīng)，反應(yīng)后的己內(nèi)酰胺水溶液自反應(yīng)器底部流出，反應(yīng)后的己內(nèi)酰胺溶液的PM值可以達(dá)1500s以上。

實施例5

40噸/小時的含雜質(zhì)的粗己內(nèi)酰胺水溶液（質(zhì)量濃度為30%，PM值為30s）進(jìn)入塔式混合器上部，在塔內(nèi)與下部進(jìn)入的氫氣混合，如圖5；混合液從塔的底部出料進(jìn)入進(jìn)入反應(yīng)器，塔頂部的排出氫氣也進(jìn)入反應(yīng)器；固定床反應(yīng)器頂部設(shè)置液體分布器；壓力為1.0MPa，空速為5h^-1，氫氣與原料的摩爾比約為0.9；所用催化劑為鎳基顆粒催化劑；氫氣在催化劑作用下與雜質(zhì)進(jìn)行充分的傳質(zhì)并反應(yīng)，反應(yīng)后的己內(nèi)酰胺水溶液自反應(yīng)器底部流出，反應(yīng)后的己內(nèi)酰胺溶液的PM值可以達(dá)1800s以上。

實施例6

40噸/小時的含雜質(zhì)的粗己內(nèi)酰胺水溶液（質(zhì)量濃度為30%，PM值為30s）與第一股氫氣流進(jìn)入加氫溶解攪拌釜充分混合后與第二股氫氣并流進(jìn)入反應(yīng)器；固定床反應(yīng)器頂部設(shè)置液體分布器；壓力為1.0MPa，空速為5h^-1，每股氫氣與原料的摩爾比約為0.9；所用催化劑為鎳基顆粒催化劑；氫氣在催化劑作用下與雜質(zhì)進(jìn)行充分的傳質(zhì)并反應(yīng)，反應(yīng)后的己內(nèi)酰胺水溶液自反應(yīng)器底部流出，反應(yīng)后的己內(nèi)酰胺溶液的PM值可以達(dá)1480s以上。