1.该发明涉及已内酰胺生产领域，尤其是一种高效节能的己内酰胺生产方法。
背景技术：2.己内酰胺，化学式为c6h
11
no，分子量为113.16，是重要的有机化工原料之一，外观为白色粉末或结晶体，有油性手感。主要用途是通过聚合生成聚酰胺切片(通常叫尼龙-6切片，或锦纶-6切片)，可进一步加工成锦纶纤维、工程塑料、塑料薄膜。尼龙-6切片随着质量和指标的不同，有不同的侧重应用领域。
3.cn97196496.3申请了利用6－氨基己腈制备己内酰胺的方法，在高温水存在下以及在有或无催化剂和溶剂存在下环化6－氨基己腈制备己内酰胺的方法，该方法包括：a)从环化反应流出物(“反应流出物
ⅰ”
)中分离出己内酰胺和沸点高于己内酰胺的所有组分(“高沸点物”)，b)在200—350℃下，用磷酸和/或多磷酸处理步骤a)的高沸点物，得到反应流出物ⅱ，和c)从步骤b)的反应流出物ⅱ中分离出所形成的己内酰胺，并从未转化的高沸点物和所用酸中分离出6－氨基己腈。
4.现有工艺中采用中温(50～60℃)负压(绝压10kpa)合成工艺，物料在反应器中停留时间较长，造成反应设备体积过大，占用较多场地。反应过程中需要一直维持负压能耗较高，同时也造成氨与转位酯反应生成热大量浪费。
5.为了强化该反应的传质过程，加快反应速率，同时有效利用反应生成热(尝试将其转化为高品位蒸汽以利用)，需要对原工艺进行改进。
技术实现要素：6.该发明公开了一种高效节能的己内酰胺生产方法，属于已内酰胺生产领域。
7.一种高效节能的己内酰胺生产方法，其特征在于包括以下步骤：
8.步骤1：来自界区外的气氨0-5000kg/h和重排液0-28000kg/h在含硫铵母液的中和反应器1中反应，气氨与重排液中的硫酸按等摩尔比反应，重排液中硫酸的酸度为40-65％，含硫铵母液流量为0-180t/h，设定条件下开始反应，反应时间为0.05-0.5h，反应热被硫铵母液中的水吸收蒸发，0-12.0t/h副产蒸汽送氨肟化工序使用；
9.步骤2：步骤1中的反应液溢流至分离器2，在设定条件下完成粗油与硫铵溶液的分离，上层油相经过酰胺油换热器4冷却至45-65℃后进入酰胺油储槽5，送己内酰胺工序精制，生产己内酰胺产品；
10.步骤3：下层硫铵经热回收换热器7换热后，温度从100-150℃下降至70-90℃，进入负压结晶器8完成结晶；在结晶器中同时进行未送入中和反应器1的重排液和气氨的中和反应，此部分气氨和重排液经结晶器导流筒内环形分布喷嘴进行混合反应，并与步骤3生成的含固硫铵同步结晶；结晶器8顶部的低品质蒸汽经压缩后升温升压，产生0-50kpag、100℃-110℃低压蒸汽供氨肟化。
11.步骤4：经结晶的过饱和硫铵溶液然后进入稠厚器，稠厚器底部晶浆送离心、干燥
单元，生产硫铵产品，稠厚器顶部溢流的母液，循环送入中和反应器；
12.步骤5：副产蒸汽冷凝液与碱按重量比例4.8-5.2:1在微混合器内混合，调节冷凝液ph值，与精馏器排出液换热后，进入精馏器。
13.更优化为，所述进入中和反应器1的气氨与重排液流量占全部气氨与重排液流量的比例为0-1
14.更优化为，所述步骤1中重排液为来自己内酰胺工序，主要组成为：己内酰胺、硫酸、三氧化硫；
15.更优化为，所述步骤1中反应条件：反应温度为100-150℃，反应压力为0.08-0.4mpa，停留时间2-10分钟；
16.更优化为，所述步骤2中粗油与硫铵溶液的分离条件为：温度为100-150℃，压力为0.08-0.4mpa；
17.更优化为，所述步骤3中结晶器操作条件：温度40-80℃、压力5-50kpa、ph：4-6.5，停留时间1-5分钟；
18.更优化为，所述步骤3中结晶器8顶部的低品质蒸汽经压缩后产生0-50kpag、100℃-110℃低压蒸汽；
19.更优化为，所述步骤5中碱含量为30-32％；
20.更优化为，所述步骤5中ph值为12-13；
21.更优化为，所述精馏器中，废水中的氨被低压蒸汽汽提、吸收冷凝成高浓度氨水，氨氮含量降至40mg/l以下的废水经换热后外送。
22.技术效果
23.通过对原有工艺的改进，希望实现硫酸铵盐生产的时空产能提升，降低原工艺的动力消耗，得到一定品位的蒸汽，更有效地节约能耗，降低生产成本，提高生产效率，最终实现对老工艺技术水平的全面提升。
附图说明：
24.图1为本发明工艺流程图。
具体实施方式：
25.下面通过具体实施例与对比例对该发明作进一步说明：
26.对比例(原有工艺)
27.包括以下步骤：
28.步骤1：来自界区外的气氨5150kg/h和重排液28000kg/h在含硫铵母液的结晶器8中反应、结晶，气氨与重排液中的硫酸按等摩尔比反应，重排液中硫酸的酸度为53％，含硫铵母液流量为120t/h，反应温度为55℃，反应压力为0.01mpa，反应时间0.1h，反应热被硫铵母液中的水吸收蒸发，产生10kpa、55℃低品质蒸汽，经循环水冷凝；
29.步骤2：经结晶的过饱和硫铵溶液然后进入稠厚器9，稠厚器底部晶浆送离心、干燥单元，生产硫铵产品；稠厚器顶部溢流的母液，循环送入中和结晶器8。
30.步骤3：副产蒸汽冷凝液与碱按重量比例4.8:1在微混合器内混合，调节冷凝液ph值，与精馏器排出液换热后，进入精馏器。
31.结论：本对比例为标准工况，因结晶器顶部蒸汽品质过低，无法利用，己内酰胺蒸汽单耗达5.3t/t。
32.实施例1
33.一种高效节能的己内酰胺生产方法，其特征在于包括以下步骤：
34.步骤1：来自界区外的气氨2000kg/h和重排液10000kg/h在含硫铵母液的中和反应器1中反应，气氨与重排液中的硫酸按等摩尔比反应，重排液中硫酸的酸度为40％，含硫铵母液流量为80t/h，反应温度为100℃，反应压力为0.08mpa，反应时间0.1h，反应热被硫铵母液中的水吸收蒸发，4t/h副产蒸汽送氨肟化工序使用；
35.步骤2：步骤1中的反应液溢流至分离器2，在105℃、0.09mpa下完成粗油与硫铵溶液的分离，上层油相经过酰胺油换热器4冷却至45℃后进入酰胺油储槽5，送己内酰胺工序精制，生产己内酰胺产品；
36.步骤3：下层硫铵经热回收换热器7换热后，温度从105℃下降至70℃，进入负压结晶器8完成结晶，在结晶器中同时进行未送入中和反应器1的重排液和气氨的中和反应，此部分气氨和重排液经结晶器导流筒内环形分布喷嘴进行混合反应，并与步骤3生成的含固硫铵同步结晶，结晶器操作条件：温度40℃、压力12kpa、ph：5，结晶器8顶部的低品质蒸汽经压缩后升温升压，产生20kpag、100℃低压蒸汽供氨肟化；
37.步骤4：经结晶的过饱和硫铵溶液然后进入稠厚器，稠厚器底部晶浆送离心、干燥单元，生产硫铵产品；稠厚器顶部溢流的母液，循环送入中和反应器。
38.步骤5：副产蒸汽冷凝液与碱按重量比例4.8:1在微混合器内混合，调节冷凝液ph值，与精馏器排出液换热后，进入精馏器。
39.结论：本实施例在同等物耗、同等质量情况下，与对比例相比，可降低蒸汽消耗0.38t/t己内酰胺，即4.75t/h蒸汽。
40.实施例2
41.一种高效节能的己内酰胺生产方法，其特征在于包括以下步骤：
42.步骤1：来自界区外的气氨1950kg/h和重排液13000kg/h在含硫铵母液的中和反应器1中反应，气氨与重排液中的硫酸按等摩尔比反应，重排液中硫酸的酸度为45％，含硫铵母液流量为80t/h，反应温度为105℃，反应压力为0.16mpa，反应时间0.20h，反应热被硫铵母液中的水吸收蒸发，5.0t/h副产蒸汽送氨肟化工序使用；
43.步骤2：步骤1中的反应液溢流至分离器2，在110℃、0.09mpa下完成粗油与硫铵溶液的分离，上层油相经过酰胺油换热器4冷却至50℃后进入酰胺油储槽5，送己内酰胺工序精制，生产己内酰胺产品；
44.步骤3：下层硫铵经热回收换热器7换热后，温度从110℃下降至80℃，进入负压结晶器8完成结晶，在结晶器中同时进行未送入中和反应器1的重排液和气氨的中和反应，此部分气氨和重排液经结晶器导流筒内环形分布喷嘴进行混合反应，并与步骤3生成的含固硫铵同步结晶，结晶器操作条件：温度45℃、压力24kpa、ph：5.5，结晶器8顶部的低品质蒸汽经压缩后升温升压，产生30kpag、100℃低压蒸汽供氨肟化；
45.在结晶器中同时完成部分中和反应，约2000kg/h气氨和13600kg/h重排液经结晶器导流筒内环形分布喷嘴进行混合反应，并与步骤3生成的含固硫铵同步结晶。
46.步骤4：经结晶的过饱和硫铵溶液然后进入稠厚器，稠厚器底部晶浆送离心、干燥
单元，生产硫铵产品；稠厚器顶部溢流的母液，循环送入中和反应器。
47.步骤5：副产蒸汽冷凝液与碱按重量比例4.9:1在微混合器内混合，调节冷凝液ph值，与精馏器排出液换热后，进入精馏器。
48.结论：本实施例在同等物耗、同等质量情况下，与对比例相比，可降低蒸汽消耗0.39t/t己内酰胺，即4.875t/h蒸汽。
49.实施例3
50.一种高效节能的己内酰胺生产方法，其特征在于包括以下步骤：
51.步骤1：来自界区外的气氨2500kg/h和重排液18500kg/h在含硫铵母液的中和反应器1中反应，气氨与重排液中的硫酸按等摩尔比反应，重排液中硫酸的酸度为50％，含硫铵母液流量为120t/h，反应温度为110℃，反应压力为0.24mpa，反应时间0.25h，反应热被硫铵母液中的水吸收蒸发，7.5t/h副产蒸汽送氨肟化工序使用；
52.步骤2：步骤1中的反应液溢流至分离器2，在110℃、0.10mpa下完成粗油与硫铵溶液的分离，上层油相经过酰胺油换热器4冷却至55℃后进入酰胺油储槽5，送己内酰胺工序精制，生产己内酰胺产品；
53.步骤3：下层硫铵经热回收换热器7换热后，温度从110℃下降至90℃，进入负压结晶器8完成结晶，结晶器操作条件：温度50℃、压力32kpa、ph：5.5，在结晶器中同时进行未送入中和反应器1的重排液和气氨的中和反应，此部分气氨和重排液经结晶器导流筒内环形分布喷嘴进行混合反应，并与步骤3生成的含固硫铵同步结晶，结晶器8顶部的低品质蒸汽经压缩后升温升压，产生30kpag、110℃低压蒸汽供氨肟化。
54.步骤4：经结晶的过饱和硫铵溶液然后进入稠厚器，稠厚器底部晶浆送离心、干燥单元，生产硫铵产品；稠厚器顶部溢流的母液，循环送入中和反应器。
55.步骤5：副产蒸汽冷凝液与碱按重量比例5.0:1在微混合器内混合，调节冷凝液ph值，与精馏器排出液换热后，进入精馏器
56.结论：本实施例在同等物耗、同等质量情况下，与对比例相比，可降低蒸汽消耗0.6t/t己内酰胺，即7.5t/h蒸汽。
57.实施例4
58.一种高效节能的己内酰胺生产方法，其特征在于包括以下步骤：
59.步骤1：来自界区外的气氨3000kg/h和重排液24000kg/h在含硫铵母液的中和反应器1中反应，气氨与重排液中的硫酸按等摩尔比反应，重排液中硫酸的酸度为50％，含硫铵母液流量为140t/h，反应温度为125℃，反应压力为0.30mpa，反应时间0.30h，反应热被硫铵母液中的水吸收蒸发，7t/h副产蒸汽送氨肟化工序使用；
60.步骤2：步骤1中的反应液溢流至分离器2，在115℃、0.10mpa下完成粗油与硫铵溶液的分离，上层油相经过酰胺油换热器4冷却至55℃后进入酰胺油储槽5，送己内酰胺工序精制，生产己内酰胺产品；
61.步骤3：下层硫铵经热回收换热器7换热后，温度从115℃下降至85℃，进入负压结晶器8完成结晶，在结晶器中同时进行未送入中和反应器1的重排液和气氨的中和反应，此部分气氨和重排液经结晶器导流筒内环形分布喷嘴进行混合反应，并与步骤3生成的含固硫铵同步结晶，结晶器操作条件：温度60℃、压力38kpa、ph：5.5，结晶器8顶部的低品质蒸汽经压缩后升温升压，产生40kpag、105℃低压蒸汽供氨肟化；
62.步骤4：经结晶的过饱和硫铵溶液然后进入稠厚器，稠厚器底部晶浆送离心、干燥单元，生产硫铵产品；稠厚器顶部溢流的母液，循环送入中和反应器。
63.步骤5：副产蒸汽冷凝液与碱按重量比例5.1:1在微混合器内混合，调节冷凝液ph值，与精馏器排出液换热后，进入精馏器。
64.结论：本实施例在同等物耗、同等质量情况下，可降低蒸汽消耗0.6t/t己内酰胺，即7.5t/h蒸汽。
65.实施例5
66.一种高效节能的己内酰胺生产方法，其特征在于包括以下步骤：
67.步骤1：来自界区外的气氨4000kg/h和重排液26000kg/h在含硫铵母液的中和反应器1中反应，气氨与重排液中的硫酸按等摩尔比反应，重排液中硫酸的酸度为60％，含硫铵母液流量为160t/h，反应温度为130℃，反应压力为0.35mpa，反应时间0.45h，反应热被硫铵母液中的水吸收蒸发，9.0t/h副产蒸汽送氨肟化工序使用；
68.步骤2：步骤1中的反应液溢流至分离器2，在115℃、0.11mpa下完成粗油与硫铵溶液的分离，上层油相经过酰胺油换热器4冷却至65℃后进入酰胺油储槽5，送己内酰胺工序精制，生产己内酰胺产品；
69.步骤3：下层硫铵经热回收换热器7换热后，温度从115℃下降至85℃，进入负压结晶器8完成结晶，结晶器操作条件：温度70℃、压力42kpa、ph：5.8；在结晶器中同时进行未送入中和反应器1的重排液和气氨的中和反应，此部分气氨和重排液经结晶器导流筒内环形分布喷嘴进行混合反应，并与步骤3生成的含固硫铵同步结晶；结晶器8顶部的低品质蒸汽经压缩后升温升压，产生50kpag、100℃低压蒸汽供氨肟化；
70.步骤4：经结晶的过饱和硫铵溶液然后进入稠厚器，稠厚器底部晶浆送离心、干燥单元，生产硫铵产品；稠厚器顶部溢流的母液，循环送入中和反应器。
71.步骤5：副产蒸汽冷凝液与碱按重量比例5.1:1在微混合器内混合，调节冷凝液ph值，与精馏器排出液换热后，进入精馏器。
72.结论：本实施例在同等物耗、同等质量情况下，与对比例相比，可降低蒸汽消耗0.7t/t己内酰胺，即8.8t/h蒸汽。
73.实施例6
74.一种高效节能的己内酰胺生产方法，其特征在于包括以下步骤：
75.步骤1：来自界区外的气氨4500kg/h和重排液28000kg/h在含硫铵母液的中和反应器1中反应，气氨与重排液中的硫酸按等摩尔比反应，重排液中硫酸的酸度为65％，含硫铵母液流量为170/h，反应温度为140℃，反应压力为0.40mpa，反应时间0.40h，反应热被硫铵母液中的水吸收蒸发，10.0t/h副产蒸汽送氨肟化工序使用；
76.步骤2：步骤1中的反应液溢流至分离器2，在115℃、0.11mpa下完成粗油与硫铵溶液的分离，上层油相经过酰胺油换热器4冷却至65℃后进入酰胺油储槽5，送己内酰胺工序精制，生产己内酰胺产品；
77.步骤3：下层硫铵经热回收换热器7换热后，温度从115℃下降至90℃，进入负压结晶器8完成结晶，结晶器操作条件：温度75℃、压力48kpa、ph：5.8；在结晶器中同时进行未送入中和反应器1的重排液和气氨的中和反应，此部分气氨和重排液经结晶器导流筒内环形分布喷嘴进行混合反应，并与步骤3生成的含固硫铵同步结晶；结晶器8顶部的低品质蒸汽
经压缩后升温升压，产生50kpag、105℃低压蒸汽供氨肟化
78.步骤4：经结晶的过饱和硫铵溶液然后进入稠厚器，稠厚器底部晶浆送离心、干燥单元，生产硫铵产品；稠厚器顶部溢流的母液，循环送入中和反应器。
79.步骤5：副产蒸汽冷凝液与碱按重量比例5.2:1在微混合器内混合，调节冷凝液ph值，与精馏器排出液换热后，进入精馏器。
80.结论：本实施例在同等物耗、同等质量情况下，与对比例相比，可降低蒸汽消耗0.8t/t己内酰胺，即10t/h蒸汽。
81.实施例7
82.一种高效节能的己内酰胺生产方法，其特征在于包括以下步骤：
83.步骤1：来自界区外的气氨5000kg/h和重排液28000kg/h在含硫铵母液的中和反应器1中反应，气氨与重排液中的硫酸按等摩尔比反应，重排液中硫酸的酸度为65％，含硫铵母液流量为180/h，反应温度为150℃，反应压力为0.40mpa，反应时间0.50h，反应热被硫铵母液中的水吸收蒸发，12.0t/h副产蒸汽送氨肟化工序使用；
84.步骤2：步骤1中的反应液溢流至分离器2，在115℃、0.12mpa下完成粗油与硫铵溶液的分离，上层油相经过酰胺油换热器4冷却至65℃后进入酰胺油储槽5，送己内酰胺工序精制，生产己内酰胺产品；
85.步骤3：下层硫铵经热回收换热器7换热后，温度从115℃下降至90℃，进入负压结晶器8完成结晶，结晶器操作条件：温度80℃、压力50kpa、ph：5.8；在结晶器中同时进行未送入中和反应器1的重排液和气氨的中和反应，此部分气氨和重排液经结晶器导流筒内环形分布喷嘴进行混合反应，并与步骤3生成的含固硫铵同步结晶；结晶器8顶部的低品质蒸汽经压缩后升温升压，产生0-50kpag、100℃-110℃低压蒸汽供氨肟化；
86.步骤4：经结晶的过饱和硫铵溶液然后进入稠厚器，稠厚器底部晶浆送离心、干燥单元，生产硫铵产品；稠厚器顶部溢流的母液，循环送入中和反应器。
87.步骤5：副产蒸汽冷凝液与碱按重量比例5.2:1在微混合器内混合，调节冷凝液ph值，与精馏器排出液换热后，进入精馏器。
88.结论：本实施例在同等物耗、同等质量情况下，可降低蒸汽消耗0.4t/t己内酰胺，即5t/h蒸汽。
89.综上所述，本专利提供的方法在同等物耗、同等质量情况下，与对比例相比，可降低蒸汽消耗0.9t/t己内酰胺，即11.3t/h蒸汽。
技术特征：1.一种高效节能的己内酰胺生产方法，其操作步骤为：步骤1：来自界区外的气氨0-5000kg/h和重排液0-28000kg/h在含硫铵母液的中和反应器1中反应，气氨与重排液中的硫酸按等摩尔比反应，重排液中硫酸的酸度为40-65％，含硫铵母液流量为0-180t/h，设定条件下开始反应，反应时间为0.05-0.5h，反应热被硫铵母液中的水吸收蒸发，0-12.0t/h副产蒸汽送氨肟化工序使用；步骤2：步骤1中的反应液溢流至分离器2，在设定条件下完成粗油与硫铵溶液的分离，上层油相经过酰胺油换热器4冷却至45-65℃后进入酰胺油储槽5，送己内酰胺工序精制，生产己内酰胺产品；步骤3：下层硫铵经热回收换热器7换热后，温度从100-150℃下降至70-90℃，进入负压结晶器8完成结晶；在结晶器中同时进行未送入中和反应器1的重排液和气氨的中和反应，此部分气氨和重排液经结晶器导流筒内环形分布喷嘴进行混合反应，并与步骤3生成的含固硫铵同步结晶；结晶器8顶部的低品质蒸汽经压缩后升温升压，产生0-50kpag、100℃-110℃低压蒸汽供氨肟化；步骤4：经结晶的过饱和硫铵溶液然后进入稠厚器，稠厚器底部晶浆送离心、干燥单元，生产硫铵产品，稠厚器顶部溢流的母液，循环送入中和反应器；步骤5：副产蒸汽冷凝液与碱按重量比例4.8-5.2:1在微混合器内混合，调节冷凝液ph值，与精馏器排出液换热后，进入精馏器。2.根据权利要求1所述的一种高效节能的己内酰胺生产方法，其特征在于：所述进入中和反应器1的气氨与重排液流量占全部气氨与重排液流量的比例为0-1。3.根据权利要求1所述的一种高效节能的己内酰胺生产方法，其特征在于：所述步骤1中重排液为来自己内酰胺工序，主要组成为：己内酰胺、硫酸、三氧化硫。4.根据权利要求1所述的一种高效节能的己内酰胺生产方法，其特征在于：所述步骤1中反应条件：反应温度为100-150℃，反应压力为0.08-0.4mpa，停留时间2-30分钟。5.根据权利要求1所述的一种高效节能的己内酰胺生产方法，其特征在于：所述步骤2中粗油与硫铵溶液的分离条件为：温度为100-150℃，压力为0.08-0.4mpa。6.根据权利要求1所述的一种高效节能的己内酰胺生产方法，其特征在于：所述步骤3中结晶器操作条件：温度40-80℃、压力5-50kpa、停留时间1-15分钟，ph：4-6.5。7.根据权利要求1所述的一种高效节能的己内酰胺生产方法，其特征在于：所述步骤3中结晶器8顶部的低品质蒸汽经压缩后产生0-50kpag、100℃-110℃低压蒸汽。8.根据权利要求1所述的一种高效节能的己内酰胺生产方法，其特征在于：所述步骤5中碱含量为30-32％。9.根据权利要求1所述的一种高效节能的己内酰胺生产方法，其特征在于：所述步骤5中ph值为9-13。10.根据权利要求1所述的一种高效节能的己内酰胺生产方法，其特征在于：所述精馏器中，废水中的氨被低压蒸汽汽提、吸收冷凝成高浓度氨水，氨氮含量降至40mg/l以下的废水经换热后外送。
技术总结该发明涉及已内酰胺生产领域，具体关于一种高效节能的己内酰胺生产方法；该发明提供一种高效节能的己内酰胺生产方法对原工艺进行了改进从而强化该反应的传质过程，加快反应速率，同时有效利用反应生成热，降低原工艺的动力消耗，更有效地节约能耗，降低生产成本，提高生产效率，最终实现对老工艺技术水平的全面提升。升。
技术研发人员：周黎旸 夏碧波 郑燕春 徐先荣 赵孝顺 余宏滔 姜雨土 王凌
受保护的技术使用者：衢州巨化锦纶有限责任公司
技术研发日：2022.03.28
技术公布日：2022/7/5
