1.己内酰胺简介

1.己内酰胺简介

1.1己内酰胺理化性质及主要用途

己内酰胺（简称CPL）

分子式：C6H11NO 分子量：133.16

己内酰胺是ε-氨基己酸H2N(CH2)5COOH分子内缩水而成的内酰胺，又称ε-己内酰胺，它一种重要的有机化工原料，是生产尼龙—6纤维(即锦纶)和尼龙—6工程塑料的单体，可生产尼龙塑料、纤维、及L-赖氨酸等下游产品。它常温下为白色晶体或结晶性粉末。熔点(CH2)5CONH69～71℃，沸点139℃(12毫米汞柱)、122~124℃(665Pa)、130℃(1599Pa)、165~167℃(2247Pa)。比重：1.05(70%水溶液)，熔化热：121.8J/g，蒸发热：487.2J/g。纯己内酰胺的凝固点为69.2℃，在760mmHg时沸点为268.5℃，85℃下密度1010kg/m3。在20℃水中溶解度为100g水溶解82g己内酰胺。受热时起聚合反应，遇火能燃烧。

常温下容易吸湿，有微弱的胺类刺激气味，手触有润滑感，易溶于水、甲醇、乙醇、乙醚、石油烃、环己烯、氯仿和苯等溶剂。受热时易发生聚合反应。

己内酰胺（CPL）是重要的有机化工原料之一，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。还主要用于生产聚己内酰胺纤维树脂，广泛应用在纺织、汽车、电子、机械等领域。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。

己内酰胺（CPL）是制造聚酰胺纤维和树脂的主要原料。聚酰胺广泛应用于纺织、电子和汽车及食品包装薄膜等行业。世界上己内酰胺98%用于聚合、生产。

1。2己内酰胺的岗位任务

1.2。1，萃取岗位

将硫胺装置来的粗己内酰胺用苯进行萃取，所得的苯己液，再用工艺水进行反萃取，以分别除去粗己内酰胺中的有机和无机杂质，然后将所得的己-水溶液送去汽体塔，除去其中所夹带的少量苯后供给离子交换岗位。

苯蒸馏塔将杂苯全蒸馏，得到的精苯供己萃塔使用，苯溶性杂质在苯蒸馏釜积累，定期送苯残液蒸馏塔处理，回收苯后残液送废液浓缩。

1.2.2，离交加氢岗位

1.离子交换工序

将萃取来的30%的己水溶液经阴、阳离子交换树脂，除去水溶液中残留的硫

铵等无机杂质；另外通过该树脂的吸附作用除去部分有机杂质，提高己水溶液质量。

2. 加氢工序

将己内酰胺水溶液在90℃、0.7Mpa条件下在加氢反应器中进行加氢，使不饱和杂质变成饱和杂质，通过改变它们的沸点以改善最终产品的PM值。加氢后的己水经过过滤器滤掉其中的催化剂颗粒后送至蒸发岗位。

1.2。3，蒸发蒸馏岗位

加氢后的己-水液经三效蒸发和闪蒸后将己-水溶液的浓度从30%浓缩到99.9%，为提高最终产品的质量，在进蒸馏前加入少量氢氧化钠以使浓缩液中的微量有机酸转化成不挥发性盐类，在蒸馏工序与蒸馏残液一起除去。

1.2。4，结片包装岗位

在结片热水系统配制90℃热水，将融体己内酰胺送入液体槽车或进行结片包装。尼龙6；其次是工程塑料及薄膜。

1.3己内酰胺的制法

1.3。1，己内酰胺的主要制法

①以苯酚为原料，经环己醇、环己酮、环己酮肟而制得；

②以环己烷为原料，用空气氧化法或光亚硝化法转化成环己酮肟，经重排而制得；

③以甲苯为原料，用斯尼亚法合成。

此外，也可以糠醛或乙炔为原料合成。在制造过程中，环己酮是主要的关键性中间原料，此关键性原料可藉由环己烷氢化或苯酚氢化得到，这两种制程相当类似，不同点仅在于触媒的使用和操作条件的不同而已。

1.3。2，不同制法的比较

（1）传统制程：

本制程是由环己酮与(NH2OH)2-H2SO4和氨水反应得环己酮圬(cyclohexanone oxime)后，再经贝克曼重排反应(Beckmann rearrangement)而制成CPL。传统法的理论产率约70%(以环己烷为基准)，即每消耗1公斤的环己烷可生成0.94公斤的CPL；若以苯酚为基准，理论产率达92%，即每消耗1公斤苯酚可至得1.11公斤CPL。

（2）BASF制程：

BASF制程和传统制程的不同处在于制造(NH2OH)2-H2SO4的方法不同，本制程是由一氧化氮、硫酸、氢气经触媒作用所得到(NH2OH)2-H2SO4。此种制程所得CPL

的产率理论值约70%，平均每消耗1公斤环己烷可生成0.94公斤的CPL。

（3）SNIA VISCOSA制程：

SNIA VISCOSA制程是是以甲苯为原料，经氧化、氢化等反应得

HBA(Hexahydrobenzoic acid)，再制得CPL。此法的理论产率为72%；即每消耗1公斤的甲苯可产生0.89公斤的CPL。

此外，Inventa-NO Reductin制程和BASF制程相当类似；DSM/HPO制程为传统的改良。最近杜邦公司发布和BASF共同开发的新制程消息，宣称可由adiponitrile同时生产CPL和HMDA，对于生产尼龙6据称可以降低生产成本三分之一。杜邦公司将在中国大陆海南岛投资兴建利用此一新制程之100千公吨HMDA及CPL厂。

1943年，德国法本公司通过环己酮-羟胺合成（现在简称为肟法），首先实现了己内酰胺工业生产。随着合成纤维工业发展，对己内酰胺需要量增加，又有不少新生产方法问世（见图1）。先后出现了甲苯法(又称斯尼亚法)；光亚硝化法(又称PNC法);己内酯法（又称UCC法）；环己烷硝化法和环己酮硝化法。新近正在开发的环己酮氨化氧化法，由于生产过程中无需采用羟胺进行环己酮肟化，且流程简单，已引起人们的关注。

1。4己内酰胺工艺流程简述

1。4。1反应工段

精环己酮、双氧水及液氨等物料自装置外(静态混合器)送到氨肟化反应器。

环己酮过滤后，通过一个环形分布器切线送入反应器。过氧化氢溶液（双氧水）从存储区出来后，然后通过一个在合适紊流的环形（喇叭口形的）分布器输送到反应器。液氨经过过滤，送入反应器底部的内盘管，并在此蒸发，除去部分反应热，然后通过一个分布器送入反应器底部。非连续的新鲜（补充）溶剂（叔丁醇），与溶剂蒸馏塔顶出来的循环回流溶剂，一并送入反应器。

在氨肟化反应器中，经钛催化剂（钛硅分子筛）的作用，各物料发生肟化反应，环己酮的转化率大于99.5%。其反应原理如下：

主反应式：

副反应式：

在氨肟化反应器顶部充入氮气稀释，避免形成爆炸气体混合物。反应器产生气相含有NH3、叔丁醇、水、N2O、O2及N2等组分，经过循环水冷凝器冷凝和脱盐水吸收塔吸收，全部回收其中的NH3和叔丁醇。脱盐水吸收塔顶部排出的尾气（G1）含有水、N2O、O2及N2等组分，进入尾气反应器进行催化处理。尾气反应器装有催化剂（该催化剂是一种铑（0.5%）∕Al2O3球形催化剂，可稳定使用8000小时以上）的绝热固定床反应器，N2O分解率至少达到99.9%，处理后的尾气在用尾气吸收塔处理（采用活性炭吸附处理），处理后尾气（G1）排空。

1。4。2，反应溶剂蒸馏工段

含肟反应液送到溶剂（叔丁醇）回收塔，回收的叔丁醇从该塔顶抽出，然后送回肟化反应器。塔底肟和水则送到一个两级萃取系统，用适当萃取溶剂进行萃取。

1。4。3，双级萃取系统

用适量甲苯作萃取剂，通过一个双级系统萃取肟。通过第一级萃取（萃取罐），水溶液中的残余肟降至2%左右（重量百分比）。通过第二级萃取（水萃取塔），