[发明专利]利用尼龙6废旧材料生产单体己内酰胺的方法

说明书

技术领域

本发明属于一种单体己内酰胺的生产方法，具体是一种利用尼龙6废旧材料生产单体单体己内酰胺的方法。

背景技术

塑料类商品，现在得到大量而普遍的使用，塑料制品使用过以后，如果丢弃在野外，在自然界中长达数百年无法降解，塑料类废弃物已成为世界性公害。如何收集塑料类废弃物，加以合理利用，是现代社会的一项重要课题与迫切需要。尼龙6材料社会需求量较大，其废弃物也日益增加，将尼龙6材料变废为宝，实现循环经济，符合国家的环境保护政策。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用尼龙6废旧材料生产单体己内酰胺的方法，工艺路线合理，产品回收率高，污染小，安全，保护环境。

本发明的技术方案如下：

利用尼龙6废旧材料生产单体己内酰胺的方法，其特征在于：尼龙6废旧材料熔融液与碱金属、碱土金属的碱或者盐催化剂一并装入反应釜中，催化剂用量为尼龙6废旧材料重量的0.05％-5％，向反应釜中通入水蒸汽或者同时通过水蒸汽与惰性气体，物料反应温度250-350℃，反应釜内压力为0-1Mpa，不断搅拌，进行裂解反应，尼龙6废旧材料解聚生成单体己内酰胺，反应釜排出的水蒸汽将己内酰胺一并带出，冷凝后为己内酰胺水溶液。

所述的反应釜排出的水蒸汽经冷凝后的不冷凝剩余气体经过焚烧处理。

所述的碱金属、碱土金属的碱或者盐是指。

尼龙6的废料包含尼龙6的废渣，尼龙6的刨花料，尼龙6的塑料，尼龙6的废丝，废布边角。

原理：利用己内酰胺聚合过程的可逆性

本发明的原材料尼龙6废旧材料为含有重复单元结构--N(H)--(CH₂)₅--C(O)-的材料，主要是己内酰胺聚合过程中或者聚合形成物质。包括高分子聚合物，如尼龙6的尼龙6的刨花料，尼龙6的塑料，尼龙6的废丝，废布边角；低分子聚合物，包括环状低分子聚合物以及链状低分子聚合物；要求原材料尽量不含有非单元结构-N(H)--(CH₂)₅--C(O)-的材料；

本发明在一种或者两种惰性气体存在下反应，水蒸汽本身也是隋性气体，其作用是减少氧化反应；

采用碱性催化剂，可以减少裂解副产物，但是速度较慢，出来的产品由于副产物少，产品质量较高。

在反应过程中，不断搅拌，能减少结焦、加快表面更新；

向反应釜通入并排出水蒸汽，可使得解聚反应平衡移动，减少产品的平衡浓度，同时使得己内酰胺跟随水蒸汽从反应体系中分离出来，对己内酰胺初步起到纯化作用。还有水蒸汽存在可以减少物料裂解过程的结焦，同时又参与裂解的催化作用。从反应体系中出来的己内酰胺的水溶液，含一些杂质，汽相冷凝得到溶液，可以由于副产物与己内酰胺在水中的溶解度不同，而得到分层分离，使得产品再次得到纯化。

反应釜排出的水蒸汽中的未冷凝部分的气相，为废气，主要成分为氨气和有机胺，通过管道回到锅炉进行焚烧，排除气体基本为可以排放的CO，CO2，氮氧化物。

从反应釜底部排出的废渣，主要是少量的非含有非单元结构--N(H)--(CH₂)₅--C(O)-的材料以及其裂解形成的产物，还有反应物裂解结焦成分，量比较小，在1％-5％；如果原材料都是含有非单元结构--N(H)--(CH₂)₅--C(O)-的材料，结焦为1％左右。

对于己内酰胺的水溶液，进入蒸馏系统在负压状态下蒸馏分离，主要是水，还有一些轻馏分和重馏分，得到液体己内酰胺，冷却结晶；结晶好的己内酰胺用少量的水重结晶，离心分离得到纯度较高的己内酰胺；蒸馏过程中，由于己内酰胺有重新聚合的情况，形成的聚合物重新回到反应釜中解聚；轻重组分回到蒸馏系统重新分离，几乎没有多少副产物的形成。蒸馏分离的水分，以及少量的轻组分蒸发回到反应釜，可以抑制副反应的发生，提高反应的收得率。重结晶形成的母液回到蒸馏系统进行分离，使得溶解的己内酰胺得到回收；

本工艺具有反应速度快，选择性好，收率高，污染小、安全等特点，以净物质计算的产品收率可达到96％以上，生产的产品己内酰胺可以用于合成纤维，工程塑料等工业，本发明中的用水，循环使用，不会形成工艺废水。本工艺对于处理含有非单元结构--N(H)--(CH₂)₅--C(O)-的材料具有独特的优点，具有针对性强，原材料利用率高，二次污染低，而且使资源再生利用，具有很好的社会和经济价值。

附图说明