[发明专利]ε-己内酰胺粗产品的结晶装置及结晶方法

说明书

一种ε‑己内酰胺粗产品的结晶装置及结晶方法。该方法包括结晶、水萃、加氢、蒸发脱水过程，不需固液分离，可生产高质量的ε‑己内酰胺产品，特别适合气相重排得到的粗ε‑己内酰胺的精制。本发明提供的己内酰胺纯化装置，包括依次连接的结晶器、逆流洗涤器、分相分离器，加氢反应器和蒸馏设备；结构简单，可连续操作，适用于粗己内酰胺的纯化过程。

技术领域

本发明涉及ε-己内酰胺的制备方法和装置。更具体地说，涉及含有杂 质的粗ε-己内酰胺的提纯方法和提纯装置。

背景技术

ε-己内酰胺（以下简称己内酰胺）是合成纤维和合成树脂的重要单体， 主要用于制造聚酰胺纤维（尼龙6）、树脂和薄膜等。已知的己内酰胺生产 方法包括采用发烟硫酸作为催化剂的环己酮肟液相贝克曼重排法、以固体 沸石为催化剂的环己酮肟气相贝克曼重排法以及废弃聚合物解聚等方法。 这些方法制备的己内酰胺中不可避免的都含有种类众多的有机杂质，这些 杂质严重的影响了己内酰胺的质量，因此，在应用前必需经过纯化处理。 已知的己内酰胺纯化包括精馏、萃取、吸附、氢化、氧化、结晶等方法。 其中结晶法是有效脱除己内酰胺中多类杂质的最有效方法之一。

US2813858中公开了一种精制己内酰胺的方法，是在粗己内酰胺中加 入一定量的水或熔点低于己内酰胺的有机烃溶剂，通过多次重复结晶、离 心分离和洗涤等过程纯化己内酰胺。

由于N-乙烯基-ε-己内酰胺与己内酰胺难于分离，国内外正在研究中，现主要的方法是先进行减压蒸馏，再减压精馏得到相对含量较高的N-乙烯基-ε-己内酰胺(美国专利US6673920B2、US6624303B2、US5670639以及冯树波等在精细化工发表的《N-乙烯基己内酰胺的合成》)，日本专利JP2002-371064和美国专利US6596862B2介绍了一种N-乙烯基-ε-己内酰胺的纯化方法，它是利用至少含95％(GC)N-乙烯基-ε-己内酰胺的母液进行结晶，在结晶过程中，要利用高纯N-乙烯基-ε-己内酰胺做晶种，控制适度的温度，在特殊的结晶釜内进行结晶，降温使母液形成悬浊液，结晶度最好在25％-75％，在反复的溶解、结晶、分离过程中提纯N-乙烯基-ε-己内酰胺，可以看出这种提纯方法对母液含量要求高，工艺步骤繁多，控制操作不易，而且这种方法还要对反应液进行减压蒸馏、减压精馏才能使N-乙烯基-ε-己内酰胺的含量在母液中达到至少95％(GC)。

尽管上述方法对纯化己内酰胺都有很好的效果，但实际工业应用时确 都面临晶体与母液的固液分离以及晶体洗涤过滤问题。采用现有的固液分 离方式如离心过滤、压滤、真空抽滤等，不仅过程繁琐、投资大、洗涤效 率低，而且操作中母液里的己内酰胺很容易在过滤设备器壁上析出晶疤， 导致操作困难。特别是己内酰胺，由于其固有的特性，结出的晶体为片状 结构，强度差，易破碎，使固液分离和洗涤过滤变得更加困难，由此限制 了结晶法的广泛应用。

发明内容

本发明要解决的技术问题之一是提供一种连续的易于工业化实施的己 内酰胺纯化方法。该方法不需繁杂的固液分离系统，易于工业实施。

本发明要解决的技术问题之二是提供一种结构简单，可连续操作的粗 己内酰胺纯化装置。

一种ε-己内酰胺的纯化方法，包括：

（1）在溶剂A存在下将含有杂质的粗ε-己内酰胺结晶，得到含溶剂 A的晶浆；

（2）用溶剂B对步骤（1）中得到的晶浆进行洗涤，得到含溶剂B的 洗后晶浆和母液；

不停的搅拌情况下降温结晶，待结晶完全后，抽滤或离心分离除去水溶液，再加入水进行洗涤；洗涤次数为1～4次。

蒸馏：将步骤B得到的产品进行减压蒸馏除去N-乙烯基-ε-己内酰胺结晶体中的水分，再进行减压蒸馏，得到≥99.0％的N-乙烯基-ε-己内酰胺。

步骤B中结晶水的用量为步骤A中N-乙烯基-ε-己内酰胺粗品溶液体积的0.5～3倍，步骤B中洗涤水的用量为步骤A中N-乙烯基-ε-己内酰胺粗品溶液体积的0.5～3倍。