專利名稱：一種由甲苯生產己內酰胺的方法
技術領域：
本發明涉及生產己內酰胺(caprolactam)的方法。提供的方法包括甲苯氧化、酯 化、氫化、蒸餾、酰胺化、水解以及精制等工序。
背景技術：
目前己內酰胺的生產方法按原料分類主要采用環己烷法(DSM法，東麗法)，甲苯 法(SNIA法)，苯酚法以及丁二烯方法。其中苯酚法已經被淘汰，丁二烯方法在工業化方面 尚存在一些瓶頸，國內目前主要采用DSM環己烷方法與SNIA甲苯方法。以甲苯為原料的 SNIA方法，上世紀五十年代由意大利SNIA公司開發，由于每生產1摩爾己內酰胺要損失1 摩爾的碳原子，該技術路線原子經濟性差，但對甲苯價格比苯價格低的地區來說，該路線仍 然有非常強的優勢，目前中國有一套裝置在運轉。采用甲苯法生產己內酰胺，主要包括甲苯 氧化生產苯甲酸(氧化過程)，苯甲酸生產六氫苯甲酸(加氫過程)，六氫苯甲酸生產己內 酰胺(酰胺化過程)，以及其它一些輔助生產過程等，主要反應式如下
權利要求
1.一種由甲苯生產己內酰胺的方法，其特征是包括甲苯氧化、苯甲酸酯化、苯甲酸酯苯環加氫飽和、加氫產品蒸餾、酰胺化、水解生成 己內酰胺產品；1)甲苯氧化，采用酯類溶劑，以空氣或氧氣為氧化劑，甲苯完全轉化生成苯甲酸； 進行蒸餾，脫除中間苯甲醇、重副產物以及氧化催化劑后的一部分酯類溶劑和苯甲酸進入下一步的苯甲酸酯化工序，苯甲醇、重副產物以及氧化催化劑循環回氧化反應器，且其 中其余部分酯類溶劑循環回氧化裝置作為溶劑；2)苯甲酸酯化溶解在酯中的苯甲酸與醇反應生成相應的苯甲酸酯；3)苯甲酸酯苯環加氫飽和；苯甲酸酯在固定床反應器中苯環被加氫飽和，生成環己基 甲酸酯；4)加氫產品蒸餾環己基甲酸酯的蒸餾除去未反應物，環己基甲酸酯進入酰胺化工序；5)酰胺化環己基甲酸酯與亞硝酰硫酸反應；6)水解生成己內酰胺產品酰胺化后的產物在硫酸中水解、重排后，經過精制生成己 內酰胺。
2.按照權利要求1所述的方法，其特征是所述甲苯氧化是以苯甲酸甲酯、苯甲酸乙酯 或苯甲酸苯甲酯為溶劑，甲苯連續進料，在140-200°C、空氣或氧氣的壓力為0. 8-1. 5Mpa的 條件下，氧化甲苯制備苯甲酸；反應體系中，酯與苯甲酸的摩爾比例介于1 :5-5:1;所述氧化催化劑為過渡金屬羧酸鹽類，催化劑溶解在甲苯或苯甲酸酯溶劑中，氧化反 應器中催化劑濃度介于50-1000ppm。
3.按照權利要求2所述的方法，其特征是所述甲苯氧化是以苯甲酸甲酯為溶劑；反應 體系中，酯與苯甲酸的摩爾比例介于為3 1 ；所述過渡金屬為錳、鈷或鎳。
4.按照權利要求1所述的方法，其特征是所述苯甲酸酯化是甲苯氧化產物在過量醇 存在的條件下，在140160°C，塔內壓力保持在0. 3-4. 5Mpa條件下，苯甲酸酯化為相應的 酯；所述的醇為甲醇、乙醇或苯甲醇；醇與苯甲酸的比例介于1 1-5 1。
5.按照權利要求4所述的方法，其特征是所述醇為甲醇；醇與苯甲酸的比例為3 1。
6.按照權利要求1所述的方法，其特征是所述苯甲酸酯苯環加氫飽和工序是完 成苯甲酸酯的苯環選擇性加氫，酯基團保持不變；采用固定床反應方式，在100-180°C， 1.0-3. OMpa氫氣壓力條件下，氫化反應產物環己基羧酸酯與顆粒催化劑直接分離，無需離 心或其他分離方式；氫氣與苯甲酸酯摩爾比介于3 1-10 1 ；所述催化劑為擔載顆粒Pd/c，加氫反應過程中，苯甲酸酯的液體空速介于ο. 2-ar1。
7.按照權利要求6所述的方法，其特征是所述氫氣與苯甲酸酯摩爾比為5 1。
8.按照權利要求1所述的方法，其特征是所述酰胺化工序是環己基羧酸酯與亞硝酰 硫酸進行酰胺化反應，副產物為硫酸甲酯，其減少了硫酸銨的生成；環己基羧酸酯與亞硝酰 硫酸摩爾比為1 1.1-1 1.5。
全文摘要
本發明涉及一種由甲苯生產己內酰胺的方法，包括氧化、酯化、氫化、蒸餾、酰胺化、水解精制工序，在氧化工序，采用酯類溶劑，甲苯完全轉化生成苯甲酸；在酯化工序，溶解在酯中的苯甲酸與醇反應生成相應的苯甲酸酯；在氫化工序，苯甲酸酯在固定床反應器中苯環被加氫飽和，生成環己基甲酸酯，進入酰胺化工序；酰胺化工序中，環己基甲酸酯與亞硝酰硫酸反應后，在硫酸中水解重排后，經過精制生成己內酰胺。本發明將傳統的苯甲酸精餾改變為苯甲酸酯的精餾，顆粒催化劑替換原粉末鈀碳催化劑，減少催化劑沉降、離心分離等過程，減少硫銨的生成，同時副產硫酸二甲酯。
文檔編號C07D223/10GK102060767SQ20091021997
公開日2011年5月18日 申請日期2009年11月18日 優先權日2009年11月18日
發明者張展, 徐杰, 陳晨, 高進 申請人:中國科學院大連化學物理研究所