一种己内酰胺的加氢精制催化剂及精制方法与流程

1.本发明属于己内酰胺精制技术领域，具体涉及一种己内酰胺的加氢精制催化剂及精制方法。


背景技术：

2.己内酰胺作为合成纤维和工程塑料的单体，国内需求量很大，且呈逐年增长趋势。己内酰胺的生产步骤主要包括苯加氢制环己烷、环己烷氧化制环己酮、环己酮肟化制环己酮肟、环己酮肟转位重排生成己内酰胺等过程。
3.由于己内酰胺的生产过程工艺复杂，不可避免地会产生除己内酰胺以外的一些不饱和副产物，这些不饱和副产物的物化性质与己内酰胺非常相似，难以通过萃取和蒸馏的精制方法除去，而这些杂质的存在又影响己内酰胺的聚合过程，势必直接关系到后续聚合产品的质量，因此必须除去这些不饱和杂质。


技术实现要素：

4.针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种己内酰胺的加氢精制催化剂及精制方法解决了由于己内酰胺的生产过程工艺复杂，不可避免地会产生除己内酰胺以外的一些不饱和副产物，这些不饱和副产物的物化性质与己内酰胺非常相似，难以通过萃取和蒸馏的精制方法除去，而这些杂质的存在又影响己内酰胺的聚合过程，势必直接关系到后续聚合产品的质量的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种己内酰胺的加氢精制催化剂，包括活性组分和担体，所述活性组分的百分比含量为20％～50％，所述担体的百分比含量为50％～80％，所述活性组分和担体的总百分比含量为100％，所述活性组分为含氮的活性金属溶液，所述担体为酸性担体和中性担体中的一种。
6.优选的，所述活性金属液为镍金属液、铜金属液、锡金属液、锰金属液、钡金属液、铝金属液、钴金属液、锌金属液、铁金属液、铈金属液和钼金属液中的一种或多种。
7.优选的，所述中性担体为活性氧化铝、活性炭和硅藻土中的一种，所述酸性担体为硅酸镁、硅酸铝和分子筛中的一种。
8.一种己内酰胺的加氢精制催化剂精制方法，包括以下步骤：
9.s1：制备催化剂：首先选择担体和含氮的活性金属液，将选择后的担体放置在锻炉内部进行焙烧，将焙烧冷却后的担体放入含氮的活性金属液内部进行浸泡，一段时间后使用滤网进行过滤，将过滤后的固体物放入干燥箱内部进行干燥，将干燥后的固体物放入锻炉内部进入焙烧，形成催化剂。
10.s2：己内酰胺精制；
11.a1：首先向固定床反应器的内部依次添加己内酰胺水溶液和氢液，并向固定床反应器的内部添加s1步骤中所制备的催化剂，并调节固定床反应器的反应温度和反应压力，得到混合溶液。
12.a2：将a1步骤中得到的混合溶液放置到冷却结晶设备的内部，降低混合溶液的温度到20℃以下，对混合溶液中的精制己内酰胺进行析出结晶，然后对析出己内酰胺结晶的混合溶液进行固液分离，得到己内酰胺晶体和母液。
13.a3：将a2步骤所得到的己内酰胺晶体放入干燥箱的内部，对精制的己内酰胺晶体进行干燥。
14.优选的，所述己内酰胺水溶液的浓度为20～70wt％，且己内酰胺水溶液的重量空速为1～20h。
15.优选的，所述氢气与己内酰胺水溶液的氢液摩尔比为0.1：10，且氢油比为1：2。
16.优选的，所述a2步骤中加氢精制反应温度为40～150℃，反应压力为常压
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7～-4mpa，反应时间为5-48h。
17.优选的，所述s1制备催化剂步骤中担体在锻炉内焙烧的温度为500～850℃，且焙烧的时间为2～6h。
18.优选的，所述s1制备催化剂步骤中担体放入含氮的活性金属液内部进行浸泡的时间为1～4h，且浸泡时的温度为-70℃以下，且过滤干燥后的固体物放入锻炉内部进入焙烧的温度为200～600℃，焙烧时间为8～20h。
19.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
20.通会使用催化剂在加氢精制中的提高反应活性高，反应原料能容易地传质进入多孔结构的外表面层，外扩散路径短，反应速度快，经催化剂在固定床反应器的加氢精制后pm值得到极大的提升，而且，催化剂的制备方法简单，通过调整金属合金原料中的原始组成比例以及合金颗粒的粒径大小，就可以得到不同的催化剂，此外，在固定床反应器内对己内酰胺的进行加氢精制反应，去杂质效果明显、反应工艺适应性强，生产工艺及设备简单、生产操作方便、易于工业化，具有良好的应用前景及巨大的经济效益。
具体实施方式
21.下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
22.实施例一：
23.本发明提供一种技术方案：一种己内酰胺的加氢精制催化剂，包括活性组分和担体，活性组分的百分比含量为20％，担体的百分比含量为80％，活性组分和担体的总百分比含量为100％，活性组分为含氮的镍金属液，担体为活性炭。
24.一种己内酰胺的加氢精制催化剂精制方法，包括以下步骤：
25.s1：制备催化剂：首先选择担体和含氮的活性金属液，将选择后的担体放置在锻炉内部进行焙烧，焙烧的温度为500℃，且焙烧的时间为2h，将焙烧冷却后的担体放入含氮的活性金属液内部进行浸泡，浸泡的时间为1h，且浸泡时的温度为-70℃，一段时间后使用滤网进行过滤，将过滤后的固体物放入干燥箱内部进行干燥，将干燥后的固体物放入锻炉内部进入焙烧，温度为 200℃，焙烧时间为8h，形成催化剂。
26.s2：己内酰胺精制；
27.a1：首先向固定床反应器的内部依次添加己内酰胺水溶液和氢液，己内酰胺水溶液的浓度为20wt％，且己内酰胺水溶液的重量空速为1h，氢气与己内酰胺水溶液的氢液摩尔比为0.1：10，且氢油比为1：2，并向固定床反应器的内部添加s1步骤中所制备的催化剂，并调节固定床反应器的反应温度和反应压力，得到混合溶液，加氢精制反应温度为40℃，反应压力为常压-7mpa，反应时间为5h。
28.a2：将a1步骤中得到的混合溶液放置到冷却结晶设备的内部，降低混合溶液的温度到20℃，对混合溶液中的精制己内酰胺进行析出结晶，然后对析出己内酰胺结晶的混合溶液进行固液分离，得到己内酰胺晶体和母液。
29.a3：将a2步骤所得到的己内酰胺晶体放入干燥箱的内部，对精制的己内酰胺晶体进行干燥。
30.实施例二：
31.本发明提供一种技术方案：一种己内酰胺的加氢精制催化剂，包括活性组分和担体，活性组分的百分比含量为20％，担体的百分比含量为80％，活性组分和担体的总百分比含量为100％，活性组分为含氮的镍金属液，担体为活性炭。
32.一种己内酰胺的加氢精制催化剂精制方法，包括以下步骤：
33.s1：制备催化剂：首先选择担体和含氮的活性金属液，将选择后的担体放置在锻炉内部进行焙烧，焙烧的温度为500℃，且焙烧的时间为2h，将焙烧冷却后的担体放入含氮的活性金属液内部进行浸泡，浸泡的时间为1h，且浸泡时的温度为-70℃，一段时间后使用滤网进行过滤，将过滤后的固体物放入干燥箱内部进行干燥，将干燥后的固体物放入锻炉内部进入焙烧，温度为 200℃，焙烧时间为8h，形成催化剂。
34.s2：己内酰胺精制；
35.a1：首先向固定床反应器的内部依次添加己内酰胺水溶液和氢液，己内酰胺水溶液的浓度为20wt％，且己内酰胺水溶液的重量空速为1h，氢气与己内酰胺水溶液的氢液摩尔比为0.1：10，且氢油比为1：2，并向固定床反应器的内部添加s1步骤中所制备的催化剂，并调节固定床反应器的反应温度和反应压力，得到混合溶液，加氢精制反应温度为60℃，反应压力为常压-7mpa，反应时间为5h。
36.a2：将a1步骤中得到的混合溶液放置到冷却结晶设备的内部，降低混合溶液的温度到20℃，对混合溶液中的精制己内酰胺进行析出结晶，然后对析出己内酰胺结晶的混合溶液进行固液分离，得到己内酰胺晶体和母液。
37.a3：将a2步骤所得到的己内酰胺晶体放入干燥箱的内部，对精制的己内酰胺晶体进行干燥。
38.实施例三：
39.本发明提供一种技术方案：一种己内酰胺的加氢精制催化剂，包括活性组分和担体，活性组分的百分比含量为20％，担体的百分比含量为80％，活性组分和担体的总百分比含量为100％，活性组分为含氮的镍金属液，担体为活性炭。
40.一种己内酰胺的加氢精制催化剂精制方法，包括以下步骤：
41.s1：制备催化剂：首先选择担体和含氮的活性金属液，将选择后的担体放置在锻炉内部进行焙烧，焙烧的温度为500℃，且焙烧的时间为2h，将焙烧冷却后的担体放入含氮的活性金属液内部进行浸泡，浸泡的时间为1h，且浸泡时的温度为-70℃，一段时间后使用滤
网进行过滤，将过滤后的固体物放入干燥箱内部进行干燥，将干燥后的固体物放入锻炉内部进入焙烧，温度为 200℃，焙烧时间为8h，形成催化剂。
42.s2：己内酰胺精制；
43.a1：首先向固定床反应器的内部依次添加己内酰胺水溶液和氢液，己内酰胺水溶液的浓度为20wt％，且己内酰胺水溶液的重量空速为1h，氢气与己内酰胺水溶液的氢液摩尔比为0.1：10，且氢油比为1：2，并向固定床反应器的内部添加s1步骤中所制备的催化剂，并调节固定床反应器的反应温度和反应压力，得到混合溶液，加氢精制反应温度为40℃，反应压力为常压-5mpa，反应时间为5h。
44.a2：将a1步骤中得到的混合溶液放置到冷却结晶设备的内部，降低混合溶液的温度到20℃，对混合溶液中的精制己内酰胺进行析出结晶，然后对析出己内酰胺结晶的混合溶液进行固液分离，得到己内酰胺晶体和母液。
45.a3：将a2步骤所得到的己内酰胺晶体放入干燥箱的内部，对精制的己内酰胺晶体进行干燥。
46.实施例四：
47.本发明提供一种技术方案：一种己内酰胺的加氢精制催化剂，包括活性组分和担体，活性组分的百分比含量为20％，担体的百分比含量为80％，活性组分和担体的总百分比含量为100％，活性组分为含氮的镍金属液，担体为活性炭。
48.一种己内酰胺的加氢精制催化剂精制方法，包括以下步骤：
49.s1：制备催化剂：首先选择担体和含氮的活性金属液，将选择后的担体放置在锻炉内部进行焙烧，焙烧的温度为500℃，且焙烧的时间为2h，将焙烧冷却后的担体放入含氮的活性金属液内部进行浸泡，浸泡的时间为1h，且浸泡时的温度为-70℃，一段时间后使用滤网进行过滤，将过滤后的固体物放入干燥箱内部进行干燥，将干燥后的固体物放入锻炉内部进入焙烧，温度为200℃，焙烧时间为8h，形成催化剂。
50.s2：己内酰胺精制；
51.a1：首先向固定床反应器的内部依次添加己内酰胺水溶液和氢液，己内酰胺水溶液的浓度为20wt％，且己内酰胺水溶液的重量空速为5h，氢气与己内酰胺水溶液的氢液摩尔比为0.1：10，且氢油比为1：2，并向固定床反应器的内部添加s1步骤中所制备的催化剂，并调节固定床反应器的反应温度和反应压力，得到混合溶液，加氢精制反应温度为40℃，反应压力为常压-7mpa，反应时间为5h。
52.a2：将a1步骤中得到的混合溶液放置到冷却结晶设备的内部，降低混合溶液的温度到20℃，对混合溶液中的精制己内酰胺进行析出结晶，然后对析出己内酰胺结晶的混合溶液进行固液分离，得到己内酰胺晶体和母液。
53.a3：将a2步骤所得到的己内酰胺晶体放入干燥箱的内部，对精制的己内酰胺晶体进行干燥。
54.实施例五：
55.本发明提供一种技术方案：一种己内酰胺的加氢精制催化剂，包括活性组分和担体，活性组分的百分比含量为50％，担体的百分比含量为50％％，活性组分和担体的总百分比含量为100％，活性组分为含氮的铜金属液，担体氧化铝。
56.一种己内酰胺的加氢精制催化剂精制方法，包括以下步骤：
57.s1：制备催化剂：首先选择担体和含氮的活性金属液，将选择后的担体放置在锻炉内部进行焙烧，焙烧的温度为500℃，且焙烧的时间为2h，将焙烧冷却后的担体放入含氮的活性金属液内部进行浸泡，浸泡的时间为1h，且浸泡时的温度为-70℃，一段时间后使用滤网进行过滤，将过滤后的固体物放入干燥箱内部进行干燥，将干燥后的固体物放入锻炉内部进入焙烧，温度为 200℃，焙烧时间为8h，形成催化剂。
58.s2：己内酰胺精制；
59.a1：首先向固定床反应器的内部依次添加己内酰胺水溶液和氢液，己内酰胺水溶液的浓度为20wt％，且己内酰胺水溶液的重量空速为1h，氢气与己内酰胺水溶液的氢液摩尔比为0.1：10，且氢油比为1：2，并向固定床反应器的内部添加s1步骤中所制备的催化剂，并调节固定床反应器的反应温度和反应压力，得到混合溶液，加氢精制反应温度为40℃，反应压力为常压-7mpa，反应时间为5h。
60.a2：将a1步骤中得到的混合溶液放置到冷却结晶设备的内部，降低混合溶液的温度到20℃，对混合溶液中的精制己内酰胺进行析出结晶，然后对析出己内酰胺结晶的混合溶液进行固液分离，得到己内酰胺晶体和母液。
61.a3：将a2步骤所得到的己内酰胺晶体放入干燥箱的内部，对精制的己内酰胺晶体进行干燥。
62.取上述实施例一、实施例二、实施例三、实施例四和实施例五所制备的己内酰胺晶体进行称量，称量结果如下表：
[0063][0064]
根据实施例一和实施例二所制备的己内酰胺晶体量进行对比，可得出反应温度对加氢精制有一定的影响，根据实施例一和实施例三所制备的己内酰胺晶体量进行对比，可得出反应压力对加氢精制有一定的影响，根据实施例一和实施例四所制备的己内酰胺晶体量进行对比，可得出空速对加氢精制有一定的影响，根据实施例一和实施例五所制备的己内酰胺晶体量进行对比，可得出催化剂的种类对加氢精制有一定的影响。
[0065]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。