专利名称：氨的蒸馏方法
技术领域：
本发明涉及一种从混合物中，更具体地从氨基腈和水的反应(也被称作环化水解反应)混合物中蒸馏氨的改进方法。
在用于制备内酰胺的氨基腈的环化水解反应中，每生成一分子内酰胺同时生成一分子氨。
因此，在反应结束时刻，反应混合物中至少含有制备的内酰胺、多余的水和氨。
其中也可能含有极少量未反应的氨基腈或可能存在的反应副产物。
其中也可能含有环化水解反应中可能使用的溶剂。
为了描述通过环化水解氨基腈来制备内酰胺的多种方法，可以参考例如EP-A-0659741或国际专利申请WO-A-96/22974或国际专利申请WO-A-95/14664和95/14665。
环化水解反应可以在气相或液相中进行。本发明的方法可以应用于这些制备方法中的一种或其它种产生的混合物。
在由氨基腈环化水解制备内酰胺反应产生的溶液中，从工业角度，由6-氨基己腈和水制备己内酰胺产生的溶液最为重要，这是因为所说的己内酰胺通过聚合可以得到尼龙-6。
因此，本发明方法更具体地涉及从己内酰胺水溶液中蒸馏氨，但是也可用于其它内酰胺的水溶液。
当想要分离溶解在己内酰胺水溶液中的氨时，应当尽可能防止己内酰胺降解。这就意味着蒸馏过程中，塔底温度优选保持低于或等于160℃，并且更优选低于或等于145℃。这一设定的限制因素意味着绝对压力被局限在低于或等于5bar，并且优选小于或等于3.5bar。
基于上述结果，取决于采用的上述绝对压力极限、离开塔顶的氨的温度小于或等于+5℃，并且优选小于或等于-6℃，在工业过程中，氨在塔顶的有效冷凝要求一个相当大能耗的制冷单元。例如，蒸馏大约1200千克/小时氨需要一个300kW制冷单元。
本发明涉及通过蒸馏分离被包含在己内酰胺水溶液中的氨的方法，其中，在馏出氨流速相同情况下能够减少必要的能量消耗特别是耗电量的条件下通过将所述溶液在塔底的温度保持在小于或等于160℃，优选小于或等于145℃实施该方法。
更具体地，本发明包括一种蒸馏含在己内酰胺水溶液中的氨的方法，其特征在于蒸馏是在塔底温度小于或等于160℃，绝对压力小于或等于5bar的蒸馏塔中进行的，塔顶馏出氨在大于或等于10bar的压力下被压缩，然后在25℃-60℃下冷凝。
优选地，塔底的温度小于或等于145℃并且绝对压力小于或等于3.5bar。
塔顶馏出氨优选地被压缩到10-25bar的压力。
冷凝后，10-25bar压力下得到的液态氨在液/汽分离器中膨胀到塔的压力。膨胀过程中，氨部分汽化并且冷却，得到的蒸汽到达蒸馏塔的顶部，然后通过压缩机在塔顶再次压缩。将液/汽分离器中得到的液体泵送，部分作为回流液返回塔顶，另一部分回收的纯氨作为可利用的产品用泵送出。
该溶液并不要求冷凝馏出氨的外部制冷单元存在。压缩所需的能耗大约为所说制冷单元能耗的70％。
此外，由于简化了流动方式，该方法必要的投资也更少。
取决于己内酰胺的制备条件，特别是开始时水/氨基腈的摩尔比以及是否使用有机溶剂，含氨的己内酰胺水溶液中己内酰胺浓度和氨的浓度变化范围很宽。己内酰胺的浓度以溶液的总重量为基准计通常为5％-80％，并且优选20-75％。氨的浓度以溶液的总重量为基准计通常为0.85-15％，并且优选3.5-14％。
由于待蒸馏的氨的物理性质与含有氨的水溶液中的其它化合物大不相同，因此没有必要使用理论塔板数非常高的蒸馏塔。
理论塔板数大约为10的填充塔非常适合于实施本发明方法。然而，该说明性的数值在本发明的上下文中并不是绝对的。更高性能的塔只会带来更高的投资这一缺点，然而，较为低效的塔也可以非优选方式被使用。
使用的填料可以是不同制造商推荐的不规则填料或规则填料，并且按照本领域的规则筛选。
虽然由于压头损失而不甚令人感兴趣，但使用多层塔也是可能的。
取决于应用和处理能力，塔顶的气体压缩机可以是容积式压缩机类型例如往复式或螺杆式压缩机或是离心式，对于上述方法，这些技术并非穷举。
下述实施例说明本发明。该实施例和比较试验中己内酰胺的产量为8吨/小时。
实施例1带有顶部蒸汽压缩的蒸馏蒸馏具有如下组成的产品-氨9wt％-水30wt％-己内酰胺61wt％蒸馏塔的性质如下-塔板数10-回流比0.30-塔顶绝对操作压力3.5bar-塔顶温度35℃-塔底温度145℃-锅炉热负荷1.1Gcal/h-顶部压缩机的绝对输送压力14bar-顶部压缩机的能耗160kW-压缩机输送下冷凝器的热负荷0.7Gcal/h蒸馏氨后获得的己内酰胺溶液的组成如下-氨0.01wt％-水33wt％-己内酰胺67wt％
比较试验1塔顶使用制冷单元的常规蒸馏蒸馏组成如下的产品-氨9wt％-水30wt％-己内酰胺61wt％蒸馏塔的性质如下-塔板数10-回流比0.35-塔顶绝对操作压力3.5bar-塔顶温度-9℃-塔底温度145℃-锅炉的热负荷1.1Gcal/h-冷凝器的热负荷0.5Gcal/h-制冷单元的能耗冷凝温度35℃下270kW蒸馏氨后获得的己内酰胺溶液的组成如下-氨0.01wt％-水33wt％-己内酰胺67wt％从氨的分离效率看，实施例1与比较试验中的蒸馏操作完全相同。
在本发明方法中用于得到该结果的能耗明显地更低。
权利要求
1．通过蒸馏分离被包含在己内酰胺水溶液中的氨的方法，其特征在于借助塔底温度小于或等于160℃并且绝对压力小于或等于5bar的蒸馏塔进行蒸馏，塔顶蒸出的氨在大于或等于10bar绝对压力下被压缩，然后在25-60℃下冷凝。
2．权利要求1的方法，其特征在于塔底的温度小于或等于145℃，并且绝对压力小于或等于3.5bar。
3．权利要求1或2的方法，其特征在于塔顶蒸出的氨被压缩到10-25bar绝对压力下。
4．权利要求1-3中任一项的方法，其特征在于塔顶蒸出的氨通过容积式或离心式压缩机增压。
5．权利要求1-4中任一项的方法，其特征在于使用的水溶液以溶液总重量为基准计含有5-80wt％己内酰胺和0.85-15wt％氨。
6．权利要求1-5中任一项的方法，其特征在于使用的水溶液以溶液总重量为基准计含有20-75wt％己内酰胺和3.5-14wt％氨。
全文摘要
本发明涉及一种从混合物中，更具体地从氨基腈和水的反应(也被称作环化水解反应)混合物中蒸馏氨的改进方法。更特别地，本发明包括蒸馏被包含在己内酰胺水溶液中的氨的方法，其特征在于借助塔底温度小于或等于160℃、绝对压力小于或等于5bar的蒸馏塔进行蒸馏，塔顶的馏出氨被压缩到大于或等于10bar，然后在25℃－60℃下冷凝。
文档编号C01C1/10GK1318034SQ99810959
公开日2001年10月17日 申请日期1999年7月15日 优先权日1998年7月22日
发明者G·布库奈特, P·郝斯尔 申请人:罗狄亚纤维与树脂中间体公司