一種提高環己酮肟質量和收率的設備系統。本實用新型設備系統包括依次通過管線連通的直接氨肟化反應器、膜分離器、有機溶劑萃取塔和二次肟化反應器。本實用新型設備系統在包括直接氨肟化反應器的基礎上，還包括二次肟化反應器，通過兩者的結合，使得直接氨肟化未完全反應的環己酮以及反應中間體環己基亞胺進一步反應，提高環己酮肟的有效轉化率，降低環己酮肟單耗，避免了采用加入過量過氧化氫來提高收率，減少了氮氧化物的排放以及某些雜質的生成。

技術領域

本實用新型屬于環己酮肟制備領域，具體涉及一種提高環己酮肟質量和收率的設備系統。

背景技術

目前，己內酰胺主要由環己酮肟通過貝克曼重排轉位來制備，制備環己酮肟的主要工藝有拉西法（硫酸羥胺法）、HPO法（磷酸羥胺法）、NO還原法和直接氨肟化法。拉西法是采用環己酮和硫酸羥胺進行肟化反應得到環己酮肟。其中，硫酸羥胺是采用二氧化硫還原亞硝酸銨來制備的，該工藝非常成熟，是最早成功的工藝路線，但是由于副產的硫酸銨較多，得到硫酸羥胺的質量一般，因此，目前新建裝置已經較少采用拉西法。NO還原法雖然也采用硫酸羥胺和環己酮反應生成環己酮肟，但其硫酸羥胺是在催化劑條件下利用氫氣還原NO得到，副產硫酸銨比拉西法少，硫酸羥胺質量好，環己酮的肟化轉化率達到99.98%以上，即環己酮的肟化轉化率接近100%，得到高質量的環己酮肟，進而通過貝克曼重排轉位得到高質量的己內酰胺。因此，采用NO還原法使得后續己內酰胺的純化工藝也十分簡單高效。目前還有一些裝置在采用此方法，生產高質量的己內酰胺。

磷酸羥胺（HPO）法制備環己酮肟，是環己酮和磷酸羥胺在酸性條件下進行肟化反應，通過甲苯逆流萃取，一定程度上加快肟化反應的進行，且使平衡反應有利于生成環己酮肟，同時還采用脈沖肟化塔和磷酸羥胺過量的條件來促進肟化反應的進行。但是磷酸母液需循環使用，在經萃取和汽提后，仍然含有100ppm左右的環己酮肟等有機雜質，隨后用此磷酸母液來吸收氧化氮氣體，生成磷酸、硝酸和亞硝酸混合液，這些有機物中的環己酮肟在酸性條件下必然會分解生成環己酮和羥胺，并且會被硝酸氧化成環己酮深度氧化雜質。由于磷酸母液循環流量是環己酮肟流量的10倍，這樣磷酸羥胺（HPO法）工藝生產的環己酮肟就會含有1000ppm-2000ppm的有機雜質，因此需要設計離子交換或者水溶液加氫等的工藝來純化生成的己內酰胺，而且生產的己內酰胺質量還是不如BASF的NO還原法的好。由此可以看出，無論后續己內酰胺純化工藝如何加強，環己酮肟的質量問題才是決定最終己內酰胺質量的關鍵核心。而解決環己酮肟的質量問題，首要的還是提升環己酮肟化轉化率的問題。

相比于其他三種工藝，直接氨肟化法生產的己內酰胺雖然流程最為簡單，副產硫酸銨最少，但是仍然面臨著產品質量較差和環己酮單耗較高（環己酮肟化轉化率低）的問題。

傳統的環己酮直接氨肟化以氨、雙氧水和環己酮為原料，以鈦硅分子篩為催化劑，以叔丁醇水溶液為溶劑。其反應機理被認為主要是羥胺機理：反應過程中，小分子的氨和過氧化氫擴散進入鈦硅分子篩孔道，氨在鈦硅分子篩的孔道中被過氧化氫氧化，生成羥胺；由于分子篩中的二氧化硅是弱酸性，羥胺在鈦硅分子篩孔道中相對穩定，羥胺再擴散到鈦硅分子篩的表面，與叔丁醇水溶液中的環己酮生成環己酮肟。CN103382163A 、CN204079842U、CN101781232A等文獻都認為此直接氨肟化反應的環己酮肟化轉化率能夠達到99.5%以上。

CN105837468B、WO/2016/112814分別公開了一種無叔丁醇的直接氨肟化的工藝，該工藝將叔丁醇替換為水，直接采用環己酮有機相、水相和催化劑固相的三項非均相體系。該方法雖然減少了回收叔丁醇需要的蒸汽消耗，根據其文獻得知，其一步環己酮的肟化轉化率被報道超過99.9%，但是在實施過程中，環己酮的單耗以及環己酮肟質量上并沒有得到改善。