一種快速強化混合生產己內醯胺的方法

2023-09-18 17:58:05 2

專利名稱：一種快速強化混合生產己內醯胺的方法
技術領域：
本發明涉及一種環己酮肟Beckmarm重排製備己內醯胺的方法，更進一步說明是 在惰性溶劑存在的條件下，環己酮肟通過特殊混合方式與含有硫酸和三氧化硫的物質混 合，實現強化傳質與快速反應，以保證高收率和高成品質量的己內醯胺製備方法。
背景技術：
己內醯胺，作為聚醯胺6的單體，是一種重要的石油化工產品，廣泛應用於製造錦 綸和工程塑料。己內醯胺的製備方法較多，但質量能滿足聚合要求且經濟合理的工業方法 只有幾種。目前工業上己內醯胺生產方法主要有環己酮-羥胺法、環己烷光亞硝化法和甲 苯法等，其中前兩類方法佔據己內醯胺產量的絕大多數，均需要通過苯製備環己酮肟，再經 過Beckmarm重排成己內醯胺。具體到環己酮肟Beckmarm重排，除氣相重排工藝外，絕大多數是以發煙硫酸為反 應介質。《己內醯胺生產及應用》一書中描述，環己酮肟在110 120°C下發生液相重排反 應，生成己內醯胺硫酸酯，產物用氨水中和，得粗己內醯胺和飽和硫酸銨溶液。重排反應中 環己酮肟轉化率約100%，己內醯胺選擇性大於98. 5%。重排反應最終產物為己內醯胺，是聚合物單體，產品質量要求非常高，工藝的改變 會影響微量雜質的組成和含量，產品質量的保證需要合理的Beckmarm重排反應工藝和相 對應的專用設備。工業上環己酮肟重排過程是在低濃度發煙硫酸、高酸肟比和高溫的條件 下進行。所謂低濃度是指作為重排稀釋劑和催化劑的發煙硫酸，其游離SO3質量百分數約 8 % 20 %，具體數值視環己酮肟中水含量不同而不同。高酸肟比是指重排反應原料中硫酸 和環己酮肟的克分子比例(發煙硫酸中SO3折算為硫酸計)，一般為1. 5左右。環己酮肟重排反應熱包括肟在硫酸中的溶解熱和反應熱兩部分，其值高達
mol肟。由於環己酮肟在發煙硫酸體系中的重排反應是一個強放熱過程，如果將環己酮肟直 接與發煙硫酸反應，在保持物系中SO3濃度和宏觀酸肟比的條件下，環己酮肟在反應物料中 的摩爾分數約為0. 5，相應物料的絕熱溫升高達數百攝氏度，顯然一般的手段無法在瞬間移 走如此大的熱量以保證將反應溫度控制在所需的範圍之內。因此，實際生產過程中採用了 很大的循環比，其主要目的是降低反應物的分率，通過大循環量物料的顯熱帶走反應熱。如 DSM公司採用外循環反應器，發煙硫酸通過循環泵加入到重排循環液中，環己酮肟在重排罐 內的混合器中與循環液實現迅速混合併發生Beckmarm重排反應，反應熱導致物料產生絕 熱溫升到120°C左右，最終通過外循環冷卻器移走反應釋放的熱量。由於發煙硫酸存在下重排產物需通過氨中和才能獲得己內醯胺，酸肟比越高，單 位產品副產硫酸銨的量越大，工藝過程越不經濟。現有研究表明，簡單地降低酸量，重排產 物的品質將惡化，最終影響成品質量。另一方面，重排反應溫度過高，容易引發副反應，產物 品質也將惡化。但受到反應絕熱溫升的限制，重排反應溫度很難控制在較低值。由於重排液的粘度隨溫度和酸肟比下降而急劇上升，將造成局部混合不均勻而影 響產品質量。如前所述，反應溫度過高將導致副反應加劇，酸量的增加對應更多的副產。因此，即便採用高循環比，環己酮肟單級Beckmarm重排過程難以同時滿足低酸量和高質量的 要求。美國專利US5^4571、US7;358357、US7;351820、US7339056 和中國專利 CN1185218 公 開了多級(兩級或兩級以上)重排工藝在較低溫度和較高酸肟比條件下發煙硫酸與大部 分的肟進行反應，以保證低溫下粘度不致於太高，抑制副反應；後續在略高於前一級反應溫 度和較低酸肟摩爾比條件下與小部分肟反應，以保證反應完全，降低酸的消耗。多級重排方法需要多級外循環泵，以能耗為代價，採用的級數越多，能耗越高。另 一方面，多級重排從本質上沒有解決由於混合不均勻造成的局部過熱的問題。為解決上述 問題，美國專利US4257950公開了溶劑汽化移熱的環己酮肟Beckmarm重排方法。與蓄熱式 外循環移熱不同，環己酮肟溶解在惰性溶劑中，重排反應熱汽化溶劑產生相變，整個反應體 系不存在絕熱溫升，且在溶劑充足的情況下理論上不存在局部過熱，通過調節氣相壓力可 以將反應控制在不同溫度下進行。此外，採用溶液方式而不是熔融方式重排，能克服了現有 重排工藝環己酮肟進料易堵塞的缺點，同時使重排反應溫度進一步降低成為可能。如前所述，SOjn硫酸體系的環己酮肟Beckmarm重排是一個快速強放熱化學反應， 傳遞(特別是微觀混合行為)和反應工藝條件必須匹配，才能保證較高的收率和可靠的質 量。針對外循環蓄熱移熱方式的Beckmann重排工藝，中國專利CN200480014248. 8公開了 一種專用的混合反應方法和混合器結構，環己酮肟通過一個或多個通道加入到反應混合物 中，在保證足夠大雷諾數的湍流狀態下，反應能獲得很高的收率和很好的成品質量。然而， 上述特殊的混合反應方法與混合器結構應用到溶劑汽化移熱方式的Beckmarm重排在大規 模生產中並不合適，主要體現在(1)溶劑汽化移熱方式下，受到相變速率的影響，產物中不可避免含有溶劑，且處 於其泡點溫度，工程上很難實現大量反應物料循環。因此，不可能像外循環蓄熱那樣通過大 量循環物料稀釋反應物濃度，達到控制反應速度的效果。(2)溶劑汽化移熱方式中，環己酮肟溶液和強酸性物質直接混合，兩股物料的體積 流量差別不很大；而外循環蓄熱的移熱方式中，環己酮肟分散加入到循環產物中，且後者的 流量遠大於前者。兩股物料流量的改變將影響混合效果，從而最終影響重排產物的質量。由此可見，外循環蓄熱移熱方式的Beckmarm重排工藝有其配套的混合技術和結 構形式，但對於溶劑汽化移熱方式的重排，由於上述工程問題的難點所在，目前沒有一個較 好的解決方案來保證反應與傳質的匹配。

發明內容
本發明的目的旨在提供一種Beckmarm重排製備己內醯胺的方法，在保證環己酮 肟徹底轉化的同時，抑制副反應過程，降低原料消耗並保證產品質量。一種混合生產己內醯胺的方法，所採用的設備包括射流混合器和攪拌釜，射流混 合器的軸向通道出口設置於攪拌釜氣相空間外周緣；環己酮肟-惰性有機溶劑的溶液作為 連續相通過射流混合器軸向通道，含有硫酸和三氧化硫的強酸性物質作為分散相通過射流 混合器徑向，連續相及分散相快速混合後發生Beckmarm重排反應，產物在後續攪拌釜中實 現氣液分離後，得到己內醯胺硫酸酯。通過發明人所特殊設計的射流混合器內，環己酮肟-惰性有機溶劑的溶液與含有硫酸和三氧化硫的物質快速混合，由於Beckmarm重排速度很快，反應在混合器中就已立即 進行。射流混合器軸向通道出口與攪拌反應釜氣相空間圓周相切，混合反應產物氣液分離 後，得到己內醯胺硫酸酯。射流混合器為類似文丘裡式喉管結構，含有環己酮肟和惰性溶劑 的物料以主體速度U沿軸向高速通過射流混合器軸向通道，形成一個高度紊亂的湍流場。 在喉管即射流混合器軸向通道最窄處圓周上開有多個孔徑為d的微孔，或者開有間距為d 的環隙，含有硫酸和三氧化硫的強酸性物質以相對較小的流量從微孔或者環隙沿徑向噴入 湍流場中，線速度為uQ。通過調節軸向流量或者改變射流混合器軸向通道直徑，能保證含有環己酮肟的物 料通過喉管時有足夠大的主體速度，流體擴張後能夠形成負壓，有效地將噴入的強酸性物 質卷吸。宏觀上物料不斷地被分散成微團並被輸送到更大尺度的外部區域，微觀上粘性變 形力使微團被拉伸，達到較好的混合效果。發明人通過研究發現，本發明所述的Beckmarm重排反應的快速強化混合方法中， 軸向主體速度和徑向流體線速度及其比值是保證快速混合與傳質效果的關鍵。為保證軸向 有足夠大的速度，發明人選取流量較大的反應物料作為連續相沿軸向通過喉管即射流混合 器的軸向通道。對於溶劑取熱方式的Beckmarm重排反應，含有環己酮肟的惰性烷烴溶液流 量大於含有硫酸和三氧化硫的強酸性物質，因此選用環己酮肟溶液作為連續相，強酸性物 質作為分散相。儘管如此，軸向主體速度仍可能偏低，可通過改變喉管直徑或形狀，或者改 變環己酮肟溶液濃度，以獲得較高的混合速度。所述的Beckmarm重排反應的快速強化混合方法中，喉管截面即射流混合器軸向 橫截面的形狀為圓形，或者圓環形。當截面為圓形時，減少圓形內徑可在流量恆定的情況下 提高軸向主體速度U。但是，內徑的減小也導致喉管圓周的減小，可能不夠開設足夠多的小 孔，或者在孔數、孔徑或環隙寬度一定時，徑向強酸性物質的線速度Utl太高，軸向與徑向速 度比失調而影響混合效果。可採用的解決方法為在射流混合器軸向通道上設置圓形堵頭， 則對應喉管截面為圓環形，在不改變喉管圓周和流量的前提下，可高效的提高軸向主體速 度。所述的Beckmarm重排反應的快速強化混合方法中，環己酮肟溶液作為連續相通 過軸向進入混合器，軸向圓形內徑為10 200mm，當設置圓形堵頭時，軸向圓環外徑為40 200mm,圓環內外徑差值為1 10mm。所述的Beckmarm重排反應的快速強化混合方法中，含硫酸和三氧化硫的強酸性 物質作為分散相通過徑向進入混合器，射流混合器軸向外殼上開設多個小孔，各孔均勻分 布，圓孔數為2 100，圓孔內徑d為1 10mm，或者射流混合器軸向外殼上開設有環狀間 隙，環隙寬度d為1 10mm。所述的多個圓孔或環狀間隙設置於軸向外殼最小內徑的周緣處。所述的Beckmarm重排反應的快速強化混合方法中，射流混合器的軸向和徑向流 體速度存在一個合適範圍連續相環己酮肟溶液主體速度U為1 40m/s，含硫酸和三氧化 硫等強酸性物質的分散相線速度U0為1 40m/s。速度不足將導致局部混合不均勻，重排 反應收率偏低，成品質量下降；速度過高將導致停留時間不足，混合器中環己酮肟轉化率偏 低，最終也影響成品質量。連續相與分散相合適的速度比為0.2 1 5 1。所述的Beckmarm重排反應的快速強化混合方法中，軸向環己酮肟-惰性烷烴溶液是指環己酮肟溶解在碳原子數為4 10的烷烴，或環烷烴，或它們的混合物中。烷烴的碳 鏈長度不同，對應的正常相變溫度不同，重排反應就能控制在不同溫度下進行。所述的Beckmarm重排反應的快速混合方法中，軸向環己酮肟-惰性烷烴溶液的環 己酮肟質量百分數為5% 50%，具體取決於所選溶劑的種類。溶液濃度過高，重排反應存 在明顯的絕熱溫升，很難控制在穩態操作；溶液濃度過低，將增加後續溶劑回收的能耗。所述的Beckmarm重排反應的快速混合方法中，徑向強酸性物質為含有硫酸和三 氧化硫的混合物。三氧化硫含量不同的發煙硫酸是溶劑汽化移熱方式Beckmarm重排反應 的優選原料。含有硫酸和三氧化硫的己內醯胺硫酸酯也可與環己酮肟發生Beckmarm重排 反應，這種方式可應用於多級重排過程的後幾級。甲苯法己內醯胺工藝中環己基甲酸亞硝 化的產物由於含有硫酸、三氧化硫和己內醯胺，也適宜作為重排反應的原料。所述的Beckmarm重排反應的快速混合方法中，徑向強酸性物質根據其來源種類 不同，三氧化硫的質量百分數為3 % 65 %。本發明基於對溶劑移熱方式環己酮肟Beckmarm重排的以下認識(1)反應的半衰期與混合的半衰期接近或更小，其本徵速率大於混合速率，即在達 到分子尺度的均勻混合之前，反應可能完成了相當大部分。因此，通過強化混合提高傳質速 率能有效降低反應物料的局部非均勻狀態，從而避免可能發生的副反應。(2)溶劑移熱方式重排反應溫度相對外循環蓄熱移熱方式重排工藝較低，因此，在 強化混合的同時需保證足夠的停留時間，以保證高環己酮肟轉化率。基於上述認識，通過選取合適的環己酮肟-惰性烷烴溶液濃度值，實現Beckmarm 重排反應熱和惰性烷烴汽化相變熱之間的平衡；通過設計特殊的混合器強化傳質，實現傳 遞速度和反應速度的匹配，保證絕大多數環己酮肟在混合器中混合均勻，反應完全，恆溫且 可控，以確保重排產物質量可靠。對比已有的涉及發煙硫酸作用下的環己酮肟Beckmarm重排製備己內醯胺的工藝 方法，本發明所提供的方法主要體現出以下不同(1)現有環己酮肟與發煙硫酸Beckmarm重排的工業技術全部採用大循環量物料 蓄熱方式移走反應放熱，通過重排產物稀釋反應物濃度，利用物料的循環量控制反應的絕 熱溫升；而本發明採用的是環己酮肟-惰性烷烴溶液汽化方式移走反應放熱，通過惰性溶 劑稀釋反應物濃度，利用溶劑的相變熱控制反應的絕熱溫升。(2)現有環己酮肟與發煙硫酸Beckmarm重排的工業技術中，混合器中環己酮肟與 重排產物己內醯胺硫酸酯發生反應，發煙硫酸在混合器外的循環管線上加入；而本發明中 環己酮肟-惰性烷烴溶液與含有硫酸和三氧化硫的強酸性物質在混合器中直接混合併發 生重排反應。(3)現有環己酮肟與發煙硫酸Beckmarm重排的工業技術中，為保證傳質效果，相 對大流量的重排產物己內醯胺硫酸酯為連續相通過混合器，熔融環己酮肟為分散相加入到 混合器中；而本發明中以相對大流量的環己酮肟-惰性烷烴溶液為連續相，含有硫酸和三 氧化硫的強酸性物質為分散相。(4)現有環己酮肟與發煙硫酸Beckmarm重排的工業技術中，連續性沿軸向通過截 面為圓型的喉管，分散相採用多孔噴射方式沿徑向加入；而本發明中為保證混合線速度，軸 向加入的連續相所通過的截面為圓型或圓環型，徑向加入的分散相採用多孔噴射或環隙噴射方式。本發明的關鍵創新點能克服溶劑汽化移熱方式的Beckmarm重排反應在工業化過 程中的難點，實現工程放大。同時，相對於現有的外循環蓄熱移熱方式重排工藝有顯著改 進，可降低硫酸消耗，提高產品質量，產生很好的經濟價值，主要體現在以下方面(1)環己酮肟溶液進料方式能解決重排反應帶來的粘度上升等問題，無需通過硫 酸過量來降低物料粘度，利於減少硫酸消耗。(2)直接混合的汽化移熱方式Beckmarm重排由於反應溫度較低，重排後產物的滴 定值下降，對應成品的PM值上升，光密度值下降，質量更有保證。(3)特殊設計的混合方式在強化傳質的同時，保證了反應所需的停留時間，能提高 環己酮肟的轉化率，有效地保證產物質量。本發明所提供的反應過程在下述工藝範圍內能得到較高的收率和較好的產品質 量選用的惰性有機溶劑為碳原子數4 10的烷烴或環烷烴，或它們的混合物，優選 環己烷、正己烷或兩者的混合物。環己酮肟-惰性有機溶劑的濃度為5% 50%，優選10% 20%。選用強酸性物質為發煙硫酸，或己內醯胺硫酸酯，或環己基甲酸亞硝化產物，優選 三氧化硫質量分率為8% 20%的發煙硫酸。環己酮肟-惰性有機溶劑的溶液作為連續相通過混合器軸向，含有硫酸和三氧化 硫的強酸性物質作為分散相通過混合器徑向。優選連續相通過的混合器截面為圓環型，線速度為5 20m/s。優選分散相通過的混合器截面為多個圓孔，孔徑為2 3mm，線速度為5 20m/s。本發明還提供了一種用於上述方法的設備，所採用的設備包括射流混合器和攪拌 釜，射流混合器的軸向通道出口設置於攪拌釜氣相空間外周緣；所述的射流混合器軸向外 殼上均勻分布的有多個圓孔或者環狀間隙，在圓孔或環狀間隙處有徑向通道與之連通；所 述的射流混合器的軸向通道有一處為最小內徑，且該處的軸向橫截面為圓形或者圓環型。所述的射流混合器軸向橫截面為圓環採用的是在橫截面所處位置中間設有一圓 形堵頭。所述的多個圓孔或者環狀間隙設置於射流混合器的軸向通道最小內徑的周緣處。所述的圓形內徑為10 200mm，或者圓環外徑為40 200mm，圓環內外徑差值為 1 IOmm0


圖1為本發明的設備結構示意圖。圖2為圖1的俯視圖。圖3為本發明射流混合器的結構圖。1-射流混合器 2-射流混合器的軸向外殼4-攪拌釜5-氣相空間7-圓孔8-射流混合器的徑向通道A-連續相環己酮肟-惰性有機溶劑的溶液；
3-軸向通道出口 6-堵頭
9-射流混合器軸向通道
B-分散相含有硫酸和三氧化硫的強酸性物質。
具體實施例方式下面結合實施例對本發明做進一步說明，實施例不應該解釋為對本發明範圍的限 制。重排產物後續處理取待分析樣品5g(精確到0. OOOlg)，加15g冰水混合物攪拌， 使其充分水解。加20g冰水，強烈攪拌下加入4mol/L的NaoH中和至PH = 7_8，將中和後樣 品放至IOOml容量瓶中，用蒸餾水稀釋至刻度。採用高效液相色譜法分析環己酮肟濃度。採用氧化還原滴定測量還原性物質總量，即滴定值。取潔淨乾燥的IOOml燒杯，於 電子天平上稱取1. Og (精確至0. 0001)重排混合物樣品，放入20ml蒸餾水，20ml硫酸，在磁 力攪拌器上攪拌均勻，用0. lmol/L高錳酸鉀滴定，至高錳酸鉀的紫紅色保持30秒不褪色為 止。滴定值=A/W，其中A——滴定消耗的高錳酸鉀的毫升數；W——樣品克數。實施例1 以發煙硫酸為酸源，催化環己酮肟重排生產己內醯胺，通過單射流混合器實現傳 質與反應，溶劑汽化移熱控制反應溫度。環己酮肟以12087. 7kg/h的流量與68500. 6kg/h 的正己烷充分混合，獲得環己酮肟濃度為的15% wt環己酮肟-正己烷溶液，其質量流率和 體積流率分別為為80588. 3kg/h和120. 55m3/h。環己酮肟溶液通過混合器軸向進入，喉管 內徑為45mm，喉管速度約21. Om/s。混合器喉管最窄處圓周均勻分布多個小孔。重排反應另一原料為SO3含量為 20. 0% (質量分率)的發煙硫酸，以15047. 6kg/h的流量通過孔道沿徑向進入噴嘴內部，與 軸向進料混合併發生反應，相應體積流率為8. 13m3/h。小孔內徑為2mm，孔數為45時，發煙 硫酸線速度約16. Om/s。射流混合器出口與靜態混合器連接，長度為800mm，其軸向與攪拌 反應釜氣相擴大段上圓周相切。產物在攪拌反應釜氣相空間進行氣液分離，攪拌反應釜有 效體積1. Om3。在上述流量和組成下，混合器內停留時間約0. 05秒，攪拌釜內停留時間約3min， 重排反應溫度為68°C，酸肟摩爾比約為1. 50。高效液相色譜法檢測重排產物中環己酮肟小 於1 μ g/g，重排液滴定值為0. 8，經後續中和、萃取、蒸餾後，成品己內醯胺^Onm吸光值為 0. 05。實施例2 以環己基甲酸亞硝化產物為酸源，其典型組成為環己基甲酸23. 1% (質量百分 數，下同)，三氧化硫11. 3 %，硫酸觀.2 %，正己烷18. 3 %，己內醯胺16.0%，其餘為副產物。 進一步催化環己酮肟重排生產己內醯胺，以降低單位己內醯胺的硫酸銨副產量。採用雙射流混合器，軸向進料為15% wt的環己酮肟溶液，其質量流率為8060 / h，相應體積流率120. 6m3/h。喉管進料的物料粘度為0. 873mPas，溫度為39. 3°C，喉管內徑 為79mm，堵頭直徑為70mm，喉管速度約16m/s，混合器喉管最窄處圓周開設有環隙，環己基甲酸亞硝化產物由喉管環隙處沿圓周均勻分布進入混合器，其質量流率為567妨kg/h，相應體積流率53. 48m3/h。環屑進料的物 料粘度為3. ImPas，溫度為71°C。環隙寬度為3mm時，亞硝化產物線速度約為10m/S。每個 混合器出口均與靜態混合器連接，長度為1000mm，其軸向與攪拌反應釜氣相擴大段上圓周 相切。產物在攪拌反應釜氣相空間進行氣液分離，攪拌反應釜有效體積2. 3m3。在上述流量和組成下，混合器內停留時間約0. 1秒，攪拌釜內停留時間約3min， 重排反應溫度為73°C，酸肟摩爾比約為1.35。高效液相色譜法檢測重排產物中環己酮肟 約2μ g/g，重排液滴定值為2. 3，經後續中和、萃取、蒸餾後，成品己內醯胺^Onm吸光值為 0. 10。實施例3 以環己基甲酸亞硝化產物為酸源，首先採用離心分離的方法脫出輕相正己烷，重 相組成為環己基甲酸觀.1% (質量百分數，下同)，三氧化硫13.0%，硫酸34.6%，己內醯 胺19.8%，其餘為副產物。進一步催化環己酮肟重排生產己內醯胺，以降低單位己內醯胺的
硫酸銨副產量。採用雙射流混合器，噴嘴的軸向進料為12% wt的環己酮肟溶液，其質量流率為 100730kg/h，相應體積流率150. 68m3/h。喉管內徑為51mm，堵頭直徑為41mm，喉管速度約 29. Om/s,軸向除堵頭外為整體，喉管最窄處徑向開40個3孔均勻分布，環己基甲酸亞 硝化產物由喉管孔道沿圓周進入噴嘴內部，與軸向進料混合併發生反應，其質量流率為 4637^g/h，相應體積流率33. 13m3/h，亞硝化產物線速度約16. 3m/s。每個混合器出口均與 靜態混合器連接，長度為1000mm，其軸向與攪拌反應釜氣相擴大段上圓周相切。產物在攪拌 反應釜氣相空間進行氣液分離，攪拌反應釜有效體積2. 3m3。
權利要求
1.一種混合生產己內醯胺的方法，所採用的設備包括射流混合器和攪拌釜，射流混合 器的軸向通道出口設置於攪拌釜氣相空間外周緣；環己酮肟-惰性有機溶劑的溶液作為連 續相通過射流混合器軸向通道，含有硫酸和三氧化硫的強酸性物質作為分散相通過射流混 合器徑向，連續相及分散相快速混合後發生Beckmarm重排反應，產物在後續攪拌釜中實現 氣液分離後，得到己內醯胺硫酸酯。
2.根據權利要求1所述的方法，所述的連續相主體速度為1 40m/s，所述的分散相線 速度為1 40m/s，連續相與分散相的速度比為0.2 1 5 1。
3.根據權利要求1所述的方法，所述的射流混合器的軸向有一處為最小內徑，且該處 的軸向橫截面為圓形或者圓環型。
4.根據權利要求3所述的方法，在射流混合器的軸向通道上設有一圓形堵頭使得射流 混合器軸向橫截面為圓環型。
5.根據權利要求3所述的方法，所述的圓形內徑為10 200mm，或者圓環外徑為40 200mm,圓環內外徑差值為1 10mm。
6.根據權利要求1所述的方法，所述的射流混合器軸向外殼上開設有多個圓孔或者環 狀間隙；在圓孔或環狀間隙處有徑向通道與之連通。
7.根據權利要求6所述的方法，所述的多個圓孔或者環狀間隙設置於軸向外殼最小內 徑的周緣處。
8.根據權利要求3-7任一項所述的方法，連續相通過橫截面為圓環型射流混合器的線 速度為5 20m/s ；分散相的線速度為5 20m/s ；射流混合器軸向外殼為多個圓孔，孔徑為 2 3mm0
9.根據權利要求1所述的方法，所述的連續相環己酮肟-惰性有機溶劑的溶液中，環己 酮肟的質量百分數為5% 50%。
10.根據權利要求1所述的方法，所述的惰性有機溶劑為碳原子數4 10的烷烴或環 烷烴，或它們的混合物。
11.根據權利要求1所述的方法，所述的分散相含有硫酸和三氧化硫的強酸性物質為 發煙硫酸，或己內醯胺硫酸酯，或環己基甲酸亞硝化產物。
12.根據權利要求1所述的方法，所述的分散相中三氧化硫的質量百分數為3% 65%。
13.一種用於權利要求1-12所述方法的設備，所採用的設備包括射流混合器和攪拌 釜，射流混合器的軸向通道出口設置於攪拌釜氣相空間外周緣；所述的射流混合器軸向外 殼上均勻分布的有多個圓孔或者環狀間隙，在圓孔或環狀間隙處有徑向通道與之連通；所 述的射流混合器的軸向通道有一處為最小內徑，且該處的軸向橫截面為圓形或者圓環型。
14.根據權利要求13所述的設備，所述的射流混合器軸向橫截面為圓環採用的是在橫 截面所處位置中間設有一圓形堵頭。
15.根據權利要求13所述的設備，所述的多個圓孔或者環狀間隙設置於射流混合器的 軸向通道最小內徑的周緣處。
16.根據權利要求13所述的設備，所述的圓形內徑為10 200mm，或者圓環外徑為 40 200mm，圓環內外徑差值為1 10mm。
全文摘要
本發明公開了一種快速強化混合生產己內醯胺的方法，環己酮肟-惰性溶劑的溶液以連續相的形式通過特殊設計的射流混合器的軸向，與徑向以分散相形式加入的含有硫酸和三氧化硫的強酸性物質混合，並發生Beckmann重排反應，在攪拌釜氣相空間反應熱通過汽化溶劑的方式移出。在較高線速度和較低反應溫度下重排能達到較優的傳質和反應效果，硫酸消耗下降，產品質量提高。
文檔編號C07D223/10GK102127017SQ20111000701
公開日2011年7月20日 申請日期2011年1月13日 優先權日2011年1月13日
發明者吳劍, 羅和安, 袁霞 申請人:湘潭大學