Способы переработки капролактамсодержащих продуктов на основе исследования их химического состава

• Автор: Дружинина, Юлия Александровна
• Шифр специальности: 02.00.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 135 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1 .ЛИТЕР АТУРНЫЙОБЗОР.

1.1. Основные методы получения капролактама в нефтехимии

1.2. Анализ примесей, образующихся на разных стадиях производства капролактама.

1.2.1. Примеси, образующиеся на стадиях окисления, дегидрирования и оксимирования

1.2.2. Примеси, образующиеся на стадии Бекмановской перегруппировки и дистилляции

1.3. Методы выделения и очистки капролактама от примесей и использование капролактамсодержащих продуктов

1.3.1. Выделение капролактама из лактамного масла

1.3.2. Использование кубов дистилляции капролактама

1.4. Получение, применение и качество адипиновой кислоты.

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1. Методика определения перманганатного индекса растворов капролактама.
2.2. Методика определения иерманганатного числа растворов капролактама.
2.3. Методика определения содержания летучих оснований в капролактамсодержащих продуктах и их концентрирование.
2.4. Выделение капролактама из лактамного масла
2.4.1. Экстракция капролактама из лактамного масла.
2.4.2. Реэкстракция капролактама из экстрагента
2.4.3. Определение содержания капролактама в рафинате и реэкстракте
2.5. Анализ кубов дистилляции капролактама. Способ их переработки
2.5.1. Гравиметрическое определение олигомеров в кубах дистилляции капролактама и их идентификация
2.5.2. Переработка кубов дистилляции окислением
2.6. Методика определения продуктов реакции в окислительной смеси
2.6.1. Определение состава кислот в окислительной смеси
2.7. Методика исследования кинетики реакции окисления
2.8. Методы анализа
2.9. Калибровка растворов капролактама.
2 Определение физикохимических свойств полученных целевых продуктов из кубов дистилляции капролактама.
21. Определение физикохимических характеристик адипиновой кислоты
22. Определение физикохимических свойств полученных эфиров
дикарбоновых кислот С4С6
3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ.
3.1. Анализ лактамного масла и идентификация примесей
3.2. Исследование экстракции капролактама из лактамного масла
3.3. Кубы дистилляции. Состав и способы переработки
3.4. Исследование процесса окисления кубов дистилляции капролактама.
3.4.1. Выбор оптимальных условий.
3.4.2. Анализ использования катализатора в процессе окисления.
3.4.3. Определение состава оксидата.
3.4.4. Исследование кинетики реакции окисления капролактамсодержащих продуктов.
4. ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Мировое производство капролактама и адипиновой кислоты, в основном, базируется на окислительной схеме из бензола через циклогексан рис. Рис. В отечественной технологии реализуется только направление I с получением капролактама. В процессах окисления, переработки оксидата и выделения каиролактама образуется более примесных соединений амины, спирты, кетоны, основания Шиффа, соли аммония и др. Они накапливаются в капролактамсодержащих продуктах в лактамном масле, кубах дистилляции. И хотя их общее количество находится в пределах 0,0, мольн. Как показывает анализ мирового и отечественного опыта, существующие на сегодня штатные методы очистки КЛ от примесей и микропримессй технически сложны, экономически неэффективны и не позволяют полностью избежать их присутствия в полиамиде. Разработка новых, нетрадиционных способов очистки капролактама от примесей, обеспечение высокого качества КЛ, отвечающего мировым стандартам актуальная задача в данном сегменте нефтехимии. Цель работы исследование химического состава капролактамсодержащих продуктов лактамное масло, кубы дистилляции, капролактам и Разработка способов их переработки с целыо повышения качества товарного капролактама. В мировой практике известны различные методы получения капролактама. Это производство капролактама из толуола, фотохимическое иитрозирование циклогексана, метод нитрования циклогексана, переработка циклогексанона в капролактам через капролактон, получение капролактама на основе анилина 4,5,6. Получение капролактама из циклогексана протекает через нитрование циклогексана азотной кислотой или двуокисью азота с последующим восстановлением нитроциклогексана в циклогексаноноксим
СО ,. Основу схемы получения капролактама из капролактона составляют реакции получения капролактона и его амидирования в капролактам
снзсоон
О СН3СООН
Капролактам получают также из анилина, который сначала гидрируют в циклогексанол в присутствии никелевого катализатора и паров воды. После выделения циклогексаиола побочные и промежуточные продукты и непрореагировавший анилин возвращают в рецикл, а циклогексанон перерабатывают в капролактам по известной технологии 4
н2яо
Эффективность указанного способа повышают, направляя процесс в сторону получения циклогексиламина с последующим окислением его в циклогексаноноксим перекисью водорода

Гидрирование анилина проводят в присутствии никелевых или кобальтовых катализаторов, особенно эффективны кобальтовые катализаторы, осажденные на окиси кальция. Окисление циклогексиламина осуществляют перекисью водорода при 0С в присутствии катализаторов солей молибденовой или вольфрамовой кислот. Циклогексаноноксим перерабатывается далее в капролактам по известному методу. Однако основными промышленными методами производства в настоящее время являются два близких по эффективности способа превращения бензола в капролактам через циклогексан мирового производства и через фенол мирового производства. В РФ капролактам получают, в основном, по окислительной схеме из бензола через циклогексан. Недостатком метода является низкая селективность степень использования бензола в целевой продукт составляет менее , количество органических побочных продуктов достигает 0,3 тонны на тонну капролактама. Важными показателями качества капролактама являются перманганатное число перманганатный индекс, характеризующее содержание в нем легкоокисляемых соединений содержание летучих оснований в капролактаме цветность водных растворов капролактама поскольку капролактам дает в воде нейтральную реакцию, его раствора является существенным показателем для оценки качества продукта. Примеси, образующиеся и накапливающиеся при производстве капролактама, даже в незначительных количествах, влияют на его показатели качества. Стоит отметить, что получаемые при окислении циклогексана спирты С1С5 сами по себе не снижают лерхманганатного числа циклогексанона, однако даже незначительный проскок спиртов и эфиров в циклогексанонректификат вызывает увеличение содержания летучих оснований в капролактаме. Это можно объяснить следующими причинами.