【正文】 環(huán)己酮，則會(huì)引起環(huán)己酮聚縮合反應(yīng)并釋放出水：釋放出的水使游離SO3減少，導(dǎo)致環(huán)己酮肟水解成環(huán)己酮和羥胺，這種游離態(tài)的環(huán)己酮又進(jìn)行反應(yīng)生成更多的水，這些水進(jìn)一步降低了游離SO3含量，并導(dǎo)致Neber重排反應(yīng)的發(fā)生，影響最終產(chǎn)品的質(zhì)量。環(huán)己酮除了反應(yīng)生成水外，也會(huì)與SO3反應(yīng)，生成SO2和環(huán)己烷。另外，環(huán)己酮肟中不飽和雜質(zhì)的多少還會(huì)影響最終產(chǎn)品質(zhì)量的另一個(gè)指標(biāo)：PN值。這是因?yàn)樵陔炕A段不飽和的環(huán)己酮被磷酸羥胺肟化，最終不可避免的轉(zhuǎn)化為不飽和的己內(nèi)酰胺，進(jìn)而導(dǎo)致PN值下降。 其他副產(chǎn)物對(duì)重排反應(yīng)的影響在重排反應(yīng)中，除發(fā)生最多的副反應(yīng)Neber反應(yīng)外，在對(duì)重排不利的反應(yīng)條件下，還會(huì)產(chǎn)生第二個(gè)副反應(yīng)即Beckmann裂變反應(yīng)。肟和發(fā)煙硫酸起裂變反應(yīng)生成己烯腈，然后被濃硫酸起部分皂化，成為不飽和己烯胺。因?yàn)檫@個(gè)反應(yīng)很復(fù)雜，在此就不逐一寫出方程式，僅給出總的反應(yīng)方程式：該物質(zhì)在后續(xù)加工時(shí)在加氫部分它的雙鍵被氫化，在最終產(chǎn)品中得到飽和己烷胺和揮發(fā)性堿高的物質(zhì)，這就是最終產(chǎn)品揮發(fā)性堿波動(dòng)的原因之一。當(dāng)裂變反應(yīng)有和Neber反應(yīng)一樣有利的條件時(shí)，其作用就不僅僅是增加成品的揮發(fā)性堿含量，還會(huì)增加消光度。附：當(dāng)反應(yīng)溫度過低（聯(lián)鎖控制溫度為73℃，mol比過低，或SO3過低，循環(huán)量低或沒有循環(huán)時(shí)，會(huì)導(dǎo)致不完全的反應(yīng)或反應(yīng)停止導(dǎo)致肟在重排系統(tǒng)內(nèi)積累，并引起不安全情況發(fā)生） 二步重排新工藝的開發(fā)現(xiàn)二步重排流程基本與原重排崗位相同，只是在環(huán)已酮肟送至重排崗位時(shí)有一分支送至二步重排，同時(shí)，所使用的發(fā)煙硫酸從102酸改為105酸，SO3含量從8%提高至20%，在二步重排中，酸只在一步反應(yīng)中加入，二步重排肟與一步重排產(chǎn)生的轉(zhuǎn)位脂混合后經(jīng)循環(huán)泵送至二步重排反應(yīng)器，在一步重排反應(yīng)中，反應(yīng)溫度控制在100℃，二步重排反應(yīng)中，反應(yīng)溫度控制在110℃。 重排系統(tǒng)中，最關(guān)鍵的設(shè)備是混合器，該設(shè)備關(guān)系到重排脂的混合效果，肟在系統(tǒng)中的反應(yīng)主要依靠該設(shè)備完成，混合器的工作好壞直接影響重排反應(yīng)和成品質(zhì)量。在原重排系統(tǒng)中，在改為兩步重排時(shí)，對(duì)混合器進(jìn)行了改造，在一步重排中，小孔數(shù)從40個(gè)增加至58個(gè)，在二步重排中，小孔數(shù)未變，至于改變的原因及效果如何在下面我們將進(jìn)行專門敘述。 混合器的改變對(duì)重排反應(yīng)的影響從前面寫出的重排反應(yīng)方程式可以知道，重排反應(yīng)是強(qiáng)放熱反應(yīng)，為了提高重排反應(yīng)收率和重排脂質(zhì)量，在重排系統(tǒng)中需要快速將反應(yīng)熱移走并能使得物料瞬間混合并反應(yīng)完成，這就需要有大的循環(huán)量及高的進(jìn)料速度。在原重排反應(yīng)中，循環(huán)量為240m3/h，經(jīng)過二步重排改造后，通過更換循環(huán)泵、擴(kuò)大進(jìn)料管線等措施，將循環(huán)量提高至420 m3/h，循環(huán)量提高了近75%。前面我們已經(jīng)提過，現(xiàn)兩步重排與改造前的一步重排相比較在混合器上有較大的差別，更改原因如下：在原重排設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力下， m3/h左右，按照公式V=πr2u可計(jì)算出，肟進(jìn)入重排反應(yīng)器的流速為：=4=。改造為兩步重排后，，同樣，根據(jù)上述公式V=πr2u可計(jì)算出肟進(jìn)入一步重排反應(yīng)器的流速為：=4= m/s；肟進(jìn)入二步重排反應(yīng)器的流速為：=4= m/s；根據(jù)以上三個(gè)數(shù)據(jù)可以看出，改造后的系統(tǒng)肟進(jìn)料速度提高了很多。因此，通過增大循環(huán)量和進(jìn)料速度，為我們對(duì)工藝參數(shù)的改變提供了可能，我們可以據(jù)此對(duì)摩爾比、溫度等條件進(jìn)行改變，同時(shí)也使得重排脂的質(zhì)量有了一定的提高，~~。第4章 重排效益比較在重排反應(yīng)中，摩爾比的高低不但對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量有重要的影響，而且直接關(guān)系到副產(chǎn)物硫酸銨的量，在實(shí)際生產(chǎn)中，根據(jù)經(jīng)濟(jì)上的考慮均需盡可能多生產(chǎn)己內(nèi)酰胺，減少副產(chǎn)物硫酸銨，這也是我們?yōu)槭裁催x用HPO（磷酸羥胺法）而不用HSO（硫酸羥胺法）的主要原因，因此，在生產(chǎn)過程中，我們就要嚴(yán)格控制mol比，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)，盡可能減少AS的生成。以下為一步重排崗位、二步重排崗位的摩爾比數(shù)據(jù)：；，；根據(jù)前面所說，摩爾比對(duì)重排反應(yīng)有著重要影響，以下我們結(jié)合各反應(yīng)條件對(duì)重排的影響，分析這些反應(yīng)條件變化對(duì)產(chǎn)品消耗的影響（主要對(duì)硫酸胺）一步重排反應(yīng)條件：反應(yīng)溫度125℃，SO3含量8%，；二步重排反應(yīng)條件：一步反應(yīng)溫度100℃，SO3含量20%，；二步反應(yīng)溫度110℃，SO3含量10%，；在一步重排反應(yīng)條件下，%；在兩步重排反應(yīng)條件下，查前面所列表可知，100℃，游離SO3含量為20%時(shí)，重排收率為99%；100℃，SO3含量10%時(shí)，%；根據(jù)本文前面計(jì)算所得，%；通過以上數(shù)據(jù)我們可以看出，隨著工藝條件的改變，己內(nèi)酰胺收率在上升，同時(shí)，摩爾比在下降，這正是重排生產(chǎn)中我們所關(guān)注的焦點(diǎn)和希望達(dá)到的目標(biāo)。在一步重排反應(yīng)中，根據(jù)摩爾比定義：M=（mol SO3+ molH2SO4）/ mol己內(nèi)酰胺 H2SO4，按照1mol H2SO4生成1mol硫酸胺的方程式計(jì)算：可得：X=3 mol Y=因此，可知生產(chǎn)1 mol 己內(nèi)酰胺 ，耗用3 mol氨水，折成液氨也為3 mol，己內(nèi)酰胺分子量為113，硫酸銨分子量為122，氨分子量為17，H2SO4分子量為98故年產(chǎn)50000T己內(nèi)酰胺會(huì)產(chǎn)生硫酸銨=50000122耗用氨=50000173/113=22566 T，，1999年對(duì)重排系統(tǒng)進(jìn)行了改造，將原有的一步重排改為兩步重排，第二步反應(yīng)中不再加酸，，因?yàn)殡抗┝系?0%~85%是在一步重排反應(yīng)，反應(yīng)溫度為100℃條件下，收率為99%，所以不但保證了重排反應(yīng)的選擇性，而且降低了酸耗。在現(xiàn)有兩步重排反應(yīng)條件下，生產(chǎn)1 ，按兩步重排情況下的產(chǎn)量70000T己內(nèi)酰胺計(jì)算需耗用氨約=7000017耗用酸約=7000098生產(chǎn)硫胺約=70000122則每噸己內(nèi)酰胺耗氨=耗酸約=產(chǎn)生硫銨約=因此目前兩步重排與改造前的重排相比，，按目前價(jià)格計(jì)算（氨：1100元/噸，發(fā)煙硫酸：550元/噸），550+1100=，故年產(chǎn)70000噸己內(nèi)酰胺，共可節(jié)約=70000=以上價(jià)值只考慮了酸、氨兩項(xiàng)原料的成本，其余輔助原料及公用工程使用情況暫未考慮。由此可看出，工藝經(jīng)過改造后，在成本方面有很大的節(jié)約。第5章 結(jié)論通過不斷的試驗(yàn)和摸索，我們成功地將一步重排改造為二步重排，并在實(shí)際生產(chǎn)中不斷優(yōu)化，得出最佳工藝條件如下：第一步；反應(yīng)溫度98℃，~，反應(yīng)時(shí)間30分鐘；第二步；反應(yīng)溫度105℃，~，反應(yīng)時(shí)間30分鐘。環(huán)已酮肟和循環(huán)混合物在第一反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)，反應(yīng)后的混合物與煙酸混合經(jīng)循環(huán)冷卻返回反應(yīng)器，反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)入第二步的循環(huán)泵進(jìn)口混合后進(jìn)入第二反應(yīng)器與加入的肟反應(yīng)，此流程不僅試驗(yàn)證明是可行的，并已經(jīng)成功運(yùn)用于實(shí)際生產(chǎn)，取得了良好的效果。在二步重排成功的基礎(chǔ)上，我們也著手進(jìn)行三步重排的研究。已內(nèi)酰胺生產(chǎn)過程中二步重排工藝的開發(fā)利用和運(yùn)用，已經(jīng)填補(bǔ)了國內(nèi)的空白，通過了技術(shù)成果的鑒定。參考文獻(xiàn)[1] 王樸，張軍. 環(huán)已酮肟重排制備已內(nèi)酰胺的改進(jìn). 大學(xué)化學(xué)，1990，5 (40)：53[2] 陳德芳. 已內(nèi)酰胺生產(chǎn)中環(huán)已酮重排過程的探討. 合成纖維工業(yè)，1992，15：44~49[3] Kusama Hiroyuki. 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