-
Технологический регламент № 23/5 книга 1, стр.
71 из 326
3 Описание технологического процесса и схемы производства цеха
Процесс получения капролактама (лактама) состоит из следующих стадий:
1 Оксимирование (потоки А и В).
2 Перегруппировка и нейтрализация (потоки А и В).
3 Экстрагирование (потоки А и В).
4 Ионообменная очистка (потоки А, В, С)
5 Выпаривание воды из водного раствора капролактама (потоки А и В)
6 Дистилляция капролактама (потоки А, В, С).
7 Кристаллизация капролактама (барабанная установка потоки А, В, С, ленточная установка потоки А и В).
В связи с тем, что технологический процесс и схема получения лактама на потоках А и В стадий синтеза, экстрагирования, ионообмена, выпаривания, кристаллизации аналогичны друг другу, описание технологического процесса и схемы получения лактама приводится для потока А.
В связи с тем, что технологический процесс и схема производства стадии дистилляции лактама на потоках А и С аналогична друг другу описание приводится для потока А.
Описание схемы производства потока С стадии ионнообменой очистки, потока В стадии дистилляции лактама, потока С стадии кристаллизации приводится отдельно.
3.1 Стадия оксимирования
3.1.1 Описание технологического процесса оксимирования
Циклогексаноноксим (оксим) получают по открытой Мейером в 1882 г. реакции между гидроксиламинсульфатом (ГАС) и циклогексаноном (анон).
Реакция оксимирования протекает по следующему уравнению:
= О
= NОH
• 0,5 H2SO4
+ NH2OH • 0,5 H2SO4 == + H2O + 118 кДж/моль
Для сдвига равновесия реакции вправо в реакционную смесь вводят водный раствор аммиака, что приводит к образованию оксима и побочного продукта сульфата аммония:
=
NOH • 0,5 H2SO4 =
NОH
+
+
NH4OH + 0,5(NH4)2SO4
+ H2O
Химизм процесса можно представить в следующем виде:
1
.
С = О + Н+
С+
- ОН
Взаимодействие анона с ГАС протекает по механизму электрофильного замещения. Электрофильный характер атома углерода карбонильной группы в молекуле анона усиливается протонированием кислородного атома карбонильной группы кислотой. При этом атом углерода приобретает положительный заряд.
2. Присоединение атома азота ГАС за счет неподеленной электронной пары к положительно заряженному атому углерода:
+
С+
- ОН + NH2OH C
3. Миграция атома водорода к кислородному атому карбонильной группы:
NHOH NH2OH
+ +
С С
OH H2O
4. Отщепление молекулы воды:
+ +
С
С= NHOH + H2O
5. Образование свободного оксима с выделением иона водорода (под воздействием аммиачной воды):
+
C
= NHOH С = NOH + H+
Лимитирующей стадией процесса оксимирования является стадия два, присоединение атома азота ГАС за счет неподеленной электронной пары к положительно заряженному атому углерода. Наивысшая скорость достигается при максимальном произведении концентраций:
C+ – OH * NH2OH
Имеется следующая зависимость концентрации от рН:
Концентрация
NH2OH
C+ – OH
рН