關(guān)于己內(nèi)酰胺產(chǎn)品中的雜質(zhì)研究

摘 要：己內(nèi)酰胺是一種有機(jī)化工原料，外觀呈白色的粉末或者結(jié)晶，用手觸摸有油性感，主要是用來生產(chǎn)聚酰胺切片，同時還可以進(jìn)行進(jìn)一步加工，制成工程塑料或者錦綸纖維以及塑料薄膜等，可以說是一種應(yīng)用極其廣泛的化工原料。己內(nèi)酰胺在工業(yè)上主要通過氨肟法、甲苯法、光亞硝化法、苯酚法等工藝制得，但是在制備的過程中極易產(chǎn)生大量雜質(zhì)。在此我們對己內(nèi)酰胺產(chǎn)品中的雜質(zhì)進(jìn)行簡要探究。

關(guān)鍵詞：己內(nèi)酰胺；雜質(zhì)；有機(jī)化工原料

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.08.020

己內(nèi)酰胺是一種重要的工業(yè)有機(jī)原料，它的主要用途是生產(chǎn)尼龍6纖維、工程塑料、薄膜。同時還是一種優(yōu)良的溶劑，可用清洗劑，可以生成多種衍生體，有著廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。己內(nèi)酰胺產(chǎn)品在外觀、包裝等方面無明顯區(qū)別，但是在下游不同行業(yè)的實(shí)際應(yīng)用中，產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)或者穩(wěn)定性等方面有細(xì)微差異，都會給應(yīng)用帶來影響。如何制備己內(nèi)酰胺，如何降低產(chǎn)品內(nèi)所含的雜質(zhì)量，就成了技術(shù)革新的主要研究方向。在目前存在的己內(nèi)酰胺生產(chǎn)工藝中，氨肟化法是一種符合原子經(jīng)濟(jì)的綠色生產(chǎn)工藝，該工藝以鈦硅分子篩作為催化劑，以叔丁醇作為溶劑，過氧化氫、氨和環(huán)己酮在叔丁醇溶劑中發(fā)生肟化反應(yīng)進(jìn)而生成環(huán)己酮肟。

1 己內(nèi)酰胺產(chǎn)品中含有的雜質(zhì)對后續(xù)加工的負(fù)面影響

己內(nèi)酰胺產(chǎn)品當(dāng)中含有的雜質(zhì)，將有可能對后續(xù)的加工及生產(chǎn)造成極大的影響，例如可能對聚合的速度造成影響，造成聚合物的粘度降低，造成聚合物的相對分子質(zhì)量出現(xiàn)減少等，對后加工產(chǎn)品的質(zhì)量、生產(chǎn)的安全性造成極大的危害。一大部分的研究者經(jīng)過一系列的研究之后發(fā)現(xiàn)，己內(nèi)酰胺當(dāng)中的雜質(zhì)能夠參與到聚合反應(yīng)之中，和分子鏈中的氨基、羥基、酰胺基等發(fā)生結(jié)合反應(yīng)，封閉其端基，使其鏈增長終止。這種反應(yīng)的過程和在聚合反應(yīng)中加入鏈調(diào)節(jié)劑的效果相類似。

實(shí)質(zhì)上，在聚合反應(yīng)中參與反應(yīng)的雜質(zhì)，都有可能是身具酸堿性的化合物，也有可能是經(jīng)過一系列的化學(xué)反應(yīng)之后能夠轉(zhuǎn)化為以上具備酸堿性的化合物的物質(zhì)，這種物質(zhì)種類和數(shù)量極大，譬如胺類和酰胺類物質(zhì)，苯酚和環(huán)己醇等，都可以進(jìn)行氧化反應(yīng)，最終對聚合反應(yīng)造成不良影響。

某些雜質(zhì)因為含有某些生色基團(tuán)，可以吸收可見光波，所以會對聚合物的色度造成影響，譬如硝基苯參與反應(yīng)，會導(dǎo)致聚合物呈現(xiàn)黑褐色，己內(nèi)酰胺發(fā)生氧化反應(yīng)之后會生成苯胺以及甲基己內(nèi)酰胺等物質(zhì)，可以導(dǎo)致聚合物被染上各種不同的顏色。

己內(nèi)酰胺產(chǎn)品當(dāng)中假如含有雜質(zhì)，就會從聚合物的粘度、顏色、相對分子的質(zhì)量以及質(zhì)量分布等方面對己內(nèi)酰胺造成各種不良影響，進(jìn)而造成后續(xù)加工形成的產(chǎn)品的強(qiáng)度降低、色澤變化、使用壽命降低等影響。

2 己內(nèi)酰胺產(chǎn)品中含有的雜質(zhì)的去除方法

（1）萃取去除雜質(zhì)法。采用溶液萃取的技術(shù)來去除己內(nèi)酰胺產(chǎn)品中含有的雜質(zhì)是一種較為常用的精制方法。具體來說，就是先在粗制的己內(nèi)酰胺溶液中加入有機(jī)溶劑，達(dá)到初步萃取的目的；對溶液進(jìn)行分離，可以有效去除大部分雜質(zhì)，得到較為純凈的己內(nèi)酰胺溶液；在溶液中加入水，再次進(jìn)行萃取分離，這樣通過反萃取得到己內(nèi)酰胺的水溶液。在利用氨肟化法通過己內(nèi)酰胺生產(chǎn)環(huán)己酮肟的過程中，使用水洗工藝和汽提工藝可以有效去除環(huán)己酮肟中含有的雜質(zhì)。

（2）添加外劑去除雜質(zhì)法?？梢栽诩簝?nèi)酰胺當(dāng)中添加氧化劑，這樣可以使雜質(zhì)的物性發(fā)生改變，實(shí)現(xiàn)精制的效果，具有較強(qiáng)的可操作性，因此也是一種較為常用的去除雜質(zhì)方法。在對己內(nèi)酰胺進(jìn)行蒸餾的過程中可以加入諸如氫氧化鈉溶液之類的堿金屬；可以加入像高錳酸鉀和次氯酸鉀等這樣可以發(fā)生氧化還原反應(yīng)的鹽類。

（3）離子交換樹脂去除雜質(zhì)法。粗己內(nèi)酰胺水溶液中含有一定量的硫酸銨類鹽時，可以采用離子交換樹脂法來去除雜質(zhì)，具體方式是讓粗制己內(nèi)酰胺水溶液從交換塔頂端流入，從底部流出。在交換塔中含有陰離子、陽離子的交換樹脂具有極強(qiáng)的吸附性，其中的陰離子可以大量吸附酸性雜質(zhì)，陽離子可以大量吸附堿性雜質(zhì)，所以粗制的己內(nèi)酰胺水溶液中含有的有機(jī)雜質(zhì)以及呈酸性、堿性的鹽類在流經(jīng)過程中就被吸附，而從交換塔中流出的己內(nèi)酰胺溶液就已經(jīng)呈現(xiàn)出中性了。因為使用交換塔進(jìn)行吸附除雜質(zhì)的過程中會有大量的污水產(chǎn)生，同時更換吸附物質(zhì)所需費(fèi)用極高，因此使用范圍受到一定制約。

（4）精餾去除雜質(zhì)法。精餾，是依據(jù)混合物中含有的不同成分的揮發(fā)度不同，據(jù)此特性使其中的物質(zhì)分批次揮發(fā)，從而實(shí)現(xiàn)不同物質(zhì)逐次分離的一種處理技術(shù)。因為在精餾過程中混合物中的物質(zhì)的揮發(fā)溫度是一定的，同時該物質(zhì)又是以氣態(tài)的形式揮發(fā)，所以最終的殘留度極低。對己內(nèi)酰胺產(chǎn)品進(jìn)行精餾的過程中，因為環(huán)己酮肟的溫度達(dá)到一百三十度就會發(fā)生分解，因此需要對精餾的溫度進(jìn)行控制，盡量保證溫度不要升高，或者采用真空精餾的工藝。

總而言之，在生產(chǎn)己內(nèi)酰胺的過程中，不斷對生產(chǎn)的工藝進(jìn)行改進(jìn)，不斷對生產(chǎn)的技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新，對于生產(chǎn)的每個過程進(jìn)行科學(xué)、有效的把握，都對于己內(nèi)酰胺當(dāng)中雜質(zhì)含量的降低起到重要的作用，對于保證產(chǎn)品質(zhì)量、提升企業(yè)在市場中的競爭力，促進(jìn)企業(yè)的更高、更快發(fā)展起到積極的促進(jìn)作用。

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作者簡介：胡瑩瑩（1984-），女，河南平頂山人，碩士研究生，助理工程師，研究方向：化工。