预流化剂及其制备方法和应用与流程

本发明涉及己内酰胺的制备工艺，具体涉及一种预流化剂及其制备方法和应用。

背景技术：

1、ε-己内酰胺是重要的大宗化学品，主要用于生产尼龙6纤维和尼龙6工程塑料。其中，尼龙6纤维广泛应用于纺织、机织、帘子布、地毯用丝等行业，尼龙6工程塑料广泛应用于电子、汽车、船舶、包装薄膜等行业。己内酰胺产业与民生息息相关，在国民经济中占有重要地位。

2、环己酮肟气相贝克曼重排反应是实现己内酰胺无硫铵化的新工艺，具有无碳排放、无设备腐蚀、无环境污染等优点，产物的分离提纯也将大大简化，因此，无硫铵化的气相贝克曼重排反应工艺受到业内人士的极大关注。

3、日本住友化学工业株式会社于2003年4月首次采用气相贝克曼重排流化床新工艺进行工业化生产己内酰胺，开车获得成功，工业生产装置能力达到5.5万吨/年己内酰胺。他们采用流化床连续反应-再生新工艺，之后2006年4月将工业装置扩能到8万吨/年己内酰胺生产规模。

4、在工艺成熟的fcc和mto流化床工艺中，已有采用预流化剂进行装置清洗和调试的报道，但是相对于以上两种反应工艺来说，环己酮肟气相贝克曼重排反应属于强放热、快速反应，具有反应温度高，反应压力低的特征，副反应种类品种繁多，因此，在现有的流化床工艺冷模试验中，一般采用空心玻璃微珠又名玻璃漂珠，相对于传统的实心玻璃微珠(geldart b类颗粒)，冷模试验过程中使用的空心玻璃微珠的颗粒密度约750kg/m3，堆实密度约450kg/m3，堆积孔隙率为0.4，平均粒径约90～100μm，与真实的气相重排催化剂物化指标偏差较大，磨损指数不理想。在这种情况下，装置初期的调试、清洗等必然增加催化剂的损坏风险。鉴于环己酮肟气相贝克曼重排流化床工艺所用的分子筛催化剂比较昂贵，为了避免不必要的损失，有必要寻找一种与工业装置使用的环己酮肟气相贝克曼重排流化床工艺所用的微球分子筛催化剂具有相近的物理性能的预流化剂。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了获得一种与环己酮肟气相贝克曼重排流化床工艺微球分子筛催化剂物理性质类似的预流化剂，提供一种预流化剂及其制备方法和应用，所述预流化剂具有与工业装置使用的环己酮肟气相贝克曼重排流化床工艺所用的微球分子筛催化剂具有相近的颗粒分布，磨损指数和堆实密度，成本低廉。

2、为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种预流化剂，所述预流化剂由二氧化硅基质和任选的杂质金属元素组成，以所述预流化剂的总质量为基准，以元素计，所述杂质金属元素的含量不高于3000ppm；

3、所述预流化剂的磨损指数不高于12％/h，bet比表面积为210-300cm2/g，堆实密度为0.7-1.1g/cm3。

4、本发明第二方面提供上述预流化剂的制备方法，所述制备方法包括：

5、(1)将碱性硅溶胶、助剂和水进行混合、打浆，得到混合浆液；

6、所述助剂为醇类化合物和/或环氧类化合物；

7、其中，所述混合浆液的粘度为28-60mpa·s，所述混合浆液中的颗粒的粒径满足：d100≤32μm，d90≤20μm，d70≤10μm；

8、(2)将所述混合浆液进行喷雾成型和成型焙烧。

9、本发明第三方面提供第一方面所述的预流化剂在环己酮肟气相贝克曼重排流化床工艺中的应用。

10、本发明提供的预流化剂具有与工业装置使用的环己酮肟气相贝克曼重排流化床工艺所用的微球分子筛催化剂具有相近的颗粒分布，磨损指数和堆实密度。所述预流化剂中的基质为中性二氧化硅，仅具有痕量的杂质金属元素，对环己酮肟气相贝克曼重排反应过程是惰性的，能够避免对环己酮肟气相贝克曼重排反应产生副作用，能够用于流化床工艺空白实验的考察，取得重要的基础数据，如热电偶、压差计等仪器、仪表、设备的校正，反应-再生系统催化剂的循环状态等，取代气相重排催化剂获得有价值的数据。

技术特征：

1.一种预流化剂，其特征在于，所述预流化剂由二氧化硅基质和任选的杂质金属元素组成，以所述预流化剂的总质量为基准，所述杂质金属元素的含量不高于3000ppm；

2.根据权利要求1所述的预流化剂，其中，所述预流化剂的bet比表面积为220-280cm2/g；

3.根据权利要求1或2所述的预流化剂，其中，所述预流化剂的磨损指数为4-10％/h，优选为4-8％/h；

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的预流化剂，其中，以所述预流化剂的总质量为基准，所述杂质金属元素的含量不高于1500ppm。

5.权利要求1-4中任意一项所述的预流化剂的制备方法，所述制备方法包括：

6.根据权利要求5所述的制备方法，其中，所述碱性硅溶胶中的二氧化硅的含量为30-40wt％；

7.根据权利要求5或6所述的制备方法，其中，步骤(1)中，所述助剂和以sio2计的碱性硅溶胶的质量比为(0.01-0.1)：1，优选为(0.04-0.08)：1；

8.根据权利要求5-7中任意一项所述的制备方法，其中，所述混合浆液的粘度为35-60mpa·s；

9.权利要求1-4中任意一项所述的预流化剂在环己酮肟气相贝克曼重排流化床装置中的应用。

10.根据权利要求9所述的应用，其中，所述环己酮肟气相贝克曼重排流化床装置包括反应器和再生器，所述的预流化剂在环己酮肟气相贝克曼重排流化床装置中的应用的方法包括：在350-400℃下，将预流化剂分别投放至反应器与再生器中，进行循环；

技术总结本发明涉及己内酰胺的制备工艺技术领域，公开了一种预流化剂及其制备方法和应用。所述预流化剂由二氧化硅基质和任选的杂质金属元素组成，以所述预流化剂的总质量为基准，所述杂质金属元素的含量不高于3000ppm；所述预流化剂的磨损指数不高于12％/h，BET比表面积为210‑300cm<supgt;2</supgt;/g，堆实密度为0.7‑1.1g/cm<supgt;3</supgt;。本发明提供的预流化剂具有与真实剂接近的物化性质，对环己酮肟气相贝克曼重排反应过程是惰性的，能够用于流化床工艺空白实验的考察，取得重要的基础数据，如热电偶、压差计等仪器、仪表、设备的校正，反应‑再生系统催化剂的循环状态等，取代气相重排催化剂获得有价值的数据。技术研发人员：张华廷,李托,陈西波受保护的技术使用者：岳阳凯达科技开发有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/6/5