一种无硫酸铵副产重排工艺制备氮杂环十三烷-2-酮的方法

发布日期:2025/10/9 10:37:50

背景技术

氮杂环十三烷-2-酮又称ω-月桂精内酰胺，是一种内酰胺的大环化合物，是无色至浅黄色的液体，常用作溶剂或反应中间体，特别适用于一些有机合成反应，如催化加氢、氰化等反应。并且，氮杂环十三烷-2-酮也可以作为表面活性剂、乳化剂和润滑剂等领域的添加剂。

氮杂环十三烷-2-酮

己内酰胺和十二烷基内酰胺分别是尼龙6和12的前体。当前的大规模用硫酸催化液相重排工艺，特别是在尼龙6生产工艺中采用此技术。该工艺使原料肟在浓硫酸或发烟硫酸催化作用下于一定的温度发生贝克曼重排反应，然后利用氨中和反应体系的酸性生成己内酰胺和硫酸铵。该工艺技术较为成熟、反应条件控制成熟、原料转化率和产物选择性都较高，但存在大量副产物硫铵，生产过程中排放有害物质，易引起环境污染等问题由废水引起环境污染等问题。鉴于此，本文提出一种无硫酸铵副产重排工艺制备氮杂环十三烷-2-酮的方法，通过反应连续化方案实现绿色工艺制备月桂精内酰胺，无硫铵副产物生成，降低硫酸和氨的使用，工艺原子经济性和产品经济效益优势明显。

制备方法

在5L反应釜中，加入质量分数为98％的硫酸1340.1g，开启循环油浴加热，通过反应内部温度控制高低温一体机，反应温度为130℃，通过反应釜上部加料口加入1751.1g环十二酮肟，反应体系于5min分钟加入完毕，检测环十二酮肟直至完全转化，后续反应5min，合计反应时间为10min。

重排反应液与1286.5g水分别进入5L强制外循环的反应釜，控制析出温度为90℃，析出时间控制为10min，真空抽滤产品，水洗3次，干燥后可得粗品1749.0g。废酸水中加入27.5％双氧水262.7g，废酸水与双氧水混合搅拌温度为100℃，混合搅拌时间为240min，废酸水溶液COD值由13546ppm降低至967ppm。

内径为50mm加氢管式反应器，装填460mL活化50％Ni‑Al2O3催化剂，氢气压力为0.1MPaG，加氢反应床层温度为50℃。取粗品溶于10L的乙醇溶液中，物料通过计量泵连续进入催化剂床层，物料循环240min。反应物料进入精馏塔分离出成品氮杂环十三烷-2-酮1584.7g , 收率为90.5％，产品透光率差异＝17.6％[1]。