基于陶瓷膜反應(yīng)器的環(huán)己酮肟生產(chǎn)新工藝己內(nèi)酰胺是合成纖維和工程塑料的重要原料。環(huán)己酮肟是生產(chǎn)己內(nèi)酰胺的中間體，90%的己內(nèi)酰胺產(chǎn)品都由其重排而得。目前，工業(yè)上生產(chǎn)環(huán)己酮肟的工藝都存在著中間步驟多、工藝復雜、副產(chǎn)品多、三廢多等缺點，改進現(xiàn)有工藝具有重要意義。
其中由鈦硅分子篩(TS21)催化環(huán)己酮氨肟化制環(huán)己酮肟的新工藝最引人關(guān)注。該工藝具有反應(yīng)條件溫和、選擇性高、副產(chǎn)物少、能耗低、污染小的特點，已進入工業(yè)化應(yīng)用階段。在以鈦硅分子篩為催化劑生產(chǎn)環(huán)己酮肟的過程中，由于催化劑顆粒小，催化劑隨產(chǎn)品流失現(xiàn)象十分嚴重，成為其工程化的關(guān)鍵問題之一。
中國石油化工科學研究院開發(fā)了環(huán)己酮氨肟化成套工藝，在該工藝中采用了南京工業(yè)大學開發(fā)的陶瓷膜技術(shù)，通過陶瓷膜截留鈦硅分子篩催化劑，構(gòu)成反應(yīng)與分離耦合系統(tǒng)，有效解決了催化劑的循環(huán)利用問題，縮短了工藝流程，實現(xiàn)了生產(chǎn)過程的連續(xù)化。改進后的工藝流程:經(jīng)計量后的環(huán)己酮、氣氨、硅溶膠、溶劑叔丁醇在反應(yīng)器入口快速混合后進入肟化反應(yīng)器，與噴入反應(yīng)釜的雙氧水在攪拌器的作用下進行肟化反應(yīng)。控制一定的反應(yīng)物料的表觀停留時間，反應(yīng)混合液從反應(yīng)釜底部泵送到陶瓷膜過濾器，在一定的壓差推動下，實現(xiàn)催化劑與反應(yīng)產(chǎn)物的分離，其中產(chǎn)物以清液的方式從膜管中滲出，膜滲透液流量自動控制與進入反應(yīng)釜的反應(yīng)物的總量一致。反應(yīng)產(chǎn)物送入精餾塔回收叔丁醇;含催化劑的濃液匯同原料環(huán)己酮、氣氨、雙氧水、溶劑叔丁醇經(jīng)混合器混合返回反應(yīng)釜。膜過濾器帶有自動反沖系統(tǒng)，每組膜管6min反沖洗一次。
根據(jù)上述工藝流程，現(xiàn)已在巴陵石化建成3套7萬噸/年的鈦硅分子篩催化環(huán)己酮氨肟化制環(huán)己酮肟的生產(chǎn)裝置，在石家莊建成1套10萬噸/年的生產(chǎn)裝置，均一次性投產(chǎn)成功，反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率和選擇性均大于9915%，膜滲透液中催化劑含量小于1mg·L-1。該工藝已穩(wěn)定運行5年。
此外，開發(fā)的陶瓷膜反應(yīng)器技術(shù)還在對氨基苯酚、苯二酚等重要化工中間體的生產(chǎn)中成功實施，有力促進了相關(guān)企業(yè)的技術(shù)進步。