本发明涉及一种连续化生产有机化工单体的方法，更具体地说，涉及一种氨基酸分子内脱水环化制备内酰胺单体的方法和连续化生产反应装置。
背景技术：
1、氨基酸是一种含有碱性氨基和酸性羧基的有机化合物，是羧酸碳原子上的氢原子被氨基取代后形成的化合物。从生物蛋白质水解后得到的氨基酸都是α-氨基酸，并且由于氨基酸分子内同时存在的酸性基团和碱性基团可相互作用形成内盐，所以氨基酸通常是以偶极离子形式存在。氨基酸分子可进行分子间脱水生成多肽，对于部分分子内含有多个氨基或羧基的氨基酸，如赖氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、精氨酸、鸟氨酸等，还可在特定条件下进行分子内脱水环化，生成一些特定的环状化合物，并且具有常规有机合成无法比拟的反应优势。
2、氨基己内酰胺是一种应用非常广泛的有机单体，既可以作食品添加剂，又可以制备己内酰胺(生产尼龙-6和尼龙-12的原料)，而且是一种重要的药物中间体。当前市售的氨基己内酰胺单体，主要通过环己烯为原料，经加成、氨化、贝克曼重排得到，反应路线长，工艺复杂，且用到多种有毒有害物质，严重限制了其大规模生产应用。目前最新的氨基己内酰胺路径是通过生物质发酵的赖氨酸来制备。专利cn111116472a公开了一种以赖氨酸为原料，通过先酯化、后脱水环化制备氨基己内酰胺的方法，制备需要大量的强酸、强碱，同时副产大量无机盐，而且氨基己内酰胺收率较低，仅为40％左右。cn102093292a公开了一种合成氨基己内酰胺的方法，首先是α-卤代己内酰胺在一定条件下与苄基胺发生亲核取代反应，然后通过氢解脱苄基，生成目标氨基己内酰胺。上述合成过程需进行两个不同的反应，过程选择性低，影响产品收率。一步法是指直接从赖氨酸合成氨基己内酰胺的方法，最早由文献[tetrahedron letters,1980,21,2443-2446]报道，赖氨酸在硅胶或氧化铝的存在下在甲苯中脱水环化生成氨基己内酰胺，产品收率为37％-71％。专利jps5976063a公开了一种赖氨酸在特定醇中无需催化剂即可脱水环化生成氨基己内酰胺的方法，所述醇为c4-c8脂肪族或脂环醇，如丁醇、癸醇、2-乙基己醇、环戊醇等。jp2012162463a报道了一种直接从赖氨酸高效生产氨基己内酰胺的简单方法，原料赖氨酸可从废物糖蜜等生物质的酶反应中获得，反应温度优选为200-350℃；反应在惰性气体的气氛中进行，反应压力优选为3-10mpa。专利cn102718711a公开了一种氨基己内酰胺盐酸盐的制备方法，以d-赖氨酸单盐酸盐或d-赖氨酸为原料，氢氧化钠作碱，正己醇作溶剂，155-157℃回流条件下反应得到氨基己内酰胺产品。
3、上述制备方法在反应路径上实现了从生物质赖氨酸合成氨基己内酰胺的可能性。但由于反应本身的特点，即分子内脱水和分子间脱水的竞争性关系，目标产物氨基己内酰胺的收率通常不高，副反应产物较多且杂，既降低了原料有效利用率，并且对后续的产物分离造成较大影响。
技术实现思路
1、本发明要解决的技术问题是提供一种连续化生产内酰胺单体的方法和反应系统，例如以赖氨酸为原料，合成氨基己内酰胺单体的连续化生产方法和反应系统，并达到提高反应选择性和降低过程能耗的目的。
2、第一方面，本发明提供一种连续化生产内酰胺单体的方法，两段式反应器内由上至下分为换热区和反应区，所述的换热区设有填料或塔板，所述的反应区底部设蒸气发生器；含有氨基酸的原料与低碳醇由上部进入两段式反应器，并由底部排出反应后物流，其中氨基酸脱水环化生成内酰胺单体。
3、本发明中，所述的两段式反应器中，换热区与反应区的高度比为0.02-0.3:1、优选为0.05-0.2:1。
4、优选地，所述的反应区顶部设有液位检测元件，通过与底部出料的出口阀联动，自动控制反应区液相状态。
5、本发明中，氨基酸分子内含有多个氨基或羧基，在低碳醇中，氨基酸分子内的氨基和羧基脱水环化生成内酰胺单体。优选地，所述的氨基酸为赖氨酸，所述含有氨基酸的原料选自赖氨酸、赖氨酸盐和赖氨酸水溶液中的一种或多种；更优选为1wt％-60wt％的赖氨酸水溶液。可选地，所述的赖氨酸水溶液为生物发酵得到的赖氨酸水溶液。
6、本发明中，所述的低碳醇为c1-c5醇。这些低碳醇比水的沸点低，或能与水形成低沸点共沸物。
7、优选地，所述的低碳醇选自甲醇、乙醇、丙醇、仲丁醇、叔丁醇、正丁醇、异丁醇、正戊醇和异戊醇中的一种或几种。
8、可选地，反应进料中低碳醇与氨基酸分子摩尔比为(2-80):1，优选为(5-60):1，更优选为(10-40):1。
9、本发明中，两段式反应器中，所述反应区的操作条件为，温度为140-300℃，优选150-250℃；压力为反应温度下物料的泡点压力；含有氨基酸的原料在反应区的停留时间为0.5-6.0h，优选为1.0-4.0h。
10、优选地，两段式反应器底部出料进入醇回收塔中，醇回收塔塔釜采出富含内酰胺单体的溶液，塔顶采出醇或醇水共沸物循环返回两段式反应器中。
11、所述的醇回收塔为填料塔或板式塔，操作压力为0.02-0.5mpa，塔釜温度60-160℃，回流比0.5-3.0。其中，所述的压力是指绝对压力。
12、第二方面，本发明提供一种连续化生产内酰胺单体的反应系统，包括两段式反应器和醇回收塔，所述的两段式反应器用于氨基酸脱水环化反应生成内酰胺单体，由上至下分为换热区和反应区，所述的换热区设有填料或塔板，所述的换热区顶部设有原料入口、低碳醇入口，所述的反应区底部设蒸气发生器和塔釜物料出口；所述的醇回收塔用于回收反应物料中的低碳醇，设有入口、塔顶物料出口和塔釜物料出口；所述的两段式反应器的塔釜物料出口与醇回收塔的入口相通，醇回收塔的塔顶物料出口与塔式反应器的低碳醇入口相通。
13、优选地，所述的反应系统还包括产品分离塔，所述的产品分离塔用于分离内酰胺混合液中的内酰胺单体，设有入口、塔顶物料出口和塔釜物料出口，所述的醇回收塔的塔釜物料出口与所述的产品分离塔的入口连通。
14、本发明提供的连续化生产内酰胺单体的方法和反应系统的有益效果为：
15、本发明提供的方法中采用两段式反应器进行氨基酸的脱水环化反应，通过两段式反应器底部的蒸气发生器产生低碳醇蒸气，使得部分低碳醇在反应区内循环，可有效提高反应区内的低碳醇负荷，从而降低反应进料及采出物料中的低碳醇的量，降低装置能耗。
16、在两段式反应器内设置换热区，利用反应区上升蒸气直接对含有氨基酸的原料预热，在高换热效率下对装置热量进行回收，进一步降低装置能耗。
1.一种连续化生产内酰胺单体的方法，其特征在于，两段式反应器内由上至下分为换热区和反应区，所述的换热区设有填料或塔板，所述的反应区底部设蒸气发生器；含有氨基酸的原料与低碳醇由上部进入两段式反应器，并由底部排出反应后物流，其中氨基酸脱水环化生成内酰胺单体。
2.按照权利要求1所述的连续化生产内酰胺单体的方法，其特征在于，两段式反应器中，所述的换热区与反应区的高度比为0.02-0.3：1、优选为0.05-0.2：1。
3.按照权利要求1所述的连续化生产内酰胺单体的方法，其特征在于，所述的反应区顶部设有液位检测元件，通过与底部出料的出口阀联动，自动控制反应区为液相状态。
4.按照权利要求1-3中任一种所述的连续化生产内酰胺单体的方法，其特征在于，所述的氨基酸为赖氨酸，所述含有氨基酸的原料选自赖氨酸、赖氨酸盐和赖氨酸水溶液中的一种或多种；
5.按照权利要求1-3中任一种所述的连续化生产内酰胺单体的方法，其特征在于，所述的低碳醇选自c1-c5醇；
6.按照权利要求1-3中任一种所述的连续化生产内酰胺单体的方法，其特征在于，反应进料中低碳醇与氨基酸的摩尔比为(2-80):1，
7.按照权利要求1-3中任一种所述的连续化生产内酰胺单体的方法，其特征在于，两段式反应器中反应区温度为140-300℃，优选150-250℃；压力为反应温度下物料的泡点压力；含有氨基酸的原料在反应区的停留时间为0.5-6.0h，优选为1.0-4.0h。
8.按照权利要求1-7中任一种所述的连续化生产内酰胺单体的方法，其特征在于，两段式反应器底部出料进入醇回收塔中，醇回收塔塔釜采出富含内酰胺单体的溶液，塔顶采出低碳醇或醇水共沸物循环返回两段式反应器中。
9.按照权利要求8所述的连续化生产内酰胺单体的方法，其特征在于，所述的醇回收塔为填料塔或板式塔，操作压力为0.02-0.5mpa，塔釜温度60-160℃，回流比0.5-3.0。
10.一种连续化生产内酰胺单体的反应系统，其特征在于，包括两段式反应器和醇回收塔，所述的两段式反应器用于氨基酸脱水环化反应生成内酰胺单体，由上至下分为换热区和反应区，所述的换热区设有填料或塔板，所述的换热区上部设有原料入口、低碳醇入口，所述的反应区底部设蒸气发生器和塔釜物料出口；所述的醇回收塔用于回收反应后物料中的低碳醇，设有入口、塔顶物料出口和塔釜物料出口；所述的两段式反应器的塔釜物料出口与醇回收塔的入口相通，醇回收塔的塔顶物料出口与塔式反应器的低碳醇入口相通。
11.按照权利要求10所述的连续化生产内酰胺单体的反应系统，其特征在于，所述的反应系统还包括产品分离塔，所述的产品分离塔用于分离
