[发明专利]氧化环己烷的方法

说明书

发明领域

本公开涉及一种用于空气氧化环己烷的方法。更具体地说，其涉及一种改进的用于将含氧气体引入含有液体环己烷的反应区的方法。

发明背景

环己烷的空气氧化是一种用于产生己内酰胺和己二酸的重要方法，其用于制造合成产物，诸如尼龙。通过空气氧化环己烷产生包含环己醇(A)、环己酮(K)、环己基氢过氧化物(CHHP)的反应产物和少量副产物。环己酮(K)和环己醇(A)是整个工艺的主要产物并且混合物通常称为KA油。以引用的方式并入本文中的诸如美国专利号3,530,185、3,987,100、5,780,683、6,888,034以及6,703,529等若干专利教导通过空气氧化环己烷来制备含有环己醇、环己酮以及环己基氢过氧化物的混合物。

熟知的是在含有环己醇、环己酮、空气氧化反应的其它产物的混合物中CHHP将反应形成KA油。然而，此方法不产生高KA油产率并且形成其它废料。已发现当在产生更大量的CHHP条件下进行环己烷的氧化时可实现最高KA油产率。然后，在各别工艺中通过氢化将CHHP处理成环己酮(K)和环己醇(A)，得到增加的KA油总产率。举例来说，通过氢化从环己基氢过氧化物制备环己醇和环己酮已描述于美国专利号3,694,511和3,927,108中，这些专利以引用的方式并入本文中。

空气氧化反应通常在反应器中以多个反应阶段进行。以引用的方式并入本文中的美国专利号6,075,169教导一种环己烷氧化氧的方法，其中使气体在反应区中与液体环己烷接触。为实现含氧气体与液体环己烷的直接接触，将反应器设计成不具有连续蒸气空间。此配置可产生氧化产物在整个反应区中的回混以及所要氧化产物的过度氧化和产量降低。

以引用的方式并入本文中的美国专利号3,957,876教导一种用于氧化环己烷以产生环己醇(A)、环己酮(K)以及CHHP的方法。在此方法中，环己烷氧化过程在若干反应区中进行，其中各区之间具有连续蒸气空间。然后，将含氧气体添加至各反应区之间的蒸气空间中并且使其经由筛板分配至所述区中的液体中。将含氧气体添加至反应区上的蒸气空间中限制了氧化反应的液体停留时间。此外，在此配置中不实现环己烷与含氧气体的最佳混合。

因此，对改进的用于空气氧化环己烷的方法存在需要，其中反应区被配置成实现含氧气体的均匀分配和最大液体停留时间并且防止反应区之间氧化产物的回混。

发明概述

本发明涉及一种用于氧化环己烷的方法，其中含有氧化的气体引入一系列反应区中。含氧气体直接引入各反应区内的液体混合物中。反应区还被配置成具有连续蒸气空间以防止反应区之间氧化产物的回混。

本发明的一个实施方案包括以下步骤：

a)提供包含多个氧清除区和多个氧化区的反应区，其中氧清除区和氧化区是流体连通的，并且其中反应区被配置成使得氧清除区和氧化区被包含在单一连续蒸气空间中；

b)将包含液体环己烷的第一物流引入氧清除区；

c)将含氧气体引入氧化区；

d)使第一物流从氧清除区向下传送至氧化区，同时使含氧气体从氧化区向上错流传送至氧清除区，其中含氧气体是在第一物流行进穿过氧化区时直接引入第一物流中，并且其中第一物流与含氧气体之间的反应产生产物混合物；以及

e)使产物混合物从包含环己基氢过氧化物(CHHP)、环己酮以及环己醇的氧化区退出。

在另一个实施方案中，含氧气体是在多个氧化区直接引入第一物流。

在另一个实施方案中，含氧气体是在各氧化区的横截面上均匀地引入。

在另一个实施方案中，含氧气体是在各单个氧化区通过气体导管直接引入第一物流。

在另一个实施方案中，含氧气体离开气体导管的气体速度在约5m/s至约50m/s范围内。

在另一个实施方案中，含氧气体以相对于垂直线约10至约50度的角度离开气体导管。

在另一个实施方案中，气体导管包括气体分布器。

在另一个实施方案中，气体导管包括具有多个孔眼的管道。

在另一个实施方案中，孔眼的直径在约2mm至约4mm范围内。

在另一个实施方案中，孔眼以相对于垂直线约10度至约50度的角度向下指。

在另一个实施方案中，孔眼中的一部分向下以一定角度指向垂直线右侧，并且孔眼中的一部分向下以一定角度指向垂直线左侧。

在另一个实施方案中，含氧气体离开孔眼的气体速度在约5m/s至约50m/s范围内。

在另一个实施方案中，氧化区维持在约145℃至约170℃的温度范围。