[发明专利]苯酚生产环己酮的方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种环己酮生产方法，尤其是涉及一种苯酚生产环己酮的方法及系统。

背景技术

环己酮是一种应用非常广泛的化工原料，在工业生产、日常生活中起着重要作用。按其用途，环己酮分为酰胺用和非酰胺用两大类，其中70%为酰胺用环己酮。常用的尼龙6和尼龙66就是用环己酮制备而来的。另外，由于环己酮具有高溶解性和低挥发性的特点，可作为有机溶剂使用，即非酰胺用环己酮。对于硝化棉、纤维素、硝化纤维、聚氨酯、氯乙烯聚合物和共聚物等聚合物是一种理想的溶剂；环己酮与其他溶剂混合使用，可调节系统蒸发速度；在皮革工业中，环己酮可做脱脂剂和洗涤剂，用于清洗反应器；另外，环己酮在医药领域、防老化剂等方面亦有广泛的应用；例如，特马伦、咳美切等药物中间体是由环己酮与氰乙酸反应，经处理后制得。

目前，环己酮的工业生产方法主要有三种：环己烷氧化法、环己烯水合法和苯酚加氢法。

在很长一段时间内，环己烷氧化法是主要的生产方法。环己烷氧化法的特点是：为了提高氧化反应的安全性和获得高选择性，环己烷的一次转化率通常控制在4-5wt%，这带来的不利后果是大量未反应的原料苯需要大量循环再利用，这就需要消耗大量的能量，从而使得此工艺能耗很高，而且反应过程中有爆炸性混合物存在，系统危险性高。

环己烯水合法是环己烷氧化法之后出现的一种更先进的环己酮生产方法。环己烯水合法的特点是：生产中间产物环己烯时，由于环己烷比环己烯更稳定，因此环己烷加氢生产环己烯的过程中，会副产大量的环己烷。而且生产出最终产品环己酮，还需经过环己烯水合生产环己醇，环己醇脱氢工序，工艺流程长，能耗高，设备多，投资大。而且采用本工艺生产的环己酮由于流程非常长，最终生产出的环己酮中杂质组分多，从而导致环己烯水合法生产的环己酮用于生产己内酰胺时，生产出的己内酰胺杂质含量多，通常无法用于生产高端纺丝产品。

苯酚加氢法是生产环己酮的另一种重要方法，其工艺原理与环己烷氧化法和环己烯水合法均不同，由于其苯环上已经存在氧，因此其可通过加氢反应一步获得环己酮。生产工艺简单，流程非常短，此工艺生产的环己酮质量好，杂质含量低，广泛用于生产高端下游产品。但是，苯酚加氢反应加氢难，副反应难控制，如何提高加氢效率，提高目标产物环己酮的收率是苯酚加氢生产环己酮技术的难题。

苯酚加氢生产环己酮基本反应原理如下：

如何有效实现第一步反应活化，发生第二步加氢反应是能否实现该技术的关键。而且，从苯酚制备环己酮的过程中，经常会产生环己醇副产物。因此如何有效降低副产物、实现高效率、高选择性的苯酚加氢制备环己酮是技术的关键。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种流程简单、原料利用率高、目标产物环己酮收率高、环己酮杂质含量少的苯酚生产环己酮的方法及系统。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种苯酚生产环己酮的方法，包括以下步骤：

（1）将原料苯酚经苯酚预热器加热到120-140℃后送入苯酚汽化器，在苯酚汽化器中，控制苯酚汽化器顶部压力为0.2-0.25MPaG，苯酚受脱碳氢气分压和蒸汽加热双重作用，苯酚汽化成气体与脱碳氢气混合一起送入原料过热器，在原料过热器中由苯酚和脱碳氢气组成的气体混合物被过热到175-195℃活化后送入加氢反应器，并控制进入加氢反应器的气体混合物中苯酚与氢气的摩尔比为1:2-1:6；

（2）将加氢反应器的反应温度控制为180-195℃，压力控制为0.1-0.2MPaG，在加氢反应器内苯酚加氢生成环己酮，并伴随生成副产物环己醇；其中加氢反应器为列管式固定床等温反应器，列管式固定床等温反应器内装有Al₂O₃为载体的Pd催化剂；

（3）将加氢反应产物从加氢反应器底部送入加氢反应器热回收换热器中，在加氢反应器热回收换热器中加氢反应产物与脱碳氢气进行热交换，升温后的脱碳氢气送入苯酚汽化器，降温至105-115℃的加氢反应产物送入脱氢塔；

（4）将脱氢塔的塔顶压力控制为0.05-0.15MPaG，将加氢反应产物进行分离，脱氢塔的塔顶得到未反应的氢气，脱氢塔的塔底得到温度为95-105℃的环己酮粗产物。