[发明专利]从环己烷原料中脱除乙酸的方法和装置

说明书

本发明涉及一种从环己烷原料中脱除乙酸的方法和装置，其中的方法包括：在催化精馏塔中，将环己烷原料与醇逆流接触，使环己烷原料中的乙酸与醇发生酯化反应而脱除，由塔顶得到高纯度的环己烷。本发明特别适合于处理环己烷与乙酸的共沸物，不仅可以获得高纯度的环己烷，还可以获得高纯度的乙酸酯。

技术领域

本发明涉及了一种从环己烷原料中脱除乙酸的方法和装置，具体涉及了一种通过催化精馏从环己烷原料中脱除乙酸的方法和装置。

背景技术

化工分离过程的投资、能耗往往很大，在分离复杂、操作较多的化工厂，分离成本可达总成本的90％以上，即使一般的化工厂，分离设备也往往在数量上多于反应器，在投资上不低于反应器。因此，对化工生产来说，分离过程十分关键，总是要力图设计、安排出更合理、高效的分离过程。

尽管环己烷和乙酸都是十分常用的基本有机化合物，但在公开文献中，鲜有二者分离技术的报道。环己烷的常压沸点为80.1℃，乙酸的常压沸点为117℃，看似容易用普通精馏的方法分离，但实际上两者能形成最低恒沸物，无法通过普通精馏将二者分离。

CN1270578A/US6177053B1(己二酸生产中从环己烷除去乙酸的方法和装置，RPC公司)公开了一种在将环己烷直接氧化成己二酸的生产过程中,从环己烷中除去乙酸的方法和装置。乙酸的除去优选通过在一至三级(优先两级)萃取槽中使用少量的洗涤水来进行。这一方法虽能将环己烷中的乙酸脱除；但乙酸与水的后续分离十分困难，目前工业上分离水和乙酸时采用的普通精馏和共沸精馏能耗都很高。

在本发明人发明的环己烯酯化、加氢联产环己醇和乙醇的工艺中，也涉及到环己烷和乙酸的混合物，相关文献可见CN103664529B、CN103664586B、CN103664587B、CN103880598B、CN103880599B、CN103664531B、US 9561991B2。在这些文献中，没有涉及乙酸与环己烷的高效分离方法。

众所周知,乙酸能与各种醇反应生成用途广泛的各种乙酸酯。由于酯化反应为化学平衡反应，因此用传统技术无法实现乙酸的完全转化。催化精馏是上世纪八十年代初发展起来的技术，其将反应和精馏耦合在一个塔里同时进行，有可能突破化学平衡限制，实现某种反应物的完全转化。

尽管已有大量用催化精馏技术制造乙酸酯的文献公开，但这些文献中从未涉及过反应原料中含大量环烷烃的情况。在已有用催化精馏制造的乙酸酯中，常见的包括乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸异丙酯、乙酸正丁酯、乙二醇乙酸酯等，其中制造乙酸乙酯和乙酸正丁酯的技术已经在工业上应用，相关专利文献可见CN101306994A、CN102134919B、CN1446791A、CN106748758A、CN1036648C、CN103724195A等。用这些文献中的技术去除环己烷中的乙酸，均无法直接得到高纯度的环己烷。

发明内容

本发明的一个目的是，用简单的方式，从环己烷原料中脱除乙酸，直接得到高纯度的环己烷。本发明的另一个目的是，同时直接得到高纯度的乙酸酯，避免复杂的后续分离步骤或显著降低其难度。

本发明人在实践中发现，在环己烷与乙酸的共沸物中，乙酸含量远高于已有文献记载的数据(2w％)。对于这种共沸物，如果以醇为原料、采用催化精馏技术进行分离，将在催化精馏塔中形成至少五种组分的复杂体系，很难实现本发明的目的，例如甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、乙二醇、丙二醇、丙三醇、2-乙氧基乙醇、2-甲氧基丙醇等，不论如何操作，均无法在实现本发明的目的。经过刻苦的努力，本发明人发现，如采用某些特定的醇，在一个催化精馏塔中与环己烷原料中的乙酸进行酯化反应，就可以彻底脱除环己烷原料中的乙酸，并且还能同时得到高纯度的乙酸酯，由此完成了本发明。

本发明的主要内容如下。