[发明专利]一种环己烷氧化法生产环己酮过程中氧化装置及氧化工艺改进方法

说明书

本发明公开了一种环己烷氧化法生产环己酮过程中氧化装置及氧化工艺改进方法，主要由一个或多个尾气洗涤塔、氧化反应器、调节阀和管道组成，并配置相应的管道和阀门；尾气洗涤塔与氧化反应器相连，自环己烷氧化反应器排出的氧化尾气从尾气洗涤塔底部进入塔内，从管道来的中温环己烷从尾气洗涤塔顶部进入塔内，氧化尾气中部分环己醇、环己酮、环己基过氧化氢被冷凝而进入环己烷液相中，并从尾气洗涤塔底部自流至氧化反应器或分解反应器，从尾气洗涤塔顶部排出氧化尾气则汇总后排入本装置氧化尾气回收单元。采用本发明后，将降低环己烷氧化法中氧化反应进料中的环己醇、环己酮和环己基过氧化氢的含量，提高反应收率，减少烷精馏的蒸汽、冷却水等能量消耗，对降低装置物料损耗和能量损耗具有重要意义。

技术领域

本发明属于化工技术领域，涉及一种环己烷氧化法生产环己酮过程中氧化装置及氧化工艺改进方法，特别涉及该装置及改进氧化方法在环己烷氧化法生产环己酮工业上应用。

背景技术

环己烷氧化制备环己酮、环己醇或KA油是制备己内酰胺、己二酸的重要中间体；环己酮还是生产己内酯等化学品的化工原料，和一种优良的溶剂，是环己烷化工应用主要途径。

环己烷空气氧化工艺仍是国内外主流工艺，包括无催化与有催化氧化工艺；一般认为，在环己烷氧化过程中，环己烷氧化反应是一个自由基反应，环己醇、环己酮和环己基过氧化氢都是环己烷氧化反应的引发剂，使液相环己烷与氧发生氧化反应生成环己基过氧化氢（CHHP）；CHHP不稳定，在氧化反应条件下易于分解为环己醇、环己酮等，同时CHHP、环己醇和环己酮等都比环己烷更容易被氧化，特别环己酮更容易与被液相中的游离氧进一步氧化生成酸，酸又与反应体系中醇类发生酯化反应生成酯等多种产物。

为了减少副反应发生，环己烷氧化反应器一般采用多台串联，串联台数越多，液相混合物的流动就越接近平推流，氧化收率越高；反应器型式分为搅拌式和内导流筒式；反应进料环己烷依次与氧化尾气、蒸汽换热，加热至175℃左右后，依次进入一般由4~7台串联组成氧化反应器，与空气接触发生氧化反应；环己烷氧化是放热反应，氧化反应热主要靠环己烷蒸发而移出，通过控制反应温度和反应压力，调节环己烷蒸发量，以实现反应平稳进行；在每台反应器上部空间发生气液分离，尾气含有大量环己烷气体、氮气、氧气，以及反应生成的一氧化碳、二氧化碳、环己醇、环己酮、CHHP等，进入到氧化尾气回收单元；液相产物自流进入到下一个反应器内继续反应。

转化率越高，氧化产物被进一步深度氧化的机会越高，选择性越低；一般转化率每增加1%，收率将下降4%。为了获得合理的氧化收率，环己烷的转化率保持很低，约为3.5mol%～5mol%，最后一级反应后的氧化液中少量是环己烷的氧化产物，如：环己醇、环己酮、CHHP，以及少量的酸和酯，绝大部分为未反应的环己烷；未反应的环己烷在装置相关单元精制后而循环利用。

氧化反应温度高，能提高氧化反应的转化率，但会加剧氧化反应器内CHHP的分解和环己醇环己酮的深度氧化，降低造成选择性与收率。多数工业装置的氧化反应温度在165℃~185℃范围，压力在1.0~1.5MPa范围；氧化反应温度有升温序列、恒温序列或降温序列分布，多数为采用降温序列；有装置采用直接向氧化反应器通入少量低温环己烷，作为调节反应温度的辅助措施。

氧化液产物经过催化分解CHHP、有机物与碱液分离，分离出的有机物送环己烷蒸馏单元；环己烷蒸馏单元一般采用三效或多效蒸馏工艺，从不同塔顶馏出合格的、中温和低温的环己烷，不同温度的环己烷均送回氧化单元与氧化尾气回收单元，而塔釜得到的环己醇和环己酮混合物（KA油）送至醇酮精制单元；醇酮精制单元采用高真空多塔流程，环己醇和环己酮混合物经多台精馏塔精馏分离，分离得到合格的环己酮或和环己酮；必要时环己醇经脱氢得到粗环己酮后，又返回醇酮精制单元。