[发明专利]一种环己酮回收分离工艺及系统

说明书

本发明公开了一种环己酮回收分离工艺及系统。所述工艺包括：来自前端水解单元的环己酮环己醇混合物为脱轻塔进料进入脱轻塔；脱轻塔塔顶轻组分依次进入一级和二级环己酮回收塔回收环己酮；脱轻塔塔底重组分进入环己酮塔，环己酮塔塔顶生产环己酮产品，环己酮塔底进环己醇塔；环己醇塔塔顶生产高浓度环己醇，环己醇塔塔底重组分杂质出装置；在环己醇塔中段采出液相，并作为一级环己酮回收塔液相进料；二级环己酮回收塔塔底物料与脱轻塔塔底物料混合后进入环己酮塔。本发明工艺在保证杂质脱除效率的同时，有效降低环己酮分离过程中的物耗、提高环己酮收率。

技术领域

本发明涉及石化化工领域，特别是涉及一种环己酮分离精制工艺。

背景技术

环己酮是制备己内酰胺和己二酸等尼龙中间体的重要化工原料，广泛应用于有机溶剂、合成橡胶以及工业涂料等方面。在工业生产中，环己酮主要通过环己醇在催化剂作用下发生脱氢反应制得。环己醇脱氢反应包括几个平行竞争的反应，其中环己醇脱氢生成环己酮是主反应，副反应主要有环己醇脱水生成环己烯、环己醇芳构化生成苯酚以及环己酮缩合生成环己烯基环己酮等，反应产物统称为粗醇酮混合物。目前，传统工艺中环己醇脱氢后的粗醇酮混合物一般采用先脱轻、后脱重的蒸馏流程进行环己酮的精制。其流程中的主要设备包括脱轻塔、环己酮塔及环己醇塔。经过分离和精制从而得到高纯度合格产品环己酮（99.98%）及满足脱氢反应要求的环己醇（90%）。

目前，国内外环己酮的生产工艺主要有三种：一是苯酚催化氢化法；二是环己醇催化脱氢法，目前工业上收率普遍在 55~65%之间。三是环己烷液相空气氧化法，这一方法是目前世界上生产环己酮、环己醇的主要工艺。

国外对环己酮生产工艺的研究主要集中在催化剂的优化升级上，目的是提高环己烷催化氧化为环己酮及环己醇的转化率，降低系统环己烷循环量；而对环己酮和环己醇的分离过程的报道基本没有。

国内环己酮生产装置所采用的工艺主要是无催化氧化法（例如巴陵石化），该方法的特点是将环己烷氧化制环己酮的反应分两步进行：第一步为氧化反应，反应中不使用催化剂，以环己酮和环己醇为引发剂，用空气或氧气将环己烷氧化为环己基过氧化氢、环己酮、环己醇、C6以下的一元、二元羧酸及其环己醇酯；第二步为分解反应，用醋酸钴(或其他钴盐)作催化剂，在低温、碱性条件下，将环己基过氧化氢分解为环己醇和环己酮，分解后的反应液经精馏分离得到产品环己酮和粗环己醇，粗环己醇再经脱氢得到环己酮，反应过程中环己烷转化率一般为3%~5%，环己醇和环己酮总选择性为80％左右。由于生产过程中苯转化为环己酮的过程中，其转化率和选择性都较低，反应过程中产生大量的副产物，要获得高纯度的环己酮产品还需要进行一系列的分离和精制过程。

CN201710254368.4公开了一种环己酮的精馏装置及方法，包含轻组分一塔、环己酮一塔、轻组分二塔和环己酮二塔；环己酮一塔的塔釜设有余热再沸器。该方法是环己酮/环己醇含杂混合物进入轻组分一塔，轻组分一塔的塔顶采出物料进入余热再沸器，通过对环己酮一塔塔釜物料进行热交换后，采出物料与未冷凝气体的冷凝液合并，再分别进入轻组分一塔回流口和轻组分二塔进料口，轻组分二塔塔顶采出轻质油，轻组分二塔塔釜采出物料进入环己酮二塔进料口，环己酮二塔塔顶采出溶剂级环己酮，轻组分一塔和环己酮二塔的塔釜采出物料进入环己酮一塔进料口，环己酮一塔塔顶采出化纤级环己酮。该发明工艺流程在于综合多个环己酮分离装置的低温为热能的高效利用，能耗低较低。

现有环己酮生产工艺的研究主要集中于环己烷氧化催化剂的研究，目的是提高环己烷氧化催化剂的选择性，而对于环己酮粗产品精制过程的专利及文献研究较少。环己酮精制过程中，来自环己烷氧化的产物（环己酮、环己醇、丁酮、丁醇、戊酮、戊醇等混合物）中轻组分较多，要获得高纯度的环己酮产品，需要首先进行环己酮脱轻处理。现有工艺中环己酮脱轻塔采用两级串联的工艺进行分离回收，二级环己酮回收塔塔底物料中环己酮浓度为30%左右。这一工艺流程存在环己酮损失较大、能耗较高的问题，如何降低在环己酮脱轻过程中环己酮损失率，未见相关研究报道。

发明内容