[实用新型]一种环己烷氧化反应装置

说明书

一种环己烷氧化反应装置，所述装置包括n个反应器，n≥3；各反应器的下端均设进液口；各反应器的内部均设内置膜组件；内置膜组件上设含氧气体入口；各反应器的上部一侧均设溢流口；前一反应器的溢流口通过溢流管与后一反应器的进液口连接；各反应器的顶端均设尾气排放口。本实用新型还公开了设有外挂膜组件的反应装置。本实用新型装置简单，易操作，成本低，环己酮和环己醇的总收率可提高6%以上，产能可提高10%以上，适于工业化生产。

技术领域

本实用新型具体涉及一种环己烷氧化反应装置。

背景技术

环己酮、环己醇是制备己内酰胺、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，制备环己酮和环己醇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。

CN1105970A、CN1253938A公开了环己烷氧化制备环己醇和环己酮的工艺方法，制备工艺包括：（A）在温度150～190℃、压力0.8～2.0MPa下，用含氧气体氧化环己烷，生成含环己基过氧化氢的氧化混合物；（B）在温度50～120℃、压力0.01～1.5MPa下用可溶性过渡金属催化剂进行均相催化分解或用过渡金属催化剂在碱性水溶液中进行非均相催化分解，使氧化混合物中的环己基过氧化氢分解成环己酮和环己醇；（C）用精馏塔分离得到环己烷、环己醇和环己酮。环己烷返回氧化反应器，环己醇和环己酮成为产品，送入下一道工序。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）；由于CHHP不稳定，在氧化反应条件下易于分解为环己醇、环己酮等。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。该方法是传统的氧化法制备环己酮工艺，没有解决氧化反应气液传质不充分的问题。

CN1105970A公开了一种环己烷的氧化方法，是在用过渡金属盐分解含环己基过氧化氢的氧化混合物时，分为两步，第一步是在中性或酸性条件下进行，第二步是在强碱性条件下进行。虽然该方法使环己醇和环己酮的收率大为提高，减少消耗，降低了成本，但是，该方法没有解决前工序氧化反应气液传质不充分的问题。

CN1253938A公开了一种环己烷的氧化方法，是在用过渡金属盐分解含环己基过氧化氢的氧化混合物时，采用碱液外循环和静态混合器，并控制碱液外循环的流量为氧化混合物流量的0.2～1.0倍，物料通过静态混合器后分散相液滴粒度为1～100微米，从而使环己烷氧化液中的环己基过氧化氢高选择性的分解得到环己醇和环己酮。虽然该方法使环己基过氧化氢分解收率达到94%以上，但是，该方法只是将液相粒度稍微变小，同样没有解决前工序氧化反应气液传质不充分的问题。

CN102757305A公开了一种环己烷氧化的方法，是在一种膜管反应器中进行，所述膜管反应器包括管状反应器和膜结构，所述管状反应器的出口端与所述膜结构密封连接，所述膜结构设置为允许所述管状反应器中的液体物料通过而不允许固体物料通过，该方法包括在氧化反应条件下，将含有环己烷、过氧化氢水溶液以及有机溶剂的液体进料从膜管反应器的进料口送入管状反应器中，与管状反应器中的钛硅分子筛进行接触，接触后的产物通过与所述管状反应器的出口端密封连接的膜结构进行固液分离，得到液体物料。虽然该方法不需要成型催化剂而只需使用钛硅分子筛也可以实现连续的反应，加速了该氧化反应的速度，且可以边反应边分离，有效降低了环己烷氧化后的分离成本，但是，该方法面临双氧水利用率不高，存在安全隐患的缺陷，且目前没有工业化报道，工业化效果不得而知。