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制造方法及图纸

本发明专利技术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。采用本发明专利技术后，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。

An improved oxidation device and process for cyclohexanone production by cyclohexane oxidation

The invention discloses an oxidation device and an improved oxidation process in the production of cyclohexanone by cyclohexane oxidation process, which mainly consists of one or more tail gas scrubbing towers, oxidation reactors, regulating valves and pipes, and is equipped with corresponding pipes and valves; the tail gas scrubbing tower is connected with the oxidation reactor, and the oxidation tail gas discharged from the cyclohexane oxidation reactor enters from the bottom of the tail gas scrubbing tower. In the tower, the medium temperature cyclohexane coming from the pipeline enters the tower from the top of the tail gas scrubbing tower. Some cyclohexanol, cyclohexanone and cyclohexyl hydrogen peroxide in the oxidized tail gas are condensed into the liquid phase of cyclohexane, and flow from the bottom of the tail gas scrubbing tower to the oxidation reactor or or decomposition reactor. The oxidized tail gas discharged from the top of the tail gas scrubbing tower is collected and discharged into the oxidation tail gas recovery unit. Yuan. After adopting the present invention, the content of cyclohexanol, cyclohexanone and cyclohexyl hydrogen peroxide in the feed of oxidation reaction in cyclohexane oxidation process will be reduced, the reaction yield will be increased, and the energy consumption of steam and cooling water in alkane distillation will be reduced, which is of great significance for reducing the material loss and energy loss of the device.

【技术实现步骤摘要】
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
本专利技术属于化工
，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。
技术介绍
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。每台氧化反应器排出的氧化尾气，其主要组份就是被环己烷蒸汽饱和的氮气，还含有环己酮、环己醇、环己基过氧化氢等；各氧化反应器排出的氧化尾气汇总后排至氧化尾气回收单元，该单元主要由热交换塔系和洗涤塔系组成。氧化尾气依次经过热交换塔和洗涤塔，分别与烷精馏单元送来的中温、低温环己烷进行传热和传质，回收氧化尾气中的有机物（环己烷、环己酮、环己醇、环己基过氧化氢等），通过油水分层，将反应系统带出的大部分水分离，同时还利用尾气中气相环己烷的蒸发热预热氧化进料环己烷，回收与冷凝的环己烷一同再循环回氧化反应器；脱除绝大部分有机物的氧化尾气再经吸收、吸附或其他工艺方法处理达到环境保护标准后排放。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该氧化反应的引发剂；对于无催化空气氧化法工艺，进料环己烷中需含少量环己醇、环己酮、CHHP以起引发作用；环己基过氧化氢、环己醇和环己酮等都比环己烷更容易被氧化，特别环己酮在该反应条件下更易被氧化成有机酸类，酸又与醇发生酯化反应生成酯，降低反应收率；进料环己烷中的环己醇、环己酮、CHHP约50%以上被深度氧化，从而增加环己烷和氢氧化钠消耗；当进料环己烷中环己醇、环己酮、CHHP的含量过高时，装置环己烷消耗值会明显升高；具体体现是，当环己烷精馏单元返回环己烷中醇酮含量高时，装置环己烷消耗值会升高。现有工业装置，氧化进料环己烷及其含有的醇酮有两个来源。一是氧化反应尾气中饱和的环己烷、环己酮、环己醇、CHHP，氧化尾气自氧化反应器出来后直接到氧化尾气回收单元，这股物流或物料中环己酮、环己醇和CHHP未进行减量处理，经冷凝后几乎全部返回进入进料冷凝环己烷，最终并汇入氧化反应进料环己烷中，其量约占氧化进料环己烷中环己醇、环己酮和CHHP总量的三分之二。二是从氧化反应液体产物回收的环己烷，含量有大量环己烷氧化产物经催化分解、碱分离后至环己烷精馏单元精馏分离，在分离出粗醇酮后的回收环己烷中仍少量的环己醇和环己酮，醇酮含量是装置最重要的控制指标之一，一般将环己烷中醇酮总含量控制在0.1％以下；该部分的醇酮量约占氧化进料中环己醇、环己酮和CHHP总量的三分之一。目前，工业装置中氧化尾气中的环己酮、环己醇、CHHP的含量大，又未经减量处理又进入进料环己烷中，返回氧化反应器；仅对液体产物回收的环己烷进行精制，也就是说只能通过调节烷精馏单元精馏塔塔顶馏出物环己烷中醇酮的含量来控制氧化进料环己烷中的醇酮量；而环己烷精馏要生产高纯度环己烷需要消耗大量蒸汽与冷却水。
技术实现思路
为了克服现有技术存在的不足，本专利技术提供一种环己烷氧化法生产环己酮过程中氧化装置，将环己烷氧化工序所排出的含环己醇、环己酮和CHHP的氧化尾气进行洗涤与降温处理，用中温环己烷将氧化尾气中部分环己醇、环己酮和CHHP冷凝后返回氧化反应器，洗涤后未被冷凝的氧化尾气排出汇总到本装置的尾气回收单元处理后作为氧化反应器的进料，从而降低氧化反应器环己烷总进料中环己醇、环己酮和CHHP的含量，缩短环己醇、环己酮和CHHP高温下的停留时，达到降低装置物料损耗，同时减轻环己烷精馏装置环己烷中环己酮、环己醇含量的要求，降低环己烷精馏单元的蒸汽等能量消耗。本专利技术的技术方案：一种环己烷氧化法生产环己酮过程中氧化装置，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。自环己烷氧化反应器排出的氧化尾气（压力为10～15bar，温度为160～185℃）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，二者在塔内发生换热与传质，氧化尾气中部分环己醇、环己酮、CHHP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本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种环己烷氧化法生产环己酮过程中氧化装置，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。

【技术特征摘要】
1.一种环己烷氧化法生产环己酮过程中氧化装置，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。2.一种环己烷氧化法生产环己酮过程中氧化工艺改进方法，将环己烷氧化工序排出的含环己醇、环己酮和环己基过氧化氢的氧化尾气用中温环己烷进行洗涤与降温处理，氧化尾气中部分环己醇、环己酮和环己基过氧化氢冷凝随着中温环己烷返回到氧化反应器，未被冷凝的氧化尾气排出汇总到本装置氧化尾气回收单元；洗涤后氧化尾气与环己烷精馏系统来的环己烷一起作为氧化反应环己烷进料。3.根据权利要求2所述的环己烷氧化法生产环己酮过程中氧化工艺改进方法，其特征在于：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；自氧化反应器排出的氧化尾气，其压力为10～15bar，温度为160～175℃，从尾气洗涤塔底部进入塔内，由中温环己烷管道送来的中温环己烷从尾气洗涤塔顶部进入塔内，二者在塔内发生换热与传质，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，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。4.根据权利要求3所述的环己烷氧化法生产环己酮过程中氧化...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文辉，吕克尧，蒋遥明，虞新建，
申请(专利权)人：湖南百利工程科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43