一种环己烷氧化制环己基过氧化氢的系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种环己烷氧化制环己基过氧化氢的系统，包括：反应器；所述反应器内设置有分隔板；所述反应器内位于所述分隔板上方的部位为反应段，位于所述分隔板下方的部分为分离段；所述反应段内设置有微界面发生器，所述微界面发生器浸没在液面以下；所述反应段内液面的上方设置有多层筛板；所述反应段的侧壁上设置有环己烷进口和空气进口；所述环己烷进口沿竖直方向设置在所述筛板的上方；所述空气进口与所述微界面发生器相连，空气经所述微界面发生器分散破碎成微米级别的微气泡后，进入所述反应段中。本实用新型专利技术的系统能耗低、成本低、安全性高、所需反应温度和压力低、副反应少、产物收率高，值得广泛推广应用。值得广泛推广应用。值得广泛推广应用。

【技术实现步骤摘要】
一种环己烷氧化制环己基过氧化氢的系统


[0001]本技术涉及环己烷氧化反应制备领域，具体而言，涉及一种环己烷氧化制环己基过氧化氢的系统。

技术介绍

[0002]环己烷氧化制备环己基过氧化氢是制备环己烷或环己酮的重要中间体；环己烷空气氧化工艺是国内外主流工艺，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。环己烷氧化反应过程如下：首先原料苯通过苯加氢反应生成环己烷，随后环己烷被空气氧化生成环己基过氧化氢，环己基过氧化氢流入下一装置，在碱性条件下水解生成环己醇和环己酮，经皂化和分离，环己醇再进入脱氢装置脱氢生成环己酮。
[0003]现有的环己烷氧化反应系统主要存在以下问题：
[0004](1)氧化反应采用五釜串联形式，各釜转化率逐渐升高，但总体单程转化率只有3.5％，5#氧化釜出口的大量环己烷进入后续分离系统，提纯后循环回1#氧化釜入口，导致整个装置的分离能耗及动力消耗增加；
[0005](2)反应温度(165℃)及反应压力(1.2MPa)较高，温度升高后可能导致副产物增加，对于提高环己基过氧化氢的收率不利；
[0006](3)压缩空气采用鼓泡方式进料，反应釜内部气液分布不均和传质效率低的问题、导致反应速率低、设备利用率低及氧化深度不均匀，同时反应器顶部排放尾气的氧气含量偏高，降低了压缩空气中氧气有效利用率；
[0007](4)大量环己烷和环己基过氧化氢氧化液进入分解、碱分离系统，导致氧化反应到分解反应工段之间的管道、仪表、阀门以及设备投资较大。
[0008]有鉴于此，特提出本技术。

技术实现思路

[0009]本技术的目的在于提供一种环己烷氧化制环己基过氧化氢的系统，该系统通过将反应器采用一塔两釜的方案，将反应段和分离段集成在一个反应器内，减少了系统的占地面积，提高了系统集成化程度；通过设置微界面发生器，能够将空气分散破碎成微米级别的微气泡，增大了与环己烷间的气液传质面积，提高了环己烷的氧化效率。
[0010]为了实现本技术的上述目的，特采用以下技术方案：
[0011]本技术提供了一种环己烷氧化制环己基过氧化氢的系统，包括：反应器；所述反应器内设置有分隔板；所述反应器内位于所述分隔板上方的部位为反应段，位于所述分隔板下方的部分为分离段；所述反应段内设置有微界面发生器，所述微界面发生器浸没在液面以下；
[0012]所述反应段内液面的上方设置有多层筛板；所述反应段的侧壁上设置有环己烷进口和空气进口；所述环己烷进口沿竖直方向设置在所述筛板的上方；所述空气进口与所述
微界面发生器相连，空气经所述微界面发生器分散破碎成微米级别的微气泡后，进入所述反应段中；
[0013]所述反应段侧壁设置有物料出口；所述物料出口沿竖直方向设置在所述反应段内的液面下方；所述物料出口与所述分离段相连。
[0014]现有技术中，环己烷氧化反应制环己基过氧化氢反应温度和压力较高，副产物多，产物收率低；且现有工艺中压缩空气一般采用鼓泡方式进料，但仍然存在反应釜内部气液分布不均和传质效率低的问题，导致反应速率低、设备利用率低及氧化深度不均匀，同时反应器顶部排放尾气的氧气含量偏高，降低了压缩空气中氧气有效利用率。
[0015]为解决上述技术问题，本技术提供了一种环己烷氧化制环己基过氧化氢的系统，该系统通过将反应器采用一塔两釜的方案，将反应段和分离段集成在一个反应器内，减少了系统的占地面积，提高了系统集成化程度；通过设置微界面发生器，能够将空气分散破碎成微米级别的微气泡，增大了与环己烷间的气液传质面积，提高了环己烷的氧化效率。
[0016]优选的，所述微界面发生器数量为两个，所述微界面发生器的类型为气动式微界面发生器，两个所述微界面发生器的出口相对设置。设置两个微界面发生器能够同时对空气进行分散破碎，提过了微界面分散效率；将两个微界面发生器出口相对设置，则是为了使两股空气微气泡对冲，防止微气泡间发生聚并，使微气泡均匀分布。
[0017]优选的，所述微界面发生器的出口处设置有气体布集管，所述气体布集管连通两个所述微界面发生器；所述气体布集管表面设置有多个气孔。设置气体布集管能够使两股微气泡在气体布集管中做湍流运动，微气泡从气孔流出，使微气泡分布均匀。
[0018]优选的，所述筛板上方设置有液体分布器。
[0019]本技术将反应器分成上部的反应段和下部的分离段，集成化程度高，占地面积小；其中，反应段内设置有与空气进口连接的微界面发生器，反应时，空气进入微界面发生器，分散破碎成微米级别的微气泡后与环己烷液体混合形成气液乳化物，增大了环己烷与空气的气液传质面积，提高了反应效率，同时所需反应温度和压力大大降低，
[0020]在本技术中，微界面发生器的设置个数为两个，两个微界面发生器出口相对且通过气体布集管将两个微界面发生器的出口连接。一方面，微气泡在气体布集管中做湍流运动，沿气体布集管管壁上的气孔进入反应段中，促进了微气泡的均匀分布；另一方面，两股微气泡形成对撞流，通过碰撞进一步的分散破碎，提高了微界面传质效率。
[0021]另外，本技术的环己烷进口以及空气进口的位置也不是随意排布的。之所以将空气进口设置在环己烷进口下方是因为空气是气体，容易从出口溢散出去，将空气进口设置在下方能够延长空气在反应段内的反应路径，是空气中的氧气与环己烷进一步反应，提高了原料利用率和转化率。环己烷进口设置在上方则是为了从上部淋降，设置液体分布器也是为了促进环己烷液体从上部均匀淋降，与反应段上部溢散的空气进一步反应，提高原料的利用率。反应段内液位的上方还设置有多层筛板，设置筛板能够降低顶部气体流速，从而能够使淋降下的环己烷与其充分反应。可见，本技术通过结合应用微界面发生器和筛板，并通过对其位置等的特定设置，提高了原料的转化率，降低了反应所需能耗。
[0022]本领域所属技术人员可以理解的是，本技术所采用的微界面发生器在本技术人在先专利中已有体现，如申请号CN201610641119.6、 CN201610641251.7、CN201710766435.0、CN106187660、CN105903425A、 CN109437390A、CN205833127U及
CN207581700U的专利。在先专利 CN201610641119.6中详细介绍了微米气泡发生器(即微界面发生器)的具体产品结构和工作原理，该申请文件中记载了“微米气泡发生器包括本体和二次破碎件、本体内具有空腔，本体上设有与空腔连通的进口，空腔的相对的第一端和第二端均敞开，其中空腔的横截面积从空腔的中部向空腔的第一端和第二端减小；二次破碎件设在空腔的第一端和第二端中的至少一个处，二次破碎件的一部分设在空腔内，二次破碎件与空腔两端敞开的通孔之间形成一个环形通道。微米气泡发生器还包括进气管和进液管。”从该申请文件中公开的具体结构可以知晓其具体工作原理为：液体通过进液管切向进入微米气泡发生器内，超高速旋本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种环己烷氧化制环己基过氧化氢的系统，其特征在于，包括：反应器；所述反应器内设置有分隔板；所述反应器内位于所述分隔板上方的部位为反应段，位于所述分隔板下方的部分为分离段；所述反应段内设置有微界面发生器，所述微界面发生器浸没在液面以下；所述反应段内液面的上方设置有多层筛板；所述反应段的侧壁上设置有环己烷进口和空气进口；所述环己烷进口沿竖直方向设置在所述筛板的上方；所述空气进口与所述微界面发生器相连，空气经所述微界面发生器分散破碎成微米级别的微气泡后，进入所述反应段中；所述反应段侧壁设置有物料出口；所述物料出口沿竖直方向设置在所述反应段内的液面下方；所述物料出口与所述分离段相连。2.根据权利要求1所述的环己烷氧化制环己基过氧化氢的系统，其特征在于，所述微界面发生器数量为两个，所述微界面发生器的类型为气动式微界面发生器，两个所述微界面发生器的出口相对设置。3.根据权利要求2所述的环己烷氧化制环己基过氧化氢的系统，其特征在于，所述微界面发生器的出口处设置有气体布集管，所述气体布集管连通两个所述微界面发生器；...

【专利技术属性】
技术研发人员：张志炳，周政，张锋，李磊，孟为民，王宝荣，杨高东，罗华勋，杨国强，田洪舟，曹宇，
申请(专利权)人：南京延长反应技术研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：