基于气液固多相反应分离同步反应器的利用空气氧化环己烷生产己二酸的方法技术

本发明专利技术公开了基于气液固多相反应分离同步反应器的利用空气氧化环己烷生产己二酸的方法，将环己烷加入到气液固多相反应分离同步反应器，所述反应器包括反应塔和至少两个与反应塔底部连通的恒温沉降塔，反应塔内设有气相区、氧化区和气体出口；反应时，将环己烷充满氧化区和恒温沉降塔内，空气从氧化区底部连续通入，与环己烷接触发生氧化反应，同时生成的己二酸固体经沉降进入恒温沉降塔中，且此时恒温沉降塔中环己烷通过外循环体系进入氧化区中，使得反应连续进行，己二酸在恒温沉降塔继续沉降，直至己二酸相盛满恒温沉降塔时，将反应塔切换到与另一个装满环己烷的恒温沉降塔连通，由此交替进行，进行连续生产；该方法能高转化率、高收率地连续化生产己二酸，提高了生产效率，降低了生产成本。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了，将环己烷加入到气液固多相反应分离同步反应器，所述反应器包括反应塔和至少两个与反应塔底部连通的恒温沉降塔，反应塔内设有气相区、氧化区和气体出口；反应时，将环己烷充满氧化区和恒温沉降塔内，空气从氧化区底部连续通入，与环己烷接触发生氧化反应，同时生成的己二酸固体经沉降进入恒温沉降塔中，且此时恒温沉降塔中环己烷通过外循环体系进入氧化区中，使得反应连续进行，己二酸在恒温沉降塔继续沉降，直至己二酸相盛满恒温沉降塔时，将反应塔切换到与另一个装满环己烷的恒温沉降塔连通，由此交替进行，进行连续生产；该方法能高转化率、高收率地连续化生产己二酸，提高了生产效率，降低了生产成本。【专利说明】
本专利技术涉及一种利用空气氧化环己烷生产己二酸的工艺方法。
技术介绍
己二酸是尼伦66的基本化工原料。工业上，环己酮液相硝酸氧化是制备己二酸的主要方法。硝酸氧化环己酮制备己二酸的工艺使用高成本的环己酮作原料，并且硝酸会腐蚀设备并存在环境污染的问题。近年来，一些专利公开了金属卟啉仿生催化空气氧化环己烷制备己二酸的工艺。专利CN1850756A和专利CN1530358A公开了低浓度金属卟啉仿生催化空气氧化环己烷制备己二酸的工艺和设备，但该技术所得产品为环己醇、环己酮和己二酸的混合物；专利CN1535947A公开了使用金属卟啉仿生催化空气氧化环己烷生产己二酸的工艺，但环己烷转化率小于40%，产物中己二酸含量小于60% ;专利CN公开了金属卟啉仿生催化空气氧化环己烷生产己二酸的工艺和设备。该技术使用多级氧化反应器，先得到氧化产物环己醇、环己酮和己二酸的混合物，然后采用闪蒸分离器将产物己二酸与未反应的环己烷以及产物环己醇和环己酮分离。与己二酸分离以后的产物环己醇和环己酮重新投入多级氧化反应器进行二次氧化。经过二次氧化，环己醇和环己酮转变成己二酸。使用该连续循环氧化技术，环己烷累计转化率可以达到95%，产物中己二酸含量可以达到75%，己二酸收率可达到72%。但是，该技术使用的设备复杂，同时氧化产物己二酸在流动过程中容易析出堵塞管路。另外，己二酸在多级反应釜中容易进一步被氧化脱羧形成五碳酸和四碳酸，增加己二酸的精制困难。 化工生产中经常遇到产物比重大于反应物且互不相溶的气液固多相反应。对这类反应，反应过程中气体、液体和固体多相同时存在于反应体系中。现有的化工生产模式是，整个反应期间，反应物与反应产物自然地或者被强制地(例如搅拌)分布于反应区。反应结束后，再将反应物与反应产物移到分离器中进行分离。由于体系中多相物质的存在会影响液体在生产装置中的流动性而无法连续生产。对于上述情况，目前化工生产中主要有两种解决方案。一种方案是加入另一种能同时溶解多相物质的溶剂。通过加入溶剂的方法可以实现有不溶性产物生成的工艺连续化；但是，溶剂的加入使化工生产过程变得复杂，同时也增加相应的设备投资和能耗、物耗以及溶剂对环境的污染；另一种方案是，采用间隙操作生产。上述两个方案中，都将增加反应产物在反应系统中的停留时间，而在反应操作条件下，反应产物会因为分解或者深度反应，导致反应产物选择性和收率降低。
技术实现思路
本专利技术的目的是在于提供一种基于气液固多相反应分离同步反应器利用空气氧化环己烷，高转化率、高选择性地连续化生产己二酸的方法，该方法大大提高了己二酸的生产效率，降低了生产成本。本专利技术提供了基于气液固多相反应分离同步反应器利用空气氧化环己烷生产己二酸的方法，该方法是将环己烷加入到气液固多相反应分离同步反应器，所述气液固多相反应分离同步反应器包括鼓泡重力反应塔或搅拌反应塔，至少两个与所述的鼓泡重力反应塔或搅拌反应塔底部连通的恒温沉降塔；所述的鼓泡重力反应塔或搅拌反应塔塔内包括上部的气相区、中下部的氧化区和顶部的反应气体导出口 ；所述鼓泡重力反应塔的氧化区内的塔壁上沿塔轴45~75°夹角方向倾斜设有多组交替分布的重力沉降板，所述重力沉降板板面设有可供气体和液体通过的小孔；所述搅拌反应塔的氧化区内设有搅拌器；反应时，将所述的环己烷充满所述的氧化区和恒温沉降塔内，空气从所述的鼓泡重力反应塔或搅拌反应塔底部连续通入，经气体分布器分散后，与所述氧化区的环己烷接触发生氧化反应，同时氧化反应生成的己二酸在重力作用下从所述搅拌反应塔的氧化区直接沉降进入恒温沉降塔中，或者从所述鼓泡重力反应塔的氧化区沿着重力沉降板沉降进入恒温沉降塔中，而此时所述恒温沉降塔中的环己烷则通过外循环体系进入所述的鼓泡重力反应塔或搅拌反应塔中，补充所述的搅拌反应塔或鼓泡重力反应塔内反应所消耗的环已烷，使得反应连续进行；己二酸相在所述恒温沉降塔继续沉降，直至己二酸相盛满恒温沉降塔时，将鼓泡重力反应塔或搅拌反应塔切换到与另一个装满环己烷的恒温沉降塔连通，由此交替进行，进行连续生产；所述外循环体系的循环量为反应体系中环己烷总体积的40~80%/h ；所述的氧化反应是在加入过渡金属盐催化剂和/或金属卟啉催化剂，温度为140~165°C，压力0.8~1.2MPa的条件下反应。所述的方法,使用金属卟啉催化剂时金属卟啉在反应体系中的浓度为5~30ppm ；或者使用过渡金属盐催化剂 时过渡金属盐在反应体系中的浓度为30~200ppm ;或者使用过渡金属盐催化剂和金属卟啉催化剂时，金属卟啉在反应体系中的浓度为5~30ppm，过渡金属盐在反应体系中的浓度为30~200ppm。所述的金属卟啉为四苯基卟啉钴(CAS号14172-90-8)、四苯基卟啉铁(CAS号16456-81-8)、四苯基卟啉铜(CAS号14172-91-9)、四苯基卟啉锰(CAS号32195-55-4)、四苯基卟啉铁μ - 二聚体(CAS号12582-61-5)、四对氯苯基卟啉钴(CAS号55195-17-8)、四对氯苯基卟啉铜(CAS号16828-36-7)、四对氯苯基卟啉铁(CAS号36965-70-5)、四对氯苯基卟啉锰(CAS号62613-31-4)、四对氯苯基卟啉铁μ - 二聚体(CAS号37191-15-4)中的一种或几种。所述的过渡金属盐为钴、锰、铜的醋酸盐或环烷酸盐中的一种或几种。所述装满环己烷的恒温沉降塔中压力和鼓泡重力反应塔或搅拌反应塔中压力相同；防止替换过程中压力的突变对反应稳定性的影响和人身安全隐患。所述的鼓泡重力反应塔或搅拌反应塔距塔顶> 1/3塔壁高度处设有用于引出氧化区中过量环己烷以维持氧化区液面平衡的反应液导出口。所述氧化反应未反应的气体部分进入鼓泡重力反应塔或搅拌反应塔上部的气相区，经所述鼓泡重力反应塔或搅拌反应塔顶部设置的冷凝器冷凝回收气体中夹带的环己烷后，由反应气体导出口排空。所述的重力沉降板上下相邻两重力沉降板之间的小孔错开设置。所述的重力沉降板上下相邻两重力沉降板之间呈V型设置。所述的重力沉降板长度与塔径比为1:0.8~1.2 ;优选为1:1。所述的外循环体系包括循环泵和循环管；所述的循环管与恒温沉降塔与鼓泡重力反应塔或搅拌反应塔氧化区上部连通。所述的氧化反应生成的己二酸不溶于环己烷及反应生成的中间产物，而比重大于环己烷及中间产物，己二酸生成后在循环泵的作用下能快速沉降从氧化区到分离区转移。所述恒温沉降塔中少部分环己烷可以从鼓泡重力反应塔底部连通的管进入鼓泡重力反应塔。所述鼓泡本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郭灿城，郭欣，
申请(专利权)人：沅江华龙催化科技有限公司，
类型：发明
国别省市：