苯法制環(huán)己酮生產(chǎn)技術(shù)及工藝流程概述

石志華

【摘要】環(huán)己酮生產(chǎn)采用以苯為原料的工藝路線，環(huán)己烷氧化采用五釜連續(xù)無(wú)催化空氣氧化工藝，環(huán)己醇脫氫采用低溫脫氫工藝技術(shù)，整個(gè)工藝技術(shù)先進(jìn)、原料易得、原材料消耗低，經(jīng)濟(jì)效益較好，是目前國(guó)內(nèi)外環(huán)己酮主導(dǎo)生產(chǎn)工藝。

【關(guān)鍵詞】環(huán)己酮 工序 工藝流程

1、環(huán)己酮生產(chǎn)方法及工藝路線

隨著石油化工的發(fā)展，大量廉價(jià)的苯從石油中直接提取，以苯為起點(diǎn)原料的環(huán)己酮工藝路線隨著原料市場(chǎng)的充實(shí)，已占據(jù)環(huán)己酮生產(chǎn)的主導(dǎo)地位。由于苯法工藝流程成熟，原料易得，采用該工藝生產(chǎn)的環(huán)己酮占世界總產(chǎn)量的80%，我國(guó)的環(huán)己酮都是采用以苯為原料的工藝路線生產(chǎn)。

（1）無(wú)催化氧化工藝

新鮮環(huán)己烷與循環(huán)環(huán)己烷混合后依次進(jìn)入串聯(lián)的五臺(tái)氧化反應(yīng)釜，經(jīng)過(guò)加壓的空氣，定量加入各反應(yīng)釜中，反應(yīng)釜采用釜式內(nèi)導(dǎo)流筒氣升式結(jié)結(jié)構(gòu)。氧化反應(yīng)由自由基誘導(dǎo)控制，反應(yīng)控制在溫度160～165℃、壓力1.2Mpa（G）條件下進(jìn)行。氧化產(chǎn)品為環(huán)己基過(guò)氧化氫經(jīng)醋酸鉆催化分解得到環(huán)己酮和環(huán)己醇混合物，再經(jīng)中和、精餾、脫氫等一系列工藝過(guò)程，得到環(huán)己酮產(chǎn)品。無(wú)催化氧化工藝環(huán)己烷的轉(zhuǎn)化率控制在3.5～4%，氧化收率80%左右。

（2）有催化氧化工藝

鉆鹽法、硼酸法統(tǒng)稱為有催化氧化工藝。

2、苯法制環(huán)己酮生產(chǎn)工序及工藝流程

2.1 氧化工序：環(huán)己烷氧化采用無(wú)催化空氣氧化工藝路線。環(huán)己烷在一定溫度、壓力下，被空氣氧化成環(huán)己基過(guò)氧化氫，環(huán)己基過(guò)氧化氫在醋酸鉆催化劑的作用下，低溫定向分解成環(huán)己酮和環(huán)己醇。為了盡量減少副反應(yīng)的發(fā)生，氧化

反應(yīng)環(huán)己烷轉(zhuǎn)化率控制在3.5%，環(huán)己烷氧化收率大于80%。

工藝流程說(shuō)明：冷環(huán)己烷自冷烷泵來(lái)，分成兩路。一路送入洗滌塔中部，一路經(jīng)洗滌塔冷卻器冷卻后，送入洗滌塔頂部，冷烷在洗滌塔內(nèi)與尾氣充分接觸，冷卻回收尾氣中的環(huán)己烷，塔釜環(huán)己烷進(jìn)入烷水分離器，塔頂氣相進(jìn)入吸收塔。烷水分離器的液相保持一定的停留時(shí)間，實(shí)現(xiàn)油水分層，上層油相送人直接熱交換塔頂部作噴淋液體，下層水相送人廢堿閃蒸塔濃縮廢堿液。

熱烷泵送來(lái)熱烷與洗滌塔釜液泵送來(lái)的環(huán)己烷一起加入直接熱交換塔頂部，在塔內(nèi)與氧化尾氣進(jìn)行直接熱交換，換熱后的氣相從塔頂抽出送人洗滌塔底部，液相環(huán)己烷用反應(yīng)系統(tǒng)加料泵送往氧化進(jìn)料預(yù)熱器，采用蒸汽預(yù)熱，將環(huán)己烷加熱到160℃，作為氧化反應(yīng)進(jìn)料送人氧化反應(yīng)釜，氧化反應(yīng)由五釜組成，氧化液依次流過(guò)五個(gè)反應(yīng)釜，空氣由空壓機(jī)加壓后，送人空氣分配站，按照預(yù)先設(shè)定的流量分別加入各個(gè)氧化反應(yīng)釜中。

控制各氧化反應(yīng)釜環(huán)己烷的轉(zhuǎn)化率，氧化產(chǎn)物和環(huán)己烷靠位差自流入下一氧化釜繼續(xù)進(jìn)行反應(yīng)，最終氧化產(chǎn)物經(jīng)控制第五釜液面流入氧化液換熱器，各釜排出的氧化尾氣由氧化釜頂部匯人氣相總管進(jìn)入直接熱交換塔回收環(huán)己烷。

2.2 烷精餾工序：工藝技術(shù)選擇未反應(yīng)的環(huán)己烷回收是環(huán)己酮裝置能量消耗的主要場(chǎng)所，為降低蒸汽及冷卻水消耗量，采用了三塔三效流程，烷一塔、烷二塔和烷三塔的蒸發(fā)量分別為25%、30%、45%。

工藝流程說(shuō)明：換熱后的水洗液首先進(jìn)入閃蒸罐，閃蒸除去大部分不凝物、水及一定量的環(huán)己烷，閃蒸罐頂排出的氣相送人烷三塔，閃蒸罐底液相流入烷一塔。烷一塔用外加蒸汽加熱，塔內(nèi)蒸出的水和環(huán)己烷形成的共沸蒸汽，作為烷二塔熱源，送人二塔再沸器。烷一塔釜經(jīng)過(guò)一級(jí)濃縮的環(huán)己烷液體利用自壓壓入烷二塔，在烷二塔內(nèi)繼續(xù)濃縮，塔頂氣相作為烷三塔的蒸發(fā)熱源送人烷三塔再沸器，烷二塔釜液利用壓差壓入烷三塔。粗醇酮在烷三塔內(nèi)繼續(xù)濃縮，塔頂排出的環(huán)己烷蒸汽進(jìn)入環(huán)己烷精餾冷凝器被冷卻水冷凝，冷凝下來(lái)的液體進(jìn)入回流槽，經(jīng)冷烷泵抽出送氧化工序，作為氧化進(jìn)科。精餾氣體冷卻器中的不凝氣經(jīng)分離罐分離氣液后排至大氣。烷三塔粗醇酮液由烷三塔底液泵送至烷四塔脫除環(huán)己烷后去粗醇酮罐。

2.3 醇酮精餾工序：利用精餾方法將烷精餾工序及脫氫工序送來(lái)的粗醇酮精制成精酮及精醇，為了增加組份間相對(duì)揮發(fā)度及降低操作溫度，輕塔、酮塔及醇塔均在高真空下操作。

工藝流程說(shuō)明：粗醇酮由粗醇酮泵自粗醇酮罐抽出送人輕塔中上部，精餾后塔頂氣相經(jīng)輕塔冷凝器、輕塔氣體冷卻器冷凝冷卻后，冷凝液流入輕塔回流罐，罐內(nèi)輕組分由輕塔回流泵抽出分別送往輕質(zhì)油罐和打回輕塔頂回流。不凝氣由輕塔蒸汽噴射泵抽出，以保持輕塔負(fù)壓操作環(huán)境。釜液由輕塔釜液泵抽出送往酮塔，精餾后氣相產(chǎn)品環(huán)己酮，經(jīng)酮塔冷凝器、酮塔不凝氣冷卻器冷凝冷卻，液相流入酮塔回流罐，經(jīng)酮塔回流泵抽出，一部分打回酮塔頂回流，一部分送往環(huán)己酮罐作為產(chǎn)品外銷(xiāo)。酮塔頂不凝氣由酮塔三級(jí)噴射真空泵抽出，以保持酉同塔在絕壓5kPa，溫度72℃下操作。釜液由酮塔釜液泵抽出送往醇塔。經(jīng)醇塔精餾后，氣相環(huán)己醇經(jīng)醇塔冷凝器，醇塔不凝氣冷卻器冷凝冷卻，液相環(huán)己醇流入醇塔回流罐，經(jīng)醇塔回流泵抽出，一分打回醇塔頂回流，一部分送至環(huán)己醇罐作為脫氫產(chǎn)品，醇塔頂不凝氣經(jīng)醇塔三級(jí)噴射真空泵抽出，以保持醇塔頂穩(wěn)定在絕壓6kPa，溫度89℃下操作。醇塔釜液由醇培釜液泵抽出送至X油罐，作燃料外銷(xiāo)。各級(jí)噴射真空泵的冷凝液分別排入水封槽，收集后送往廢水氣提塔回收有機(jī)物。