[發明專利]一種用于生產環己酮的環己烷氧化反應中的空氣分配方法

無效

• 申請號: 201210440039.6
• 申請日: 2012-11-06
• 公開（公告）號: CN103804161A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發明（設計）人: 黎樹根;劉華鋒;申武;李勇軍;高偉;柳亞華;李綱;喻志龍;徐興;譚紅彩
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司
• 主分類號: C07C49/403
• 分類號: C07C49/403;C07C45/33
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所 43114
• 代理人: 魏娟

技術領域

本發明涉及一種用于生產環己酮的環己烷氧化反應中的空氣分配方法。

背景技術

在環己烷空氣氧化過程中，環己烷被氧化成環己酮、環己醇、環己基過氧化氫、己二酸等。由于環己酮、環己醇較環己烷更易于被氧化，工業生產中，環己烷的氧化轉化率通常控制在3.5％～4.0％，氧化選擇性90％左右，氧化選擇性是指環己烷氧化反應生成目標產物的比例，選擇性越好，產量越高。盡管環己烷空氣氧化反應工藝成熟，但由于轉化率低偏低，存在尾氣處理量大、能耗高、設備投資高等缺點。環己烷空氣氧化法生產環己酮裝置的生產能力直接由氧化釜的吸氧能力決定，即通氣量的大小直接決定環己酮的產量。但完全無限度的提高通氣量會導致尾氣吸收和熱量回收系統的負荷大幅度提高，尾氣含烷量上升，裝置內循環環己烷量同時大量增加（比如當空氣氣量為18000Nm³/h?時，環己烷的循環量將近390t/h），形成一系列新的生產瓶頸。因此若采用此方法擴能改造，將導致裝置的改造成本大幅度增加。通過一系列的技術研究和試驗，證實以體積分數23％～30％（為了確保安全性，實際控制值在23％～25％）的富氧替代空氣進行生產，嚴格控制反應溫度、壓力、尾氣含氧量（體積分數2％～3％），可擴大環己酮裝置的生產能力。以富氧替代空氣氧化環己烷的工藝技術研究一直是國內外的熱點研究課題。

目前，現有技術已采用富氧引入氧化反應系統，然而仍存在如下問題，主要體現在如下幾個方面：

（1）國內目前環己烷氧化反應的氧化釜都是5個或者7個，屬于串聯鏈接流程，且大多采用所有氧化釜同時通入富氧，而過多氧氣的參與反應后會打破原來空氣氧化法中自由基含量的分布規律，每個氧化釜產生的自由基量會發生改變，在加速環己烷氧化產物的深度氧化，可能降低反應的選擇性最終影響環己酮產量的同時還可能打破整個氧化反應的平衡，乃至無法生產出合格質量的環己酮。

（2）反應體系的安全性，更多的氧氣參與反應會導致反應熱大量增加，尾氣含氧量（簡稱尾氧）失去控制，尾氧含量過高給反應裝置帶來更大的爆炸性風險；

（3）每個氧化釜都有一個最小通氣量，意味著每個氧化釜都有一個空氣量的最低值。如果通氣量過少，會產生爆震，即氧化釜里面的液態環己烷會倒流至空氣管線里并產生燃燒，這種現象十分危險。

因此要求在控制富氧通入量的同時還要保證在兼顧反應體系的安全性和產量的前提下，但是在工藝過程中的哪個部分開始通入富氧空氣，及其通入量控制則成了富氧法生產環己酮的關鍵。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于生產環己酮的環己烷氧化反應中的空氣分配方法，可有效提升整個環已酮的氧化反應的選擇性，反應系統安全可控，同時降低了能耗。

本發明采用的技術方案如下：

一種用于生產環己酮的環己烷氧化反應中的空氣分配方法，所述方法設有7個氧化釜，在第一個氧化釜開始通入空氣，從第4個氧化釜開始通入富氧空氣，所述第4個氧化釜之后排列的所有氧化釜均通入富氣空氣，所有氧化釜串聯連接，且氧化釜的通氣量逐級增大；

所述空氣與富氧空氣的通入量的調控，是以每個氧化釜出來的尾氣中氧氣含量在2%~3%的安全范圍內及每個氧化釜的環已烷的氧化轉化率小于4.5%為基準控制。

所述通入氧化釜的富氧空氣中的氧氣體積分數為23%~25％。

前三個氧化釜中通入的空氣流量依次分別是770～780Nm³/h、1150～1160Nm³/h、1370～1390Nm³/h，后四個氧化釜中通入的富氧空氣流量依次分別是1760～1775Nm³/h、1950～1960Nm³/h、4785～4790Nm³/h、6140～6150Nm³/h。

在選擇第4個氧化釜開始通入富氧空氣時，前三個氧化釜中通入的空氣流量依次分別是775.7Nm³/h、1153.3Nm³/h、1380Nm³/h，后四個氧化釜中通入的富氧空氣流量依次分別是1768Nm³/h、1955.2Nm³/h、4791.3Nm³/h、6145.4Nm³/h。

所述通入氧化釜的富氧空氣的氧氣體積分數為23.2%。