[實用新型]微通道內(nèi)的環(huán)己醇、環(huán)己酮、己二酸共合成裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220373734.0
• 申請日: 2012-07-30
• 公開（公告）號: CN202688232U
• 公開（公告）日: 2013-01-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱明喬;王磊;盧建剛;張紅光;胡紅定;葛倩
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: C07C27/12
• 分類號: C07C27/12;C07C35/08;C07C29/50;C07C45/53;C07C49/403;C07C51/31;C07C55/14;C07C407/00;C07C409/14
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 張法高

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種微通道內(nèi)環(huán)己醇、環(huán)己酮、己二酸的共合成裝置。

背景技術(shù)

環(huán)己酮與環(huán)己醇（俗稱KA油）是重要的化工原料，每年有百萬噸級的環(huán)己醇與環(huán)己酮通過環(huán)己烷氧化獲得，除主要用于合成己內(nèi)酰胺、己二酸，進而合成尼龍-6和尼龍-66之外，還可直接用作溶劑。

世界上絕大部分環(huán)己醇與環(huán)己酮在是通過環(huán)己烷液相氧化法獲得，可分為無催化氧化與催化氧化兩條生產(chǎn)路線。

無催化氧化法又稱過氧化物氧化法，由法國Rhone-Poulenc公司率先開發(fā)成功。無催化氧化法的特點是反應(yīng)分兩步進行，首先在160~170℃下，用空氣直接將環(huán)己烷氧化為環(huán)己基過氧化氫。然后，用醋酸鈷(或其他鈷鹽)催化劑，在低溫和堿性條件下，使CHHP分解為環(huán)己酮和環(huán)己醇，環(huán)己醇經(jīng)脫氫得到環(huán)己酮。此方法的環(huán)己烷轉(zhuǎn)化率有4%左右，酮醇選擇性為70~85%。該方法避免了鈷鹽法和硼酸法兩者的缺點，結(jié)渣較少，連續(xù)運轉(zhuǎn)周期長，但工藝路線較長，所需設(shè)備多，能耗高。此外，該過程產(chǎn)生的大量廢堿液處理困難，至今仍是世界性的環(huán)保難題。尤其至關(guān)重要的另外一個問題是生產(chǎn)中還存在氧化爆炸的安全隱患，其危險主要存在于鼓泡器產(chǎn)生的火焰以及灼熱的環(huán)己烷突然泄露形成爆炸性的環(huán)己烷與空氣的氣氛。

催化氧化法又分為鈷鹽催化氧化法和硼酸催化氧化法等。鈷鹽催化氧化法是美國杜邦公司開發(fā)的最古老的方法，杜邦公司第一個把它工業(yè)化，該工藝以空氣為氧化劑，環(huán)烷酸鈷等油溶性鈷鹽作催化劑，在150~160?℃和壓力0.9?MPa的條件下，生成環(huán)己酮和環(huán)己醇，環(huán)己烷轉(zhuǎn)化率在5%左右，環(huán)己醇和環(huán)己酮的選擇性在75%左右。該方法的優(yōu)點是溫度適中，停留時間短，對設(shè)備要求不高；原料易得，工藝簡單。缺點是單程轉(zhuǎn)化率低，大量微反應(yīng)環(huán)己烷需循環(huán)使用，造成能耗大，設(shè)備利用率低。該方法的目標(biāo)產(chǎn)物的選擇性差，大量生成酸酯等副產(chǎn)物，且生成的酸易與催化劑反應(yīng)生成不溶的羧酸鈷鹽，在設(shè)備和管道上形成結(jié)渣，對連續(xù)化生產(chǎn)不利。

硼酸催化氧化法使用硼酸或偏硼酸作為催化劑，反應(yīng)溫度為165~170?℃，反應(yīng)壓力為0.9~1.2?MPa，反應(yīng)停留時間約2?h，環(huán)己烷轉(zhuǎn)化率10~12%，酮醇選擇性90%左右。該法的優(yōu)點是環(huán)己烷轉(zhuǎn)化率與選擇性高，能耗少，已經(jīng)工業(yè)化應(yīng)用。但是此方法增加了環(huán)己醇酯水解和硼酸回收工序，設(shè)備的投資大，工藝復(fù)雜。此外，在硼酸回收過程中，由于硼酸是懸浮體，容易產(chǎn)生沉淀和堵塞管道，影響生產(chǎn)的連續(xù)性。因此，該方法現(xiàn)已基本被淘汰。

總之，目前的環(huán)己烷氧化生產(chǎn)工藝，存在著環(huán)己烷轉(zhuǎn)化率低，環(huán)己醇與環(huán)己酮選擇性低，大量未反應(yīng)的環(huán)己烷需循環(huán)，能耗高，環(huán)境污染嚴(yán)重，存在氧化爆炸的安全隱患等問題。因此，如何提高反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率與選擇性，降低能耗，增加反應(yīng)的安全性，實現(xiàn)環(huán)己烷氧化的清潔高效生成，是環(huán)己烷氧化技術(shù)的發(fā)展方向。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的是提供一種微通道內(nèi)環(huán)己醇、環(huán)己酮、己二酸的共合成裝置。

微通道內(nèi)環(huán)己醇、環(huán)己酮、己二酸的共合成裝置包括環(huán)己烷儲罐、環(huán)己烷平流泵、液相路球閥、鋼瓶、氣體減壓閥、過濾器、氣體質(zhì)量流量控制器、單向閥、氣相路球閥、油浴恒溫裝置、氣液微混合器、空氣恒溫箱、微反應(yīng)管、三通混合器、反應(yīng)產(chǎn)物過濾器、背壓閥、氣液微分離器、產(chǎn)物儲罐、異丙醇儲罐、異丙醇平流泵；環(huán)己烷儲罐、環(huán)己烷平流泵、液相路球閥、氣液微混合器順次相連；鋼瓶、氣體減壓閥、過濾器、氣體質(zhì)量流量控制器、單向閥、氣相路球閥、氣液微混合器順次相連，氣液微混合器外設(shè)有油浴恒溫裝置，氣液微混合器、微反應(yīng)管、三通混合器、反應(yīng)產(chǎn)物過濾器，背壓閥，氣液微分離器，產(chǎn)物儲罐順次相連，氣液微分離器上部設(shè)有排空口，異丙醇儲罐、異丙醇平流泵、三通混合器順次相連，微反應(yīng)管安裝在空氣恒溫箱內(nèi)。

所述的氣液微混合器為德國的氣液微混合器SIMM-V2或T型接頭，所述的微反應(yīng)管的內(nèi)徑為0.508-2?mm，長度為9.6-35?m。

本實用新型的有益效果在于微管具有良好的傳質(zhì)傳熱性能，能夠有效的消除自由基鏈?zhǔn)綇姺艧岱磻?yīng)帶來的安全隱患，本實用新型采用純氧作為反應(yīng)介質(zhì)，有效提高了反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率與選擇性，且由于微管優(yōu)良的性能，使反應(yīng)能夠采取較高的反應(yīng)溫度和壓力，便于縮短反應(yīng)時間。

附圖說明

圖1是微通道內(nèi)環(huán)己醇、環(huán)己酮、己二酸的共合成裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實用新型的盤管式微管反應(yīng)器示意圖；

圖3是本實用新型的氣液微分離器原理示意圖。

具體實施方式