[發明專利]一種基于多層導流筒鼓泡反應器制備環己醇和環己酮的方法

有效

• 申請號: 201610729032.4
• 申請日: 2016-08-25
• 公開（公告）號: CN107778132B
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發明（設計）人: 周小文;劉洪武;黎樹根;鄧瓊;韓娟
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司巴陵分公司
• 主分類號: C07C27/00
• 分類號: C07C27/00;C07C27/26;C07C27/34;C07C45/53;C07C45/78;C07C45/80;C07C49/403;C07C29/00;C07C29/74;C07C29/86;C07C35/08
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所(普通合伙) 43114
• 代理人: 魏娟

本發明公開了一種基于多層導流筒鼓泡反應器制備環己醇和環己酮的方法，該方法是在多層導流筒鼓泡反應器中，用含氧氣體氧化環己烷生成含環己基過氧化氫的氧化液，然后用強堿溶液萃取氧化液得到含環己基過氧化氫的堿性水相和環己烷有機相，含環己基過氧化氫的堿性水相在高沸點溶劑存在下進行分解反應，分解液沉降分離后，蒸餾有機相得到環己醇和環己酮的混合物，萃取后的環己烷溶液返回至環己烷氧化反應過程；該方法能大大提高環己烷氧化選擇性和反應效率，降低環己烷蒸餾能耗。

技術領域

本發明涉及一種制備環己醇和環己酮的方法，特別涉及一種基于多層導流筒鼓泡反應器制備環己醇和環己酮的方法；屬于KA油制備技術領域。

背景技術

制備環己醇和環己酮，通常是用含分子氧的氣體氧化環己烷，首先生成含環己基過氧化氫、環己醇和環己酮等物質的環己烷氧化液，然后處理環己烷氧化液，使其中的環己基過氧化氫分解生成環己醇和環己酮，其后將未反應的環己烷蒸出循環使用，反應產物經多次精餾得到環己醇和環己酮。

環己烷氧化反應器一般為鼓泡塔，可在塔中加導流筒等內構件來改善傳質，也可加裝攪拌。在鼓泡塔中，一般不需要對液相進行劇烈攪拌，氣相可高度分散在液相中，有較大的持液量和相界接觸表面，傳質和傳熱效率較高，適用于緩慢化學反應和強放熱情況，反應器結構簡單、操作穩定、投資和維修費用低。帶攪拌的鼓泡反應器能加速氣液兩相之間的傳質和傳熱，更易于操控。

因為含氧氣體氧化環己烷生成的中間產物環己基過氧化氫、環己醇和環己酮都比環己烷更容易氧化，而這些中間產物又是所需要的目的產物，用一個攪拌鼓泡反應器反應時液相接近全混流，而改用多釜串聯之后，液相的流動接近平推流，與全混方式相比可以減少中間產物被進一步氧化，從而提高目的產物的收率。串聯反應器的個數越多，液相混合物的流動就越接近平推流，反應產物的收率就越高。但是，串聯的反應器數量較多時設備數量龐大因而初期投資高，串聯的反應器數量較少時實際效果與平推流反應器差距較大，使得最終的目的產物的選擇性仍然偏低。考慮到設備成本和實際操作，一般選擇的串聯反應器的個數為3～8個，如中國專利ZL200610031689.X、ZL200610031809.6、ZL201120157789.3和CN103804161A所述。環己烷的轉化率一般控制在3％～4％之間，環己基過氧化氫含量約3％左右，目的產物的選擇性約為92％，生產經驗表明，環己烷轉化率增加1％，目的產物選擇性就會下降約4％，因此提高環己烷轉化率會使選擇性下降。

含環己基過氧化氫約3％左右的環己烷氧化液在分解工序進行處理，環己基過氧化氫分解為環己醇和環己酮以及少量副產物，目前應用較廣泛的是用堿性水溶液處理環己烷氧化液，在分解環己基過氧化氫的同時，氧化液中的酸被中和，酯被皂化，因此分解產物在沉降分離出堿水相后不含酸性物質，不會對后續設備造成腐蝕，如中國專利01114586.2所述。用堿性水溶液處理環己烷氧化液時，環己烷相中的環己基過氧化氫先萃取至堿水相中，然后在堿水相中反應，生成的環己醇和環己酮又被萃取至環己烷相中。分解過程中環己基過氧化氫的轉化率接近100％，環己醇和環己酮的選擇性約為88％。

分解液中環己醇與環己酮之和約為4％，另有少量其它氧化產物，含量超過95％的環己烷需在環己烷蒸餾工序中蒸出，蒸出的環己烷是目的產物的約24倍，目前工業生產中多采用三效蒸餾，蒸餾環己烷所消耗的蒸汽量仍然較高，約占所有精餾塔能耗的30％。提高環己烷氧化轉化率可減少環己烷的蒸發量，但提高轉化率會導致目的產物選擇性下降，造成物耗的增加；降低環己烷氧化轉化率可以提高目的產物的選擇性，但產物中環己烷的比例更高，需要蒸出的環己烷更多。例如，分解液中環己醇和環己酮的總量約2％時，需要蒸出約為目的產物49倍的環己烷，選擇性提高所減少的物耗難以彌補蒸餾環己烷所增加的能耗。

發明內容

針對現有的制備環己酮和環己醇工藝存在的不足之處，本發明的目的是在于提供一種高選擇性、高效、低能耗的制備環己醇和環己酮的方法。

為了實現上述技術目的，本發明提供了一種基于多層導流筒鼓泡反應器制備環己醇和環己酮的方法，該方法包括以下步驟：