[實用新型]一種綠色節能的環己烷氧化制備環己酮的系統

有效

• 申請號: 201720185418.3
• 申請日: 2017-02-28
• 公開（公告）號: CN206783563U
• 公開（公告）日: 2017-12-22
• 發明（設計）人: 張敏卿;張金利;李文鵬
• 申請（專利權）人: 天津市天地創智科技發展有限公司
• 主分類號: C07C45/33
• 分類號: C07C45/33;C07C49/403
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所12201
• 代理人: 陸藝

技術領域

本實用新型涉及一種環己烷氧化制備環己酮的系統。

背景技術

環己酮是制備己內酰胺、己二酸的主要中間體，也是制備各種乙烯樹脂漆的主要原料，并且被廣泛用做許多高分子聚合物的溶劑。因此，環己酮在有機化工、涂料工業等方面都有著極其重要的作用。環己烷液相氧化法是制備環己酮最為普遍的方法，約占環己酮生產工藝的90％以上。該方法采用含氧氣體為氧化劑，在較高的溫度(80-165℃)和壓力(約1.2MPa)下進行氧化反應。由于含氧氣體中含有惰性組分，氧化后尾氣中被反應物料所飽和，需要對尾氣進行有機組分的回收和氣體的凈化，以達標排放。一般此尾氣的處理方法是將尾氣通過冷凝液化和噴淋吸收回收大部分有用的環己烷和環己醇等組分，處理后的尾氣中含有氮氣約97％、氧氣約2％、有機組分約0.45％，壓力1.1-1.2Mpa，溫度3-4℃。10萬噸/年的環己酮生產裝置的尾氣排放量約16000-20000Nm3/h，尾氣量大且壓力較高，直接放空會浪費大量能源和資源并對環境產生一定的影響。

目前通用的方法將這些處理后的尾氣送入火炬系統進行燃燒，中國專利CN201593027U將反應后尾氣通過直接熱交換塔、洗滌塔和尾氣吸收塔后進入火炬系統進行燃燒，該方法增加了環己烷的回收率，但火炬系統一般需要添加助燃劑和貴金屬催化劑，設備投資較大，阻燃劑消耗大，操作費用高，且此做法雖然減少了有機物的排放，但增加了很多倍的二氧化碳排放，有機物不能全部回收。

另一種常用的方法是吸附，中國專利CN101306293A、CN103055655A等采用活性炭或高硅沸石等吸附劑吸附有機成分，然后通過蒸汽或氮氣等脫附再生后回用，脫附氣體進一步處理回收有機組分或直接進入反應系統。該方法雖然吸收效率高、有機物回收率高，但由于該方法脫附需要大量的能耗，且吸附劑具有一定的壽命，超過壽命之后將成為新的固體廢棄物，其投資費用和操作費用都相當可觀，制約著這種方法的普遍應用。

針對反應后尾氣具有較高壓力，中國專利CN204051046U提出了一種環己烷氧化尾氣能量利用、有機溶劑回收及氣體組分分離回收的裝置。該方法對尾氣進行加壓分離、膨脹做功、膜分離等實現氣液分離，不僅回收尾氣中的有機物和利用尾氣的壓力能做功，還分離提純尾氣中的氮氣，實現資源循環使用。但該方法由于設備較多投資及操作費用也較大。

綜上所述，目前尾氣處理工藝都存在投資費用和操作費用高。且采用的含氧氣的氧化劑的氣體需要壓縮至工作壓力1.1-1.2MPa，壓縮量大、操作費用很高，節能降耗潛力巨大。

實用新型內容

本實用新型的目的是克服現有技術的不足，提供一種綠色節能的環己烷氧化制備環己酮的系統。

本實用新型的技術方案概述如下：

一種綠色節能的環己烷氧化制備環己酮的系統，包括反應裝置1和高壓氣體循環裝置2，環己烷進料罐區A通過管道與反應裝置連接，反應裝置通過管道與高壓氣體循環裝置連接，高壓氣體循環裝置的出料管道與氧氣罐區B的進料管道匯合后與反應裝置連接，反應裝置通過管道與后分離工段C連接。

反應裝置1為多級環己烷氧化反應系統，光催化氧化反應器，微反應系統，管狀反應器與固液膜分離相結合的反應系統，篩板塔式反應系統或反應精餾反應系統。

高壓氣體循環裝置2為離心式壓縮機、氣相螺桿式壓縮機、往復式壓縮機的一種或多種組合。

另一種綠色節能的環己烷氧化制備環己酮的系統，包括反應裝置11和高壓氣體循環裝置12，環己烷進料罐區A1通過管道與反應裝置連接，所述反應裝置通過管道與高壓氣體循環裝置12連接，高壓氣體循環裝置的出料管道一路與任何體積比的空氣與氧氣的混合氣體罐區B1的進料管道匯合后與反應裝置連接，高壓氣體循環裝置的出料管道另一路與后尾氣后處理裝置D1連接，反應裝置通過管道與后分離工段C1連接。

反應裝置11為多級環己烷氧化反應系統，光催化氧化反應器，微反應系統，管狀反應器與固液膜分離相結合的反應系統，篩板塔式反應系統或反應精餾反應系統。

高壓氣體循環裝置12為離心式壓縮機、氣相螺桿式壓縮機、往復式壓縮機的一種或多種組合。

本實用新型的優點為：

1.本實用新型的綠色節能的環己烷氧化制備環己酮的系統，對反應后的高壓尾氣不經過泄壓直接進行循環壓縮后，與任意比例的氧氣和空氣混合后重新進入反應系統，具有流程簡單，無尾氣或尾氣量少等優點。

2.本實用新型充分利用了高壓尾氣的余壓，壓縮機只需提供滿足尾氣循環的少量能耗即可實現尾氣的循環利用，大大減小了壓縮機的能耗，節約了生產成本。