[發明專利]一種環己烷氧化廢堿液的蒸發濃縮方法和設備

有效

• 申請號: 202010516116.6
• 申請日: 2020-06-09
• 公開（公告）號: CN111437617B
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發明（設計）人: 肖有昌;師太平;肖藻生
• 申請（專利權）人: 長沙興和新材料有限公司
• 主分類號: B01D1/14
• 分類號: B01D1/14
• 代理公司: 長沙星耀專利事務所(普通合伙) 43205
• 代理人: 王艷;寧星耀

一種環己烷氧化廢堿液的蒸發濃縮方法和設備。本發明方法首先采用水蒸汽對環己烷氧化廢堿液直接接觸進行連續汽提，得到氣相和汽提后廢堿液；然后對氣相進行冷凝，得到含有有效成分的混合冷凝液，同時將汽提后廢堿液與循環熱堿液合并得到塔釜液，并產生用于汽提的水蒸汽；最后將一部分塔釜液作為濃縮液排出，進入二次濃縮工序，將另一部分塔釜液進行加熱，得所述循環熱堿液；本發明方法可有效分離回收環己烷氧化廢堿液中環己烷、環己酮和環己醇等有效產物，同時，避免無機鹽在設備中結垢，提高設備長期運行的安全性。本發明蒸發濃縮設備結構簡單合理。

技術領域

本發明屬于環己烷氧化制備環己醇和環己酮領域，具體涉及一種環己烷氧化廢堿液的蒸發濃縮方法和設備。

背景技術

在現有環己烷氧化制備環己酮的工藝過程中，因為需要使用堿性非均相分解工藝提高環己烷油相中氧化過程產生的環己基過氧化氫分解轉化率，同時中和氧化副產的有機酸和皂化有機酯，這樣就不可避免地會產生一種稱為環己烷氧化廢堿液的水性液體廢物。一套12萬噸/年環己烷氧化制備環己酮傳統工藝，會產生24t/h以上的氧化廢堿液，在最新一代環己烷氧化制備環己酮工藝中，盡管由于酸性均相分解新工藝的成功實施，能夠大幅度減少此廢堿液的量，但是同樣規模的裝置仍然有18.5t/h的廢堿液會被排出系統需要處理。此廢堿液從廢堿分離系統排出時的固含量一般在20-25%之間，pH值為13-14，主要含有NaOH，Na₂CO₃和戊酸鈉、羥基己酸鈉，己二酸鈉等有機酸鹽類，而且會帶有少量的(0.5%wt左右)環己烷、環己酮和環己醇等有效產物。由于此廢堿液堿性強、鹽含量高，并不適合直接用生化方法處理，更不能直接排放污染環境。曾經有研究利用濃硫酸中和此廢堿液，分離出有機酸來綜合利用，但是效果并不好，沒有實施的價值。目前的處理辦法一般是把廢堿液采用蒸發工藝濃縮到固含量45-55%左右后，送入焚燒爐進行無害化焚燒處理。

現在通行的環己烷氧化廢堿液的蒸發工藝是采用了上世紀90年代國外引進裝置的技術，利用低壓蒸汽將一次性通過蒸發器內的氧化廢堿液加熱到110^oC以上蒸發濃縮，然后進入汽液分離器使濃縮后的廢堿液與蒸發出的氣相分離，氣相冷凝后的油水混合物返回非均相分解系統使用，濃縮后的廢堿液送去廢堿焚燒系統直接焚燒處理。但在實際的生產中，該技術存在很大的問題，其表現是：由于廢堿液中含有大量的Na₂CO₃，當大量的廢堿液在蒸發器內汽化濃縮時，蒸發器列管很容易因Na₂CO₃達到飽和而結垢、堵塞，一方面嚴重影響設備長周期運行的安全性能，另一方面造成蒸發器傳熱能力下降，廢堿液濃縮后的固體含量只能達到40%左右，不能滿足廢堿焚燒裝置的進料要求。隨著社會對降低能耗和環保的要求不斷提高，并為了提高廢堿焚燒爐的工作效率，降低煙道氣中不完全燃燒物質的含量，我們已經在國內大部分的環己烷氧化制備環己醇和環己酮裝置中改造成把廢堿液在系統內簡單一次蒸發濃縮到固含量為25～30%，主要是回收廢堿液中夾帶的環己烷、環己醇和環己酮，然后再將初步濃縮的廢堿液送到二次濃縮工序由多效蒸發工藝把廢堿液繼續濃縮到固含量到50-55%，這時再送入廢堿焚燒爐就可以提高廢堿焚燒爐的燃燒效率，節省大量的輔助燃料，并產生更多的副產蒸汽，并符合日益嚴格的環保要求。但盡管在一次蒸發器中僅需將廢堿液的固含量濃縮到25～30%，但是由于原始工藝設計缺陷，在蒸發過程仍會產生大量結垢，影響設備長期運行的安全性。

另外，由于氧化廢堿液固含量較高，粘度較大，如果需要在蒸發器內升溫到110^oC以上使其蒸發，蒸發器的列管壁溫度需要高達120^oC以上，而氧化廢堿液中含有的環己酮等熱敏性物質，在蒸發器內的高溫高堿度條件下極易發生縮合反應，造成不必要的產品損失；同時，由于傳統的氣液分離器只是一塊塔板來回收廢堿液蒸發氣相中的有效成分，回收效率只有50%。為了降低濃縮廢堿液中的有效組份含量，就需要消耗大量的加熱蒸汽來提升廢堿的蒸發量，但是對有效組分的回收效率提升有限。綜上所述，傳統的廢堿蒸發方式已經不能滿足日益增加的經濟、環保和安全要求，急需一種更加合理的蒸發方式來取代。

發明內容