苯法制環(huán)己酮生產技術及工藝流程概述

石志華

【摘要】環(huán)己酮生產采用以苯為原料的工藝路線，環(huán)己烷氧化采用五釜連續(xù)無催化空氣氧化工藝，環(huán)己醇脫氫采用低溫脫氫工藝技術，整個工藝技術先進、原料易得、原材料消耗低，經濟效益較好，是目前國內外環(huán)己酮主導生產工藝。

【關鍵詞】環(huán)己酮 工序 工藝流程

1、環(huán)己酮生產方法及工藝路線

隨著石油化工的發(fā)展，大量廉價的苯從石油中直接提取，以苯為起點原料的環(huán)己酮工藝路線隨著原料市場的充實，已占據環(huán)己酮生產的主導地位。由于苯法工藝流程成熟，原料易得，采用該工藝生產的環(huán)己酮占世界總產量的80%，我國的環(huán)己酮都是采用以苯為原料的工藝路線生產。

（1）無催化氧化工藝

新鮮環(huán)己烷與循環(huán)環(huán)己烷混合后依次進入串聯(lián)的五臺氧化反應釜，經過加壓的空氣，定量加入各反應釜中，反應釜采用釜式內導流筒氣升式結結構。氧化反應由自由基誘導控制，反應控制在溫度160～165℃、壓力1.2Mpa（G）條件下進行。氧化產品為環(huán)己基過氧化氫經醋酸鉆催化分解得到環(huán)己酮和環(huán)己醇混合物，再經中和、精餾、脫氫等一系列工藝過程，得到環(huán)己酮產品。無催化氧化工藝環(huán)己烷的轉化率控制在3.5～4%，氧化收率80%左右。

（2）有催化氧化工藝

鉆鹽法、硼酸法統(tǒng)稱為有催化氧化工藝。

2、苯法制環(huán)己酮生產工序及工藝流程

2.1 氧化工序：環(huán)己烷氧化采用無催化空氣氧化工藝路線。環(huán)己烷在一定溫度、壓力下，被空氣氧化成環(huán)己基過氧化氫，環(huán)己基過氧化氫在醋酸鉆催化劑的作用下，低溫定向分解成環(huán)己酮和環(huán)己醇。為了盡量減少副反應的發(fā)生，氧化

反應環(huán)己烷轉化率控制在3.5%，環(huán)己烷氧化收率大于80%。

工藝流程說明：冷環(huán)己烷自冷烷泵來，分成兩路。一路送入洗滌塔中部，一路經洗滌塔冷卻器冷卻后，送入洗滌塔頂部，冷烷在洗滌塔內與尾氣充分接觸，冷卻回收尾氣中的環(huán)己烷，塔釜環(huán)己烷進入烷水分離器，塔頂氣相進入吸收塔。烷水分離器的液相保持一定的停留時間，實現(xiàn)油水分層，上層油相送人直接熱交換塔頂部作噴淋液體，下層水相送人廢堿閃蒸塔濃縮廢堿液。

熱烷泵送來熱烷與洗滌塔釜液泵送來的環(huán)己烷一起加入直接熱交換塔頂部，在塔內與氧化尾氣進行直接熱交換，換熱后的氣相從塔頂抽出送人洗滌塔底部，液相環(huán)己烷用反應系統(tǒng)加料泵送往氧化進料預熱器，采用蒸汽預熱，將環(huán)己烷加熱到160℃，作為氧化反應進料送人氧化反應釜，氧化反應由五釜組成，氧化液依次流過五個反應釜，空氣由空壓機加壓后，送人空氣分配站，按照預先設定的流量分別加入各個氧化反應釜中。

控制各氧化反應釜環(huán)己烷的轉化率，氧化產物和環(huán)己烷靠位差自流入下一氧化釜繼續(xù)進行反應，最終氧化產物經控制第五釜液面流入氧化液換熱器，各釜排出的氧化尾氣由氧化釜頂部匯人氣相總管進入直接熱交換塔回收環(huán)己烷。

2.2 烷精餾工序：工藝技術選擇未反應的環(huán)己烷回收是環(huán)己酮裝置能量消耗的主要場所，為降低蒸汽及冷卻水消耗量，采用了三塔三效流程，烷一塔、烷二塔和烷三塔的蒸發(fā)量分別為25%、30%、45%。

工藝流程說明：換熱后的水洗液首先進入閃蒸罐，閃蒸除去大部分不凝物、水及一定量的環(huán)己烷，閃蒸罐頂排出的氣相送人烷三塔，閃蒸罐底液相流入烷一塔。烷一塔用外加蒸汽加熱，塔內蒸出的水和環(huán)己烷形成的共沸蒸汽，作為烷二塔熱源，送人二塔再沸器。烷一塔釜經過一級濃縮的環(huán)己烷液體利用自壓壓入烷二塔，在烷二塔內繼續(xù)濃縮，塔頂氣相作為烷三塔的蒸發(fā)熱源送人烷三塔再沸器，烷二塔釜液利用壓差壓入烷三塔。粗醇酮在烷三塔內繼續(xù)濃縮，塔頂排出的環(huán)己烷蒸汽進入環(huán)己烷精餾冷凝器被冷卻水冷凝，冷凝下來的液體進入回流槽，經冷烷泵抽出送氧化工序，作為氧化進科。精餾氣體冷卻器中的不凝氣經分離罐分離氣液后排至大氣。烷三塔粗醇酮液由烷三塔底液泵送至烷四塔脫除環(huán)己烷后去粗醇酮罐。

2.3 醇酮精餾工序：利用精餾方法將烷精餾工序及脫氫工序送來的粗醇酮精制成精酮及精醇，為了增加組份間相對揮發(fā)度及降低操作溫度，輕塔、酮塔及醇塔均在高真空下操作。

工藝流程說明：粗醇酮由粗醇酮泵自粗醇酮罐抽出送人輕塔中上部，精餾后塔頂氣相經輕塔冷凝器、輕塔氣體冷卻器冷凝冷卻后，冷凝液流入輕塔回流罐，罐內輕組分由輕塔回流泵抽出分別送往輕質油罐和打回輕塔頂回流。不凝氣由輕塔蒸汽噴射泵抽出，以保持輕塔負壓操作環(huán)境。釜液由輕塔釜液泵抽出送往酮塔，精餾后氣相產品環(huán)己酮，經酮塔冷凝器、酮塔不凝氣冷卻器冷凝冷卻，液相流入酮塔回流罐，經酮塔回流泵抽出，一部分打回酮塔頂回流，一部分送往環(huán)己酮罐作為產品外銷。酮塔頂不凝氣由酮塔三級噴射真空泵抽出，以保持酉同塔在絕壓5kPa，溫度72℃下操作。釜液由酮塔釜液泵抽出送往醇塔。經醇塔精餾后，氣相環(huán)己醇經醇塔冷凝器，醇塔不凝氣冷卻器冷凝冷卻，液相環(huán)己醇流入醇塔回流罐，經醇塔回流泵抽出，一分打回醇塔頂回流，一部分送至環(huán)己醇罐作為脫氫產品，醇塔頂不凝氣經醇塔三級噴射真空泵抽出，以保持醇塔頂穩(wěn)定在絕壓6kPa，溫度89℃下操作。醇塔釜液由醇培釜液泵抽出送至X油罐，作燃料外銷。各級噴射真空泵的冷凝液分別排入水封槽，收集后送往廢水氣提塔回收有機物。