专利名称：一种萃取精馏分离环己烷和环己烯的方法
技术领域：
本发明涉及一种萃取精馏分离方法，特别是涉及一种萃取精馏分离环己烷和环己 烯的方法。
背景技术：
随着当前合成纤维和聚酰胺工业的发展，苯部分加氢制备环己烯成为近年来化工 领域中的一个重要研究方向，工艺中涉及的环己烷和环己烯均为非常重要的有机化合物， 其沸点分别为80. 7°C和83°C，相对挥发度约为1. 15，属于近沸点物系。工艺要求将其分别 分离到99. 0%wt以上的产品，若采用普通精馏进行分离时其精馏塔理论塔板数超过150块 以上，操作回流比高达20，以致整个分离过程的能耗很高且投资较大。中国专利CN200910075U9.9公开了一种以焦化苯为原料生产环己酮的方法，工 艺采用N，N-二甲基乙酰胺做为萃取剂分离环己烷和环己烯，萃取剂与原料比为6 1，操 作回流比高达10 1，可以获得99. 5衬％以上的环己烷和99.0衬％以上的环己烯，该工艺 显然回流比和萃取剂进料比较大，整个过程的能耗是其工艺的瓶颈。美国专利US 4734536公开了一种日本旭化成公司进行部分加氢制备环己烯的工 艺中，也是采用N，N-二甲基乙酰胺做为萃取剂分离环己烷和环己烯，通过优化操作条件， 其萃取剂与原料进料比为8 1，操作回流比高达9 1，获得99.8wt%以上的环己烷和 99. 8% wt以上的环己烯，该工艺运行的单耗成本依然较大。文献(石油化工，2001，3(K4) :285-290)中公开了环己烷-环己烯-苯物系进行 萃取精馏的新溶剂选择方案，通过研究拟确定N，N-吡咯烷酮和Y - 丁内酯做为萃取剂分离 以上物系具有较高的分离效率，但其工艺仍处于实验室研究阶段。随着当前节能减排和低碳经济的发展，化工过程中的能耗指标已经成为任何一个 化工企业首要关注的经济指标。鉴于环己烷和环己烯难分离、高能耗的现状，急需开发一种 高效低能耗的分离工艺使环己烷和环己烯能够有效地分离。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种萃取精馏分离环己烷和环己烯物系的方法， 以获得高纯度的环己烷和环己烯产品，萃取剂经回收能够循环使用，该工艺方法能够提高 分离效率，显著降低设备投资和过程能耗。为解决上述技术问题，本发明提供了一种萃取精馏分离环己烷和环己烯的方法， 包括如下步骤a)将环己烷和环己烯混合液在萃取精馏塔中进行萃取精馏，萃取剂为环丁砜，塔 顶得到环己烷，塔底得到环己烯和萃取剂环丁砜的富溶剂溶液；b)所述步骤a)中萃取精馏塔塔底得到的富溶剂溶液进入溶剂回收塔，溶剂回收 塔塔顶得到环己烯，塔底回收得到的萃取剂环丁砜返回所述步骤a中循环使用。上述萃取精馏分离环己烷和环己烯的方法，其中，所述步骤a中萃取剂环丁砜进入萃取精馏塔的温度为75. 0-85. 0°C，优选为80. 0°C。上述萃取精馏分离环己烷和环己烯的方法，其中，所述步骤a中环己烷和环己烯 混合液从萃取精馏塔中部加入塔中，萃取剂环丁砜从萃取精馏塔靠近塔顶部加入塔中；所 述步骤b中富溶剂溶液从溶剂回收塔中部加入塔中。上述萃取精馏分离环己烷和环己烯的方法，其中，所述步骤a中萃取剂环丁砜与 环己烷和环己烯混合液的溶剂比为2. 5 3.0 1，优选为3.0 1，本发明所指溶剂比为 萃取剂环丁砜与环己烷和环己烯混合液的体积比。上述萃取精馏分离环己烷和环己烯的方法，其中，所述步骤a中萃取精馏塔的理 论塔板数为65 75块，优选为70块，塔顶操作压力为30. 0 40. OKPa,优选为30. OKPa, 回流比为4.0 5.0 1，优选为4.0 1，塔顶温度为75.0 85.0°〇，优选为80.01，塔 釜温度为190. 0 200. 0°C，优选为195. 0°Co上述萃取精馏分离环己烷和环己烯的方法，其中，所述步骤b中溶剂回收塔的理 论塔板数为30 35块，优选为30块，塔顶操作压力为15. 0 20. OKPa,优选为20. OKPa, 回流比为0.5 1 1，优选为1 1，塔顶温度为74.0 78.0°C，优选为75.0°C，塔釜温 度为 195. 0 205. O0C，优选为 198. 0°C。上述萃取精馏分离环己烷和环己烯的方法，其中，所述步骤a中萃取剂环丁砜的 纯度为99. Owt %以上。上述萃取精馏分离环己烷和环己烯的方法，其中，所述步骤a中萃取精馏塔塔顶 得到的环己烷纯度为99. 5wt%以上；所述步骤b中溶剂回收塔塔顶得到的环己烯纯度为 99. 5wt% 以上。本发明的萃取精馏分离环己烷和环己烯的方法，具有如下有益效果(1)与普通精馏过程和采用其它萃取剂进行萃取精馏分离环己烷和环己烯的过程 相比，采用环丁砜作为萃取剂的萃取精馏分离工艺理论塔板数大幅降低，设备投资大大减 小；(2)萃取精馏工艺过程的操作回流比和溶剂进料比大幅度降低，使整个操作过程 的能耗较低；(3)本发明的分离方法工艺流程简单，可以得到纯度在99. 5wt%以上的环己烷和 99. 5wt%以上的环己烯产品，具有较好的经济效益和社会效益。
图1为本发明萃取精馏分离环己烷和环己烯的工艺流程图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例详细描述本发明。下述实施例中采用某企业提供的环己烷和环己烯混合原料液，原料液组成为环己 烷25. 0wt%，环己烯75. 0wt%。实施例1如图1所示，将1体积份的环己烷和环己烯混合原料液F2从萃取精馏塔1的中 上部加入到塔中，将3体积份的纯度在99. 以上的萃取剂环丁砜Fl经换热器3换热至80°C从萃取精馏塔1靠近塔顶位置加入到塔中，该萃取精馏塔1的理论塔板数为70块， 塔顶操作压力为30. OKPa,塔顶温度为80°C，塔釜温度为195°C，塔顶蒸汽经冷凝器4冷凝 回流，操作回流比为4.0 1，从塔顶采出纯度为99. 8wt%的环己烷产品D1，再沸器5为萃 取精馏塔1提供热动力，萃取精馏塔1塔底含有环丁砜和环己烯的富溶剂D2进入到溶剂回 收塔2的中部，溶剂回收塔2的理论塔板数为30块，塔顶操作压力为20. OKPa，塔顶温度为 75°C，塔釜温度为198°C，塔顶蒸汽经冷凝器6冷凝回流，操作回流比为1 1，从塔顶采出 纯度为99. 5wt%的环己烯产品D3，再沸器7为溶剂回收塔2提供热动力，溶剂回收塔2塔 底回收得到的萃取剂环丁砜D4可以返回到萃取剂进料流Fl中循环使用。在本实施例的分离过程中，环己烷和环己烯混合原料液F2的进料流量为IOOOkg/ hr，萃取精馏塔再沸器5和溶剂回收塔再沸器7消耗的热负荷总共为2. 10MCAL/hr,中压蒸 汽消耗量总共为4. 8t/h ；换热器3、冷凝器4和冷凝器6的冷负荷总共为1. 95MCAL/hr,冷 却水消耗量总共为160. 0t/hro实施例2如图1所示，将1体积份的环己烷和环己烯混合原料液F2从萃取精馏塔1的中上 部加入到塔中，将2. 5体积份的纯度在99. Owt %以上的萃取剂环丁砜Fl经换热器3换热 至85°C从萃取精馏塔1靠近塔顶位置加入到塔中，该萃取精馏塔1的理论塔板数为75块， 塔顶操作压力为35. OKPa，塔顶温度为84°C，塔釜温度为199°C，塔顶蒸汽经冷凝器4冷凝 回流，操作回流比为5.0 1，从塔顶采出纯度为99. 7wt%的环己烷产品D1，再沸器5为萃 取精馏塔1提供热动力，萃取精馏塔1塔底含有环丁砜和环己烯的富溶剂D2进入到溶剂回 收塔2的中部，溶剂回收塔2的理论塔板数为35块，塔顶操作压力为15. OKPa，塔顶温度为 76°C，塔釜温度为202°C，塔顶蒸汽经冷凝器6冷凝回流，操作回流比为1 1，从塔顶采出 纯度为99. 6wt%的环己烯产品D3，再沸器7为溶剂回收塔2提供热动力，溶剂回收塔2塔 底回收得到的萃取剂环丁砜D4可以返回到萃取剂进料流Fl中循环使用。在本实施例的分离的过程中，环己烷和环己烯混合原料液F2的进料流量为 2000kg/hr,萃取精馏塔再沸器5和溶剂回收塔再沸器7消耗的热负荷总共为4. 02MCAL/hr, 中压蒸汽消耗量总共为8. 78t/h ；换热器3、冷凝器4和冷凝器6的冷负荷总共为3. 79MCAL/ hr，冷却水消耗量总共为310. 0t/hro实施例3如图1所示，将1体积份的环己烷和环己烯混合原料液F2从萃取精馏塔1的中上 部加入到塔中，将2. 7体积份的纯度在99. Owt %以上的萃取剂环丁砜Fl经换热器3换热 至75°C从萃取精馏塔1靠近塔顶位置加入到塔中，该萃取精馏塔1的理论塔板数为65块， 塔顶操作压力为30. OKPa，塔顶温度为75°C，塔釜温度为190°C，塔顶蒸汽经冷凝器4冷凝 回流，操作回流比为5.0 1，从塔顶采出纯度为99. 6wt%的环己烷产品D1，再沸器5为萃 取精馏塔1提供热动力，萃取精馏塔1塔底含有环丁砜和环己烯的富溶剂D2进入到溶剂回 收塔2的中部，溶剂回收塔2的理论塔板数为31块，塔顶操作压力为15. OKPa，塔顶温度为 74°C，塔釜温度为195°C，塔顶蒸汽经冷凝器6冷凝回流，操作回流比为0.5 1，从塔顶采 出纯度为99. 5wt%的环己烯产品D3，再沸器7为溶剂回收塔2提供热动力，溶剂回收塔2 塔底回收得到的萃取剂环丁砜D4可以返回到萃取剂进料流Fl中循环使用。在本实施例的分离的过程中，环己烷和环己烯混合原料液F2的进料流量为lOOOkg/hr，萃取精馏塔再沸器5和溶剂回收塔再沸器7消耗的热负荷总共为2. 03MCAL/hr, 中压蒸汽消耗量总共为4. 76t/h ；换热器3、冷凝器4和冷凝器6的冷负荷总共为1. 92MCAL/ hr，冷却水消耗量总共为156. 0t/hro实施例4如图1所示，将1体积份的环己烷和环己烯混合原料液F2从萃取精馏塔1的中 上部加入到塔中，将3体积份的纯度在99. 以上的萃取剂环丁砜Fl经换热器3换热 至85°C从萃取精馏塔1靠近塔顶位置加入到塔中，该萃取精馏塔1的理论塔板数为75块， 塔顶操作压力为40. OKPa,塔顶温度为85°C，塔釜温度为200°C，塔顶蒸汽经冷凝器4冷凝 回流，操作回流比为4.0 1，从塔顶采出纯度为99. 8wt%的环己烷产品D1，再沸器5为萃 取精馏塔1提供热动力，萃取精馏塔1塔底含有环丁砜和环己烯的富溶剂D2进入到溶剂回 收塔2的中部，溶剂回收塔2的理论塔板数为35块，塔顶操作压力为20. OKPa，塔顶温度为 78°C，塔釜温度为205°C，塔顶蒸汽经冷凝器6冷凝回流，操作回流比为0.8 1，从塔顶采 出纯度为99. 6wt%的环己烯产品D3，再沸器7为溶剂回收塔2提供热动力，溶剂回收塔2 塔底回收得到的萃取剂环丁砜D4可以返回到萃取剂进料流Fl中循环使用。在本实施例的分离的过程中，环己烷和环己烯混合原料液F2的进料流量为 2000kg/hr,萃取精馏塔再沸器5和溶剂回收塔再沸器7消耗的热负荷总共为4. 09MCAL/hr, 中压蒸汽消耗量总共为8. 89t/h ；换热器3、冷凝器4和冷凝器6的冷负荷总共为3. 8IMCAL/ hr，冷却水消耗量总共为315. 0t/hro
权利要求
1.一种萃取精馏分离环己烷和环己烯的方法，包括如下步骤a)将环己烷和环己烯混合液在萃取精馏塔中进行萃取精馏，萃取剂为环丁砜，塔顶得 到环己烷，塔底得到环己烯和萃取剂环丁砜的富溶剂溶液；b)所述步骤a)中萃取精馏塔塔底得到的富溶剂溶液进入溶剂回收塔，溶剂回收塔塔 顶得到环己烯，塔底回收得到的萃取剂环丁砜返回所述步骤a中循环使用。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述步骤a中萃取剂环丁砜进入萃取精馏塔的温度 为 75. 0-85. 0°C。
3.如权利要求2所述的方法，其中，所述步骤a中萃取剂环丁砜进入萃取精馏塔的温度 为 80. 0°C。
4.如权利要求1或2所述的方法，其中，所述步骤a中环己烷和环己烯混合液从萃取精 馏塔中部加入塔中，萃取剂环丁砜从萃取精馏塔靠近塔顶部加入塔中；所述步骤b中富溶 剂溶液从溶剂回收塔中部加入塔中。
5.如权利要求1或2所述的方法，其中，所述步骤a中萃取剂环丁砜与环己烷和环己烯 混合液的溶剂比为2. 5 3.0 1。
6.如权利要求5所述的方法，其中，所述步骤a中萃取剂环丁砜与环己烷和环己烯混合 液的溶剂比为3.0 1。
7.如权利要求1或2所述的方法，其中，所述步骤a中萃取精馏塔的理论塔板数为65 75块，优选为70块，塔顶操作压力为30. 0 40. OKPa，优选为30. OKPa,回流比为4. 0 5.0 1，优选为4.0 1，塔顶温度为75.0 85. 0°C，优选为80. 0°C，塔釜温度为190.0 200. 0°C，优选为 195. O0C0
8.如权利要求1或2所述的方法，其中，所述步骤b中溶剂回收塔的理论塔板数为30 35块，优选为30块，塔顶操作压力为15. 0 20. OKPa，优选为20. OKPa,回流比为0. 5 1 1，优选为1 1，塔顶温度为74.0 78. 0°C，优选为75. 0°C，塔釜温度为195.0 205. 0°C，优选为 198. O0C0
9.如权利要求1或2所述的方法，其中，所述步骤a中萃取剂环丁砜的纯度为99.Owt % 以上。
10.如权利要求1或2所述的方法，其中，所述步骤a中萃取精馏塔塔顶得到的环己烷 纯度为99. 5wt%以上；所述步骤b中溶剂回收塔塔顶得到的环己烯纯度为99. 5wt%以上。
全文摘要
本发明公开了一种萃取精馏分离环己烷和环己烯的方法，包括如下步骤a)将环己烷和环己烯混合液在萃取精馏塔中进行萃取精馏，萃取剂为环丁砜，塔顶得到环己烷，塔底得到环己烯和萃取剂环丁砜的富溶剂溶液；b)所述步骤a)中萃取精馏塔塔底得到的富溶剂溶液进入溶剂回收塔，溶剂回收塔塔顶得到环己烯，塔底回收得到的萃取剂环丁砜返回所述步骤a)中循环使用。本发明的分离方法能够获得高纯度的环己烷和环己烯产品，萃取剂经回收能够循环使用，能够提高分离效率，显著降低设备投资和过程能耗。
文档编号C07C7/08GK102134177SQ201110047220
公开日2011年7月27日 申请日期2011年2月28日 优先权日2011年2月28日
发明者华超, 殷金柱, 汪宝和, 田红兵, 董广昌, 魏东炜 申请人:天津大学, 河北民海化工有限公司