一种环己醇脱氢生产环己酮的工艺方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及环己酮的生产方法，具体说是一种由环己醇催化脱氢生产环己酮的工 艺方法。
【背景技术】
[0002] 环己酮是制备己内酰胺的中间体，主要是由环己醇催化脱氢制备的。目前工业上 普遍采用的是低温型催化脱氢工艺，主要是基于低温型催化剂具有更高的环己酮选择性和 较低的杂质生成量，例如专利ZL9719606UW098/10864和ZL02807661所公开的催化剂性能 中，在反应温度220~260°C的条件下，环己酮的选择性高达99%以上，只有少量的副产物 生成。
[0003] 环己醇脱氢过程中的副产物分为轻杂质和重杂质，环己醇的沸点为161°C，环己酮 的沸点为155°C。熟知本领域的技术人员习惯上将沸点高于环己醇的组份称为重杂质，沸点 低于环己酮的组份称为轻杂质。重杂质主要是环己基醚、苯酚、环己基叉环己酮以及环己烯 基环己酮等。轻杂质主要有水、环己烷、环己烯、甲基环戊酮、甲基环戊醛等。其中，水、环己 烷、环己烯的沸点l〇〇°C)远低于环己酮，属于低沸点轻杂质；甲基环戊酮、甲基环戊醛 等轻杂质的沸点（140~150°C)与环己酮的沸点很接近，属于具有较高沸点的轻杂质，这类 杂质一般是由原料带入的甲基环戊醇经脱氢产生的。
[0004] 虽然低温型脱氢催化剂具有好的环己酮选择性，但环己醇的单程转化率仅50%~ 60%左右，在长周期的实际应用中，环己醇的单程转化率甚至更低，因此未反应的环己醇需 要大量循环。现有的环己醇脱氢生产环己酮工艺，如专利CN103265418A中所列示的常规 方法及所公开的发明方法，是将环己醇在原料汽化器中汽化，在210~250°C下进行脱氢反 应，气相反应产物经换热冷却分离出氢气，液相产物经脱轻塔脱除轻杂质，减压蒸馏蒸出环 己酮，剩余的是未反应的环己醇和重杂质，送入环己醇蒸馏塔蒸出环己醇，塔釜重杂质排出 系统，塔顶环己醇循环回原料汽化器或在另外的脱氢反应器中进一步转化。整个生产过程 中需要花费大量的能量用于蒸馏，这大大降低了工艺的经济性。现有的工艺方法存在能量 利用不充分的缺陷，主要表现在1)环己醇在汽化器和环己醇蒸馏塔中重复汽化蒸馏；2)气 相反应产物中的环己醇和环己酮的冷凝潜热未能充分利用；3)液相反应产物脱除轻杂质 和环己酮蒸馏耗费大量热能。
[0005] 本发明针对现有工艺中存在的能量利用不充分的缺陷，提出一种改进的环己醇脱 氢制备环己酮的新工艺方法。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于提供一种改进的环己醇脱氢制备环己酮的新工艺方法。解决现 有技术中能耗高、生产成本高的问题。
[0007] 本发明是这样实现的：
[0008] -种环己醇脱氢生产环己酮的工艺方法，包括以下步骤：
[0009] 将汽化加热的环己醇物料与脱氢催化剂接触，得到含有氢气、环己酮、环己醇、轻 杂质和重杂质的反应流出物，在分离出氢气之前，先分离出所述反应流出物中的重杂质，得 到脱除重杂质的反应流出物和重杂质富集的物料。
[0010] 将所述脱除重杂质的反应流出物全部或部份送入环己酮蒸馏工序，作为环己酮蒸 馏塔的再沸器热源，得到冷凝冷却的气液两相物料。
[0011] 将所述冷凝冷却的气液两相物料，进行第一级气液分离，分离出的气相物料进一 步冷却，进行第二级气液分离。经两级气液分离后得到分离出氢气的液相物料和含氢气的 气相物料。
[0012] 将所述分离出氢气的液相物料进行蒸馏，蒸馏出所含的轻杂质，在1~40kPa压力 下蒸馏出环己酮，塔釜得到环己醇馏份，经加热汽化循环回反应工序。
[0013] 将所述重杂质富集的物料进行精馏，回收其中的环己醇和环己酮组份，经加热汽 化循环回反应工序。
[0014] -种环己醇脱轻精制与环己酮蒸馏的热集成方法，将环己醇在脱轻塔中进行蒸馏 脱除轻杂质，塔顶蒸气部份或全部用于环己酮蒸馏塔的热源。
[0015] 本发明是通过采用这样的发明方法实现节能的：（1)利用脱氢后的高温反应流出 物自身的过热度，使其在脱重分离塔中预先脱除掉重杂质，得到不含重杂质的气相反应产 物，从而省去了后续工序中的环己醇蒸馏脱重工序，因此节省了大量能量。（2)将脱除重杂 质后的气相反应流出物直接用于环己酮蒸馏塔再沸器的热源，不仅自身得到了冷凝冷却， 节省了冷却介质的用量，而且可大量节省蒸馏环己酮的能量。（3)冷凝冷却后的反应流出物 先进行一级热分离，将大量液化的环己酮和环己醇分离出来，只对剩余的气相进一步冷却， 进行二级气液分离，分出氢气和剩余的环己酮和环己醇，这样不但降低了冷却介质用量，而 且得到了热的环己酮和环己醇物料，直接送入后续的蒸馏工序，可降低后续蒸馏塔的能量 消耗。（4)对环己醇原料进行脱除轻杂质的蒸馏精制，脱除所含的甲基环戊醇类杂质，塔顶 蒸汽用于环己酮蒸馏塔再沸器的热源，可省去塔顶冷凝器，节约冷却水，同时节省了蒸馏环 己酮的能量。
[0016] 本发明的方法中，以上所述四种节能方法可单独应用或任意组合应用，均能实现 节能目的。
[0017] 本发明的方法与现有技术相比，其优势在于：大幅度降低了环己酮生产的能耗和 成本，提高了环己醇脱氢制备环己酮工艺的技术经济性。
[0018] 下面将参照附图对本发明做进一步的详细说明。
【附图说明】
[0019] 附图1为本发明用于环己醇脱氢制备环己酮的一种工艺流程示意图
[0020] 附图2为本发明用于环己醇脱氢制备环己酮的另一种工艺流程示意图
[0021] 附图3为现有环己醇脱氢制备环己酮技术的一种工艺流程示意图
[0022] 附图标记说明：
[0023] R脱氢反应器，Cl反应气脱重分离塔，C2醇酮回收塔，C3环己酮蒸馏塔，C4干燥 塔，C5脱轻塔，El脱氢反应进出物料换热器，E2、E4环己酮蒸馏塔再沸器，E3脱氢反应进料 汽化器，Dl -级气液分离器，D2二级气液分离器
[0024] 1新鲜环己醇原料，2环己酮产品，3环己醇馏分，4水，5低沸点轻杂质，6高沸点 轻杂质，7回收的环己醇和环己酮，8重杂质，9脱氢反应环己醇进料，10汽化后脱氢反应进 料，11汽化加热后脱氢反应进料，12脱氢反应流出物，13换热后脱氢反应产物，14重杂质富 集的物料，15脱除重杂质的反应流出物，16冷凝冷却的气液两相物料，17 -级气液后分离 出氢气的液相物料，18 -级气液后分离出的气相物料，19二级气液后分离出氢气的液相物 料，20二级气液后分离出的气相物料，21用于反应气脱重分离塔回流的物料；22经两次气 液后分离出氢气的混合液相物料。
【具体实施方式】
[0025] 以下参照附图1和附图2详细说明本发明，但本发明不因此受到限制。
[0026] 本发明的方法中，将汽化加热的环己醇物料11送入装有脱氢催化剂的反应器（R) 中与脱氢催化剂接触，得到含有氢气、环己酮、环己醇、轻杂质和重杂质的反应流出物12,经 换热器El与汽化的环己醇物流10换热，换热后的反应流出物13进入反应气脱重分离塔 (Cl)，从塔釜分离出重杂质富集的物料14,塔顶得到脱除重杂质的反应流出物15。
[0027] 所述汽化加热的环己醇物料11与脱氢催化剂接触按常规工艺条件执行，当使用 低温型催化剂时，反应温度通常为200~280 °C，优选220~260 °C;当使用高温型催化剂时， 反应温度通常为320~530°C，优选350~480°C。反应压力0· 1~0· 3MPa，优选(λ 12~ 0.2MPa〇
[0028] 所述脱氢催化剂可使用现有技术已知并适合环己醇脱氢的催化剂体系，本发明对 此不做限制，既可以是低温型也可是高温型脱氢催化剂。
[0029] 所述反应器（R)可以是已知任何形式的反应器，如固定床、流化床和列管反应器， 优选列管反应器型式，更有利于恒温条件下进行环己醇脱氢反应。
[0030] 所述轻杂质主要有水、环己烷、环己烯、甲基环戊酮等，所述重杂质主要有环己基 醚、苯酚、环己基叉环己酮以及环己烯基环己酮等。
[0031] 所述反应气脱重分离塔（Cl)可以设再沸器也可以不设再沸器。当设再沸器时，反 应气脱重分离塔为带有精馏段和提馏段的精馏塔，物流13在塔的中部进料。当不设再沸器 时，反应气脱重分离塔只有精馏段，物料13从塔釜进料，塔釜得到的重杂质富集物料14还 需进一步减压蒸馏回收其中夹带的环己酮和环己醇。反应气脱重分离塔优选不设塔顶冷凝 器，塔顶回流可由后续的气液分离工序得到的液相物料17或19来提供。物料13进入反应 气脱重分离塔的温度优选140~200°C，这样能更有效的利用反