环己酮精制装置及方法与流程

本发明涉及环己酮制备，特别涉及一种环己酮精制装置及方法。

背景技术：

1、环己酮主要应用于纤维、橡胶、医药、有机溶剂等行业中，是生产己内酰胺、己二酸、尼龙66等产品的重要化工中间原料。目前工业上普遍通过环己醇气相催化脱氢来实现其生产制备，环己醇的单程转化率一般在50-60％，存在副反应产生杂质。因此，在现有环己酮制备工艺中，必须包含带有其他含杂醇酮混合物的分离流程。由于醇酮沸点接近，且常压下沸点较高，工业上的醇酮分离过程一般通过减压精馏实现。

2、传统流程大致上分为三步：“脱轻+精制酮+除重杂”。“脱轻”是先通过脱轻塔减压精馏分离粗醇酮混合物中的轻杂质，为降低轻质油中酮含量、提高环己酮回收率，通常控制脱轻塔的回流比很高，或者增加轻二塔进行二次精馏来回收外甩轻油中的环己酮；“精制酮”：经过酮塔减压精馏得到精制酮产品，为保证酮产品的产品质量，酮塔需要的理论板数较多，分离效率不高；“除重杂”通过醇塔减压分离环己醇中的重杂质，避免循环环己醇中重杂质较多，影响脱氢反应。醇酮的分离过程至少需要3-4个真空精馏系统来实现，需要消耗大量的能量，设备投资高，其中“脱轻”能耗约占醇酮分离总能耗40-60％，“精制酮”和“除重杂”能耗大约在一个水平上。此外，由于整个分离过程是减压操作，无法有效分离减压条件下与环己醇沸点接近的组分，会造成环己醇物料中杂质的累积。

3、cn111662171a公开了一种脱除环己醇中环己酮和中间组分的方法，利用隔壁塔对酮塔塔釜粗醇进行分离，塔顶带有环己酮的环己醇返回粗醇酮槽，釜液外排，侧线返回粗醇槽；利用减压、常压精馏的方式，完成中间组分的分离。但粗醇槽中的中间组分含量不高时，很难通过这两种方式对其中的中间组分进行分离，必须在系统中的中间组分含量累积到一定程度时，这种方法才能带来的经济效益才会比较可观，但连续操作会对装置生产过程增加额外的能耗。

4、由上述分析可知，针对醇酮分离过程，“脱轻”步骤能耗最大，但鲜少办法能明显降低能耗。虽然近年不少针对循环环己醇中中间杂质的累积提出一些解决办法，但都仅通过间歇操作在中间杂质在系统中累积到一定含量时，才能实现良好的分离效果，很难将其控制在一个较低的水平上，且不利于装置的稳定操作，且还会增加额外的能耗，不利于减少环己酮精制过程中的能耗。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种能够大幅降低装置能耗及设备投资、并提高原料利用率和产品产率的环己酮精制装置及方法。

2、为达到上述目的，本发明提供了一种环己酮精制装置，其包括：

3、隔壁塔分离单元，用于处理由环己醇脱氢反应制得的粗醇酮物料，制取精制醇酮混合物；所述隔壁塔分离单元包括隔壁塔，其中，

4、所述隔壁塔中设置有粗醇酮进料口和精制醇酮混合物出料口，所述隔壁塔内部设置有分隔壁，所述分隔壁将所述隔壁塔分隔为预分馏区、醇酮精制区、轻杂质分离区和重杂质分离区，所述预分馏区和醇酮精制区位于所述分隔壁的两侧；其中，所述预分馏区与所述粗醇酮进料口相连通，用于将所述粗醇酮物料输入到所述隔壁塔的预分馏区；所述轻杂质分离区位于隔壁塔的塔顶部分，用于富集所述粗醇酮物料中的轻杂质；所述重杂质分离区位于隔壁塔的塔釜部分，用于富集所述粗醇酮物料中的重杂质；所述醇酮精制区用于制取精制醇酮混合物，所述精制醇酮混合物出料口与所述醇酮精制区相连通，用于排出所述隔壁塔制取的精制醇酮混合物；

5、酮精制单元，用于分离隔壁塔制取的精制醇酮混合物，得到精制酮和酮塔循环醇；所述酮精制单元，包括：

6、酮塔，所述酮塔设置有精制醇酮混合物进料口、精制酮出料口和循环醇出料口；其中，精制醇酮混合物进料口与所述隔壁塔的精制醇酮混合物出料口相连通，用于使所述精制醇酮混合物进入所述酮塔；所述精制酮出料口用于排出精制酮，所述循环醇出料口用于排出酮塔循环醇。

7、如上所述的环己酮精制装置，其中，还包括：脱氢反应单元，用于使环己醇物料进行脱氢反应，得到所述粗醇酮物料；

8、所述脱氢反应单元设置有用于投入环己醇物料的进料口和用于排出粗醇酮物料的粗醇酮出料口，所述粗醇酮出料口与所述隔壁塔的粗醇酮进料口相连通，用于将脱氢反应单元制得的粗醇酮物料输入到所述隔壁塔；

9、所述酮塔的循环醇出料口与所述脱氢反应单元的一个进料口相连通，使得来自所述酮塔的酮塔循环醇物料循环回所述脱氢反应单元。

10、如上所述的环己酮精制装置，其中，所述隔壁塔中还设置有富集中间累积杂质的含杂醇出料口，用于从所述隔壁塔中排出富集中间累积杂质的含杂醇物料；

11、所述环己酮精制装置还包括醇精制单元，其中，所述循环醇精制单元包括：

12、醇塔，其设置有一个或多个进料口，设置在塔顶的循环醇出料口，和设置在塔釜的中间累积杂质出口；其中，所述隔壁塔的富集中间累积杂质的含杂醇出料口与所述醇塔的一个进料口相连通，使得来自所述隔壁塔的富集中间累积杂质的含杂醇物料进入所述醇塔进行处理，得到醇塔循环醇物料；所述醇塔的循环醇出料口与所述脱氢反应单元的一个进料口相连通，使得来自所述醇塔的醇塔循环醇物料循环回所述脱氢反应单元。

13、如上所述的环己酮精制装置，其中，所述醇塔的还设置有环己醇物料进料口，使得至少一部分新鲜环己醇原料进入到所述醇塔进行处理。

14、如上所述的环己酮精制装置，其中，所述环己酮精制装置还包括醇塔顶-酮塔釜换热器，用于使来自醇塔塔顶的塔顶物料与来自酮塔塔釜的塔釜物料在所述醇塔顶-酮塔釜换热器中进行热交换。

15、如上所述的环己酮精制装置，其中，所述醇塔的操作压力在101-200kpa，回流比为0.1-10，塔顶温度为80-190℃，塔釜温度为180-250℃。

16、如上所述的环己酮精制装置，其中，所述隔壁塔的操作压力在1-90kpa，回流比为10-800，塔顶温度为80-150℃，塔釜温度为130-180℃，全塔理论板数为30-100块；

17、其中，预分馏区的理论板数为5-50块，预分馏区的横截面积为隔壁塔横截面积的10-50％；醇酮精制区的理论板数为15-70块；轻杂质分离区的理论板数为5-30块；重杂质分离区的理论板数为5-30块；由轻杂质分离区进入预分馏区和醇酮精制区的液相分配比为0.005-0.99:1；由重杂质分离区进入预分馏区和醇酮精制区的气相分配比为0.05-0.95:1。

18、如上所述的环己酮精制装置，其中，所述酮塔的操作压力在1-60kpa，回流比为0.5-10，塔顶温度为35-100℃，塔釜温度为50-150℃。

19、如上所述的环己酮精制装置，其中，所述粗醇酮物料中，环己醇含量为30-70％，环己酮含量为25-70％，轻杂质含量为0.1-10％，重杂质含量为0.1-10％，中间累积杂质含量为0.1-25％，基于所述粗醇酮物料的总重量。

20、本发明实施例中还提供一种环己酮精制方法，该环己酮精制方法在上述环己酮精制装置中进行，该环己酮精制方法包括：

21、使由环己醇脱氢反应制得的粗醇酮物料经由隔壁塔的粗醇酮进料口进入隔壁塔的预分馏区进行处理，在所述隔壁塔的醇酮精制区制取精制醇酮混合物，所述精制醇酮混合物经由精制醇酮混合物出料口排出所述隔壁塔；

22、使所述精制醇酮混合物经由酮塔的精制醇酮混合物进料口进入酮塔进行精制，在酮塔塔顶得到精制酮产品，由所述酮塔的精制酮出料口采出；在酮塔塔釜得到酮塔循环醇物料，由酮塔的循环醇出料口采出。

23、如上所述的环己酮精制方法，还包括：

24、使环己醇物料经由进料口投入脱氢反应单元进行环己醇脱氢反应，得到粗醇酮物料，由粗醇酮出料口排出；

25、来自所述酮塔的酮塔循环醇物料循环回所述脱氢反应单元。

26、具体实施例中的环己酮精制方法，还包括：从所述隔壁塔的重杂质分离区侧线排出富集中间累积杂质的含杂醇物料；

27、使来自所述隔壁塔的富集中间累积杂质的含杂醇物料进入醇塔进行处理，得到醇塔循环醇物料；

28、使来自所述醇塔的醇塔循环醇物料循环回所述脱氢反应单元。

29、如上所述的环己酮精制方法，其中，所述精制醇酮混合物与所述富集中间累积杂质的含杂醇物料的质量比为3-10:1；和/或

30、所述酮塔循环醇物料和醇塔循环醇物料的总和占进料到脱氢反应单元的所述环己醇物料的质量比例为0.01-0.99。

31、如上所述的环己酮精制方法，还包括：

32、使至少一部分新鲜环己醇原料进入到所述醇塔进行处理。

33、如上所述的环己酮精制方法，其中，所述醇塔的操作压力在101-200kpa，回流比为0.1-10，塔顶温度为80-190℃，塔釜温度为180-250℃。

34、所述隔壁塔的操作压力在1-90kpa，回流比为10-800，塔顶温度为80-150℃，塔釜温度为130-180℃，全塔理论板数为30-100块；

35、其中，预分馏区的理论板数为5-50块，预分馏区的横截面积为隔壁塔横截面积的10-50％；醇酮精制区的理论板数为15-70块；轻杂质分离区的理论板数为5-30块；重杂质分离区的理论板数为5-30块；由轻杂质分离区进入预分馏区和醇酮精制区的液相分配比为0.005-0.99:1；由重杂质分离区进入预分馏区和醇酮精制区的气相分配比为0.05-0.95:1；

36、所述酮塔的操作压力在1-60kpa，回流比为0.5-10，塔顶温度为35-100℃，塔釜温度为50-150℃。

37、与现有技术相比，上述的技术方案具有如下的优点：通过设置隔壁塔，利用隔壁塔技术在单塔中实现“脱轻”和“除重杂”过程的耦合，充分利用隔壁塔的分离特点，得到纯度高的精制醇酮混合物，不仅提高了产品产率，也明显降低循环醇中的环己酮含量，节省设备投资和能耗；通过设置循环醇精制单元，从隔壁塔分离单元分离得到的富集中间累积杂质的含杂醇物料中分离得到循环醇，提高了环己醇物料的利用率，且避免了中间累积杂质的累积；通过设置醇塔顶-酮塔釜换热器，使得醇塔的热量可以和酮塔操作实现耦合，即使增加醇塔也并不增加能耗。