CN108440241A - 一种高纯度环己醇的提纯系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种高纯度环己醇的提纯系统及方法，所述提纯系统包括第一提纯系统和第二提纯系统，所述第一提纯系统包括依次设置的水合反应器、分离器、第一精馏塔和第二精馏塔，在所述第一精馏塔和所述第二精馏塔之间设置有加热器，所述第二精馏塔塔顶设置有第一换热器，所述水合反应器、分离器、第一精馏塔、加热器和第二精馏塔之间通过管道连接，所述第二提纯系统包括第三精馏塔和第四精馏塔，所述第四精馏塔塔顶设置有第二换热器，所述第四精馏塔塔侧设置有第三换热器。通过对环己醇混合产品进行深度加工，解决了现有的提纯方法生产的环己醇纯度低的问题，采用本申请的提纯方法可以获得纯度为99.8～99.98％的环己醇，大大提高了环己醇的纯度。

Description

一种高纯度环己醇的提纯系统及方法

技术领域

本发明涉及一种环己醇提纯工艺，具体涉及一种高纯度环己醇的提纯系统及方法。

背景技术

环己醇是用于新材料领域环己酮、己二酸和己内酰胺重要原料。现已知通过环己烯的水合来合成环己醇，后通过蒸馏将高沸馏分及低沸馏分分离而获得纯化环己醇。目前已有方法在获得一定纯度的环己醇，环己醇纯度仅仅可以达到99.7％wt，用于下游己二酸的生产已经没有问题了，但实现高品质环己酮和己内酰胺原料使用的仍缺少。

中国专利CN101628862公开了一种以焦化苯为原料生产环己酮的方法，其主采用焦化苯作为原料，提出了某种状态参数下的生产结果。但是对于环己酮用环己醇的纯度要求极低，环己醇纯度99％wt，更没有说明该环己醇生产的环己酮是否可以用于己内酰胺。

中国专利CN102675176A公布了一种以高纯苯为原料生产己内酰胺的方法，其采用纯苯作为原料，提出了某种状态参数下的生产结果。但是对于环己酮用环己醇的纯度要求很低，为环己醇纯度99.5％wt，更没有说明该环己醇生产的环己酮是否可以用于高速纺的己内酰胺。

中国专利CN103649029A公布了环己醇、环己醇的制造方法和己二酸的制造方法，其生产出环己醇和适用于己二酸用的环己醇，提出了分离甲基环戊醇的方法，强调了后面的分离，既消耗了能耗，又造成了物料的浪费。根据该专利判断生产的环己醇纯度仅达到99.7％wt，更没有说明是否适用高速纺己内酰胺使用。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种高纯度环己醇的提纯系统及方法，通过对环己醇混合产品进行深度加工，解决了现有的提纯方法生产的环己醇纯度低的问题，采用本申请的提纯方法可以获得纯度为99.8～99.98％的环己醇，大大提高了环己醇的纯度。

为解决以上技术问题，本发明提供的技术方案是一种高纯度环己醇的提纯系统，其特征在于，所述提纯系统包括第一提纯系统和第二提纯系统，所述第一提纯系统包括依次设置的水合反应器、分离器、第一精馏塔和第二精馏塔，在所述第一精馏塔和所述第二精馏塔之间设置有加热器，所述第二精馏塔塔顶设置有第一换热器，所述水合反应器、分离器、第一精馏塔、加热器和第二精馏塔之间通过管道连接，所述第二提纯系统包括第三精馏塔和第四精馏塔，所述第四精馏塔塔顶设置有第二换热器，所述第四精馏塔塔侧设置有第三换热器。

优选的，所述分离器设置有分离内件，可以分离出游离水及催化剂。

其中，所述分离器具有分离油水的功能，内部设置有分离内件，可以分离出游离水及其中的催化剂，含有催化剂的水可进行循环回收处理或者进行外排，优选的是循环回收催化剂。

优选的，所述第一精馏塔为负压操作，工作压力为40-60KPaA，塔釜工作温度为75-85℃，塔顶工作温度为45-55℃。

优选的，所述第二精馏塔为负压操作，工作压力为75-95KPaA，塔釜工作温度为140-165℃，塔顶工作温度为85-100℃。

优选的，所述第三精馏塔为负压操作，工作压力为65-85KPaA，塔釜工作温度为145-160℃，塔顶工作温度为100-120℃。

优选的，所述第四精馏塔为负压操作，工作压力为65-85KPaA，塔釜工作温度为145-160℃，塔顶工作温度为140-155℃。

优选的，所述第一换热器、第二换热器和第三换热器用于与物料换热以回收热能。

本申请还提供了一种高纯度环己醇的提纯方法，包括以下步骤：(1)以环己烯水合反应后得到的第一混合物为原料，将所述第一混合物进行分离得到第二混合物；(2)将所述第二混合物在第一精馏塔内精馏，得到第一产物；(3)将所述第一产物进行加热后进入第二精馏塔内进行精馏，得到第一粗环己醇；(4)将所述粗环己醇输送至第三精馏塔进行精馏，塔釜得到第二粗环己醇；(5)将所述第二粗环己醇输送至第四精馏塔内进行精馏，得到高纯度环己醇产品，所述环己醇的纯度为99.8～99.98％。

优选的，所述步骤(1)中第一混合物包括环己烯、环己醇、环己烷和苯、及水合反应副产物，所述水合反应副产物中含有催化剂，所述第二混合物中环己醇的质量分数为11％。

优选的，所述步骤(2)中所述第一精馏塔精馏后得到的第一产物中环己醇的质量分数为65-85％，所述步骤(3)得到的第一粗环己醇的纯度为70-90％wt，所述步骤(4)中得到的第二粗环己醇种苯的质量分数≤1ppm，环己烷的质量分数≤1ppm。

优选的，所述步骤(2)中第一精馏塔塔侧分离出第一液体，所述第一液体为循环环己烯，所述循环环己烯中环己烯的重量分数≥97％，甲基环戊烯的重量分数≤0.2％，所述第一精馏塔塔顶分离出第二液体，所述第二液体中含有甲基环戊烯的重量分数≥2.5％。

具体的，首先，将甲基环戊烯含量≤0.2％wt的环己烯在水合反应器内与水反应，在115-125℃温度下和0.5-0.55MPaG压力下进行反应，得到含有环己烯、环己醇、少量的环己烷和苯，及水合反应副产物(包含少量催化剂)的混合物料，然后经过分离器进行分离，得到的水和产物，即第二混合物中含有环己醇11％wt，环己烯86.5％wt。将第二混合物在第一精馏塔内进行精馏，第一精馏塔塔侧分离出第一液体，所述第一液体为循环环己烯，所述循环环己烯中环己烯的重量分数≥97％，甲基环戊烯的重量分数≤0.2％，更优选为甲基环戊烯≤0.15％wt，所述第一精馏塔塔顶分离出第二液体，所述第二液体中含有甲基环戊烯的重量分数≥2.5％，更优选为甲基环戊烯的重量分数≥3％，塔釜获得的为第一产物，其中含环己醇65-85％wt。第一产物进入到加热器进行加热，然后进入到第二精馏塔内进行精馏，得到第一粗环己醇，第一粗环己醇的纯度为70-90％wt并且其中不含有催化剂，微量的催化剂和重组分由加热器排出系统，将第一粗环己醇输送到第三精馏塔内进行精馏，塔内装有精馏填料，经过第三精馏塔处理的塔顶蒸汽循环入第一精馏塔中，用于第一精馏塔的塔底上升蒸汽，塔釜获得的第二粗环己醇种苯≤1PPmwt和环己烷≤1PPmwt，然后输送至第四精馏塔。第四精馏塔内装有精馏填料，经过精馏处理的塔釜获得含有重组分的馏出物排出系统，塔顶凝液为99.8-99.98％wt的高纯度环己醇产品，塔侧凝液为99.8-99.98％wt的高纯度环己醇产品。

本申请与现有技术相比，本申请的技术方法减少了甲基环戊醇的生成，降低甲基环戊烯的循环量，且移除水合催化剂，更降低了环己醇异构化生成甲基环戊醇的可能，最终无需再分离甲基环戊醇，且可以使产品环己醇的纯度在99.8-99.98％wt；第四精馏塔塔底采出的重组分不含有催化剂，可以减少重组分环己醇在重组分中的含量至40％以下，不必仅做燃料处理。此外，本申请的提纯系统通过合理设置催化剂分离器，经过有效分离，使催化剂得到回收，不但减少了催化剂外排的污染问题，更是降低了环己醇产品用催化剂的单耗，使吨环己醇产品的水合催化剂消耗由0.25kg，降低到吨环己醇产品的水合催化剂消耗0.15kg。

附图说明

图1为本发明提供的高纯度环己醇生产系统的结构示意图；

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

实施例1

如图1所示，本申请提供了一种高纯度环己醇的生产系统及方法，首先将甲基环戊烯含量0.15％wt，环己烯含量97.8％wt其余为环己烷和苯的物料，在水合反应器1内和水反应，在115-125℃和0.5-0.55MPaG下进行反应，得到含有环己烯、环己醇、少量的环己烷和苯，及水合反应副产物(包含少量催化剂)的混合物料，然后经过分离器进行分离，得到的水和产物，即第二混合物中含有环己醇11％wt，环己烯86.5％wt。分离器2内部装有分离部件，具有分离功能，控制待分离的水合反应混合液停留时间为10-30分钟。混合物料12进料在分离器2的中下部，第二混合物21从分离器2的顶部出料，22从分离器2的底部采出催化剂，催化剂是在水相中，是以浆料形式存在。第二混合物进入第一精馏塔3内进行精馏分离，第一精馏塔塔侧11分离出第一液体，所述第一液体为循环环己烯，所述循环环己烯中环己烯的重量分数≥97％，甲基环戊烯的重量分数≤0.2％，更优选为甲基环戊烯≤0.15％wt，所述第一精馏塔塔顶32分离出第二液体，所述第二液体中含有甲基环戊烯的重量分数为3.38％，塔釜31获得的为第一产物，其中含环己醇83％wt。所述第一精馏塔为负压操作，工作压力为40-60KPaA，塔釜工作温度为75-85℃，塔顶工作温度为45-55℃。第一产物进入到加热器4进行加热，加热器使用0.8MPa以上的蒸汽加热；然后进入到第二精馏塔5内进行精馏，得到第一粗环己醇，第一粗环己醇的纯度为70-90％wt并且其中不含有催化剂，微量的催化剂和重组分由加热器42排出系统，所述第二精馏塔为负压操作，精馏塔条件为75-95KPaA，塔釜在140-165℃，塔顶在85-100℃下操作。第一换热器8优选的与物料换热以回收热能；少量不凝气体由83去第一精馏塔3。将第一粗环己醇输送到第三精馏塔6内进行精馏，为负压操作，精馏塔条件为65-85KPaA，塔釜在140-160℃，塔顶在100-120℃下操作，塔顶不设冷凝器，塔顶气相由62进入第一精馏塔3。第三精馏塔6塔釜采出的环己醇中苯≤1PPmwt和环己烷≤1PPmwt的液体至第四精馏塔7的中部。第四精馏塔内装有精馏填料，为负压操作，精馏塔条件为65-85KPaA，塔釜在140-160℃，塔顶在140-155℃下操作；塔顶气相由74进入第三精6；高纯度环己醇99.8-99.98％wt由71釆出，优选的环己醇纯度99.85-99.98％wt；精馏塔7中上部72釆出的高纯度环己醇99.8-99.98％wt也为产品，优选的99.85-99.98％wt。塔釜75釆出的重组分不含催化剂，可以再精馏回收，不必再做燃料。经过精馏处理的塔釜获得含有重组分的馏出物排出系统，塔顶凝液为99.8-99.98％wt的高纯度环己醇产品，塔侧凝液为99.8-99.98％wt的高纯度环己醇产品。其中第一换热器8、第二换热器9、第三换热器用于与物料换热以回收热能。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种高纯度环己醇的提纯系统，其特征在于，所述提纯系统包括第一提纯系统和第二提纯系统，所述第一提纯系统包括依次设置的水合反应器、分离器、第一精馏塔和第二精馏塔，在所述第一精馏塔和所述第二精馏塔之间设置有加热器，所述第二精馏塔塔顶设置有第一换热器，所述水合反应器、分离器、第一精馏塔、加热器和第二精馏塔之间通过管道连接，所述第二提纯系统包括第三精馏塔和第四精馏塔，所述第四精馏塔塔顶设置有第二换热器，所述第四精馏塔塔侧设置有第三换热器。

2.根据权利要求1所述的高纯度环己醇的提纯系统，其特征在于，所述分离器设置有分离内件，可以分离出游离水及催化剂。

3.根据权利要求1所述的高纯度环己醇的提纯系统，其特征在于，所述第一精馏塔为负压操作，工作压力为40-60KPaA，塔釜工作温度为75-85℃，塔顶工作温度为45-55℃。

4.根据权利要求1所述的高纯度环己醇的提纯系统，其特征在于，所述第二精馏塔为负压操作，工作压力为75-95KPaA，塔釜工作温度为140-165℃，塔顶工作温度为85-100℃。

5.根据权利要求1所述的高纯度环己醇的提纯系统，其特征在于，所述第三精馏塔为负压操作，工作压力为65-85KPaA，塔釜工作温度为145-160℃，塔顶工作温度为100-120℃。

6.根据权利要求1所述的高纯度环己醇的提纯系统，其特征在于，所述第四精馏塔为负压操作，工作压力为65-85KPaA，塔釜工作温度为145-160℃，塔顶工作温度为140-155℃。

7.一种高纯度环己醇的提纯方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)以环己烯水合反应后得到的第一混合物为原料，将所述第一混合物进行分离得到第二混合物；(2)将所述第二混合物在第一精馏塔内精馏，得到第一产物；(3)将所述第一产物进行加热后进入第二精馏塔内进行精馏，得到第一粗环己醇；(4)将所述粗环己醇输送至第三精馏塔进行精馏，塔釜得到第二粗环己醇；(5)将所述第二粗环己醇输送至第四精馏塔内进行精馏，得到高纯度环己醇产品，所述环己醇的纯度为99.8～99.98％。

8.根据权利要求7所述的高纯度环己醇的提纯方法，其特征在于，所述步骤(1)中第一混合物包括环己烯、环己醇、环己烷和苯、及水合反应副产物，所述水合反应副产物中含有催化剂，所述第二混合物中环己醇的质量分数为11％。

9.根据权利要求7所述的高纯度环己醇的提纯方法，其特征在于，所述步骤(2)中所述第一精馏塔精馏后得到的第一产物中环己醇的质量分数为65-85％，所述步骤(3)得到的第一粗环己醇的纯度为70-90％wt，所述步骤(4)中得到的第二粗环己醇种苯的质量分数≤1ppm，环己烷的质量分数≤1ppm。

10.根据权利要求7所述的高纯度环己醇的提纯方法，其特征在于，所述步骤(2)中第一精馏塔塔侧分离出第一液体，所述第一液体为循环环己烯，所述循环环己烯中环己烯的重量分数≥97％，甲基环戊烯的重量分数≤0.2％，所述第一精馏塔塔顶分离出第二液体，所述第二液体中含有甲基环戊烯的重量分数≥2.5％。