CN108440241B - 一种高纯度环己醇的提纯系统及方法 - Google Patents
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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
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采 出，优选的环己醇纯度99.85-99.98％wt；精馏塔7中上部72采 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采 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 (8)
1.一种采用提纯装置提高环己醇纯度的提纯方法，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，所述第一混合物经过分离器进行分离进行分离得到第二混合物；第二混合物从分离器的顶部出料，分离器的底部采出催化剂；
(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)将所述第一产物进入到加热器进行蒸汽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％；
所述提纯装置包括第一提纯装置和第二提纯装置，所述第一提纯装置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，所述第二提纯装置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所述的提高环己醇纯度的提纯方法，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℃。
3.根据权利要求1所述的提高环己醇纯度的提纯方法，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℃。
4.根据权利要求1所述的提高环己醇纯度的提纯方法，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℃。
5.根据权利要求1所述的提高环己醇纯度的提纯方法，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℃。
6.根据权利要求1所述的提高环己醇纯度的提纯方法，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％。
7.根据权利要求1所述的提高环己醇纯度的提纯方法，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中苯的质量分数≤1ppm，环己烷的质量分数≤1ppm。
8.根据权利要求1所述的提高环己醇纯度的提纯方法，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％。
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