CN109553507B - 一种提高环己烯转化率的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种提高环己烯转化率的方法和系统，主要包括水合工序和连续的催化剂再生工序，其中环己醇反应器，最佳搅拌转速为33～38r/min，采用高纯水代替脱盐水。连续的催化剂再生工序中的催化剂再生罐、催化剂洗涤罐均为平推流式罐体，罐体内部中空，罐体倾斜20°，进行自流操作，通过控制搅拌速率，促进环己烯的转化率，通过以上措施，使环己烯转化率由7％～9％，提高到11％～12％，减少了运行中所需催化剂单耗量和再生周期。

Description

一种提高环己烯转化率的方法和系统
技术领域：
本发明属于有机化工合成领域，涉及一种提高环己烯转化率的方法和系统。
背景技术：
环己烯和水在沸石分子筛催化剂的作用下，生成环己醇，反应方程式如下：
C6H10+H2O→C6H11OH
环己烯 水 环己醇
此反应称作水合反应。
环己醇是生产己二酸、己内酰胺及医药、涂料、染料等重要化工产品的中间原料，工业上，采用环己烯水合生产环己醇。对于环己烯水合反应,搅拌器转速过高,容易导致沉降部分离界面过高,造成水合催化剂流失；搅拌器转速过低，环己烯转化率低。目前催化剂失活后，需要依靠人工将催化剂卸出，催化剂再生均采用间歇式，再生周期长，环己烯转化率低，仅为7％-9％。大量的环己烯需要分离、回收利用，不仅浪费大量的能量，同时制约着环己醇水合反应器、环己烯分离塔的生产能力。
发明内容：
为了解决现有技术的不足，本发明的目的之一是提供一种提高环己烯转化率的方法。
为了实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种提高环己烯转化率的方法，主要包括水合工序和连续的催化剂再生工序。
步骤1、水合工序，水和环己烯加入到带搅拌的水解反应器，在120℃，反应压力为0.50MPa下反应，完成后，通过管道进入下一工序。
步骤2、连续的催化剂再生工序主要包括①闪蒸：水和催化剂(催化剂浆料)进入催化剂闪蒸罐，表面的油(主要成分为环己烯)被降压闪蒸分离出来，分离回收环己烯，油分离的损失以等量的高纯水补充。②再生：闪蒸后，进入催化剂再生罐，同时，双氧水从双氧水储罐加入到催化剂再生罐，将催化剂浆料中油(主要成分环己醇)进一步氧化成有机酸(主要成分环己酸)。③洗涤：再生后的催化剂浆料送往催化剂洗涤罐，加入高纯水洗涤。洗涤后送至再生催化剂过滤器，过滤掉环己醇催化剂浆料中的母液，然后再次进入催化剂过滤器，循环至洗涤合格，催化剂再生完成。④返料：再生后的催化剂送回环己醇反应器，如此循环往复，实现催化剂的闪蒸、再生、洗涤、返料。
进一步的，步骤1所述的水为高纯水，方法为用高纯氮脱除脱盐水中溶解的微量氧气，防止环己烯氧化物的形成，高纯水含氧量≤7ug/l。
进一步的，步骤1所述的水解反应器，最佳搅拌转速为33～38r/min，通过控制搅拌速率，促进环己烯的转化率。
进一步的,步骤2，②再生，所述的催化剂再生罐操作压力0.2～0.4Mpa，操作温度100℃～150℃，双氧水加入速率为200～300kg/h。
进一步的，步骤2，③洗涤，所述的催化剂洗涤罐，高纯水加入速率为1t/h；洗涤条件为，洗涤至PH至4～5时，结束洗涤。
本发明的目的之二是提供一种提高环己烯转化率的系统。
该系统包括环己醇反应器、催化剂闪蒸罐、催化剂再生罐、催化剂洗涤罐、再生催化剂过滤器、再生催化剂储罐、催化剂储罐、双氧水储罐。
环己醇反应器底端一侧通过自动卸料阀、流量计与催化剂闪蒸罐相连，催化剂闪蒸罐通过下部的管道与催化剂再生罐上部相连，催化剂再生罐通过管道与催化剂洗涤罐上部连接，催化剂洗涤罐通过洗涤罐输送泵一路与再生催化剂过滤器连接，另一路与再生催化剂储罐连接，再生催化剂过滤器通过下方的管道与催化剂洗涤罐上部相连。再生催化剂储罐通过下部的管道、再生催化剂进料泵与环己醇反应器底端相连。
催化剂储罐上端通过管道与环己醇反应器底端中间部分连接，下端通过催化剂输送泵与环己醇反应器中部连接。高纯水管道、环己烯管道分别连接在环己醇反应器的顶端和中间部分。催化剂再生罐中部通过双氧水输送泵与双氧水储罐底部连接，上部通过管道与催化剂再生罐中部连接。催化剂洗涤罐中部连接高纯水管道。
进一步的，催化剂再生罐、催化剂洗涤罐均为平推流式罐体，罐体内部中空，罐体倾斜20°，进行自流操作，保证物料不轴向返混，最终再生催化剂等物料在罐内停留时间一致，保证再生操作的连续进行。
进一步的，再生催化剂过滤器采用陶瓷膜过滤，分离出有机酸。
本发明的有益效果：
a、本系统提高了催化剂活性，将环己烯转化率由7％～9％，提高到11％～12％。
b、连续的再生方式相对离线的再生方式，减轻了工人劳动强度，减少了运行中所需催化剂单耗量和再生周期。
c.本系统在一定程度上解决环己醇生产过程中环己烯分离塔及水合反应器负荷过大的瓶颈问题。
附图说明
图1环己醇生产工艺流程图
其中，1.环己醇反应器 2.自动卸料阀 3.流量计 4.催化剂闪蒸罐 5.催化剂再生罐 6.催化剂洗涤罐 7.洗涤罐输送泵 8.再生催化剂过滤器 9.再生催化剂储罐 10.再生催化剂进料泵 11.催化剂储罐 12.催化剂输送泵 13.双氧水储罐 14.双氧水输送泵。
具体实施
实施例1：
含氧量为7ug/l高纯水和环己烯加入到环己醇反应器1中，同时，新鲜的环己醇催化剂在催化剂储罐11内通过催化剂输送泵12送至环己醇反应器1，搅拌速率为33r/min，在120℃，0.50MPa下反应，反应完成后，通过管道进入下一工序；同时，反应后的催化剂浆料通过自动卸料阀2、流量计3进入到催化剂闪蒸罐4。催化剂浆料表面的油(主要成分为环己烯)被降压闪蒸分离出来，油分离的损失以等量的高纯水补充。闪蒸后，进入催化剂再生罐5，同时，通过双氧水输送泵14、双氧水储罐13将双氧水送往催化剂再生罐5，双氧水加入速率为200kg/h，催化剂再生罐5操作压力0.2Mpa，操作温度100℃，将催化剂浆料中油(主要成分环己醇)进一步氧化成有机酸(主要成分环己酸)，有机酸类溶于水。再生后的催化剂浆料自流至催化剂洗涤罐6，多次加入高纯水洗涤，加入速率为1t/h，催化剂浆料与高纯水充分接触，通过洗涤罐输送泵7送至再生催化剂过滤器8，过滤器材采用陶瓷膜过滤，过滤掉环己醇催化剂浆料中的母液，循环洗涤至PH＝4时，催化剂再生完成。再生后的环己醇催化剂通过洗涤罐输送泵7送至再生催化剂储罐9，通过再生催化剂进料泵输10送至环己醇反应器1。通过检测，环己烯水合环己醇转化率提高到11％。
实施例2：
含氧量为5ug/l高纯水和环己烯加入到环己醇反应器1中，同时，新鲜的环己醇催化剂在催化剂储罐11内通过催化剂输送泵12送至环己醇反应器1，搅拌速率为35r/min，在120℃，0.50MPa下反应，反应完成后，通过管道进入下一工序；同时，反应后的催化剂浆料通过自动卸料阀2、流量计3进入到催化剂闪蒸罐4。催化剂浆料表面的油(主要成分为环己烯)被降压闪蒸分离出来，油分离的损失以等量的高纯水补充。闪蒸后，进入催化剂再生罐5，同时，通过双氧水输送泵14、双氧水储罐13将双氧水送往催化剂再生罐5，双氧水加入速率为300kg/h，催化剂再生罐5操作压力0.3Mpa，操作温度130℃，将催化剂浆料中油(主要成分环己醇)进一步氧化成有机酸(主要成分环己酸)，有机酸类溶于水。再生后的催化剂浆料自流至催化剂洗涤罐6，多次加入高纯水洗涤，加入速率为1t/h，催化剂浆料与高纯水充分接触，通过洗涤罐输送泵7送至再生催化剂过滤器8，过滤器材采用陶瓷膜过滤，过滤掉环己醇催化剂浆料中的母液，循环洗涤至PH＝4时，催化剂再生完成。再生后的环己醇催化剂通过洗涤罐输送泵7送至再生催化剂储罐9，通过再生催化剂进料泵输10送至环己醇反应器1。通过检测，环己烯水合环己醇转化率提高到12％。
实施例3：
含氧量为4ug/l高纯水和环己烯加入到环己醇反应器1中，同时，新鲜的环己醇催化剂在催化剂储罐11内通过催化剂输送泵12送至环己醇反应器1，搅拌速率为38r/min，在120℃，0.50MPa下反应，反应完成后，通过管道进入下一工序；同时，反应后的催化剂浆料通过自动卸料阀2、流量计3进入到催化剂闪蒸罐4。催化剂浆料表面的油(主要成分为环己烯)被降压闪蒸分离出来，油分离的损失以等量的高纯水补充。闪蒸后，进入催化剂再生罐5，同时，通过双氧水输送泵14、双氧水储罐13将双氧水送往催化剂再生罐5，双氧水加入速率为248kg/h，催化剂再生罐5操作压力0.4Mpa，操作温度150℃，将催化剂浆料中油(主要成分环己醇)进一步氧化成有机酸(主要成分环己酸)，有机酸类溶于水。再生后的催化剂浆料自流至催化剂洗涤罐6，多次加入高纯水洗涤，加入速率为1t/h，催化剂浆料与高纯水充分接触，通过洗涤罐输送泵7送至再生催化剂过滤器8，过滤器材采用陶瓷膜过滤，过滤掉环己醇催化剂浆料中的母液，循环洗涤至PH＝5时，催化剂再生完成。再生后的环己醇催化剂通过洗涤罐输送泵7送至再生催化剂储罐9，通过再生催化剂进料泵输10送至环己醇反应器1。通过检测，环己烯水合环己醇转化率提高到12％。
上述虽然对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改仍在本发明的保护范围以内。

Claims (1)

1.一种提高环己烯转化率的方法，其特征在于，包括水合工序和连续的催化剂再生工序：
步骤1、水合工序，水和环己烯加入到带搅拌的水解反应器，在120℃，反应压力为0.50MPa下反应，完成后，通过管道进入下一工序；
步骤2、连续的催化剂再生工序主要包括①闪蒸：水和催化剂进入催化剂闪蒸罐，表面的油被降压闪蒸分离出来，分离回收环己烯，油分离的损失以等量的高纯水补充；②再生：闪蒸后，进入催化剂再生罐，同时，双氧水从双氧水储罐加入到催化剂再生罐，将催化剂浆料中油进一步氧化成有机酸；③洗涤：再生后的催化剂浆料送往催化剂洗涤罐，加入高纯水洗涤；洗涤后送至再生催化剂过滤器，过滤掉环己醇催化剂浆料中的母液，然后再次进入催化剂过滤器，循环至洗涤合格，催化剂再生完成；④返料：再生后的催化剂送回环己醇反应器，如此循环往复，实现催化剂的闪蒸、再生、洗涤、返料；
其中，水为高纯水，高纯水含氧量≤7ug/l；所述的水解反应器，最佳搅拌转速为33～38r/min；
所述步骤2中，②再生，催化剂再生罐操作压力0.2～0.4Mpa，操作温度100℃～150℃，双氧水加入速率为200～300kg/h；③洗涤，催化剂洗涤罐，高纯水加入速率为1t/h，洗涤条件为，洗涤至PH至4～5时，结束洗涤。
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