CN211645080U - 甲基环己烷氧化联产环己甲醛、环己甲醇及环己甲酸的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种甲基环己烷氧化联产环己甲醛、环己甲醇及环己甲酸的装置，以甲基环己烷为原料，以空气为氧化剂，通过液相催化氧化反应制备环己甲醛、环己甲醇及环己甲酸；包括反应过程、甲基环己烷回收过程和环己甲醇精制过程；本发明的装置是反应装置包括反应器R1101、定向分解装置A1101；甲基环己烷回收装置包括一效精馏塔T2101、二效精馏塔T2201、三效精馏塔T2301及四效精馏塔T2401；精制装置包括脱轻塔T3101、环己甲醛塔T3201及环己甲醇塔T3301。甲基环己烷利用率≥99.99％，制备环己甲醛、环己甲醇及环己甲酸纯度均≥99.99％，收率大于等于99％。

Description

甲基环己烷氧化联产环己甲醛、环己甲醇及环己甲酸的装置

技术领域

本实用新型涉及一种制备环己甲醛、环己甲醇及环己甲酸的技术领域，具体涉及一种甲基环己烷氧化联产环己甲醛、环己甲醇及环己甲酸的装置。

背景技术

环己基甲醛是植物生长调节剂抑芽唑的中间体，主要用于有机合成、药物合成及用于纳米氧化镁催化的和乙基叠氮醋酸酯的醇醛反应，生成α-二氮-β-羟基酯(α-diazo-β-hydroxyesters)，医药上用于有机合成药物美拉加群(Melagatran)/福辛普利(Fosinopril)等可以治疗高血压疾病。环己甲醇与其它醇具有同类化学性质，可发生氧化、酯化、醚化、卤化反应等。环己甲醇和4-甲硫基-2-氧代丁酸可以进行酯化反应生成4-甲硫基-2-氧代丁酸环己甲酯，可用来治疗肝、肾、胰腺和脑部病；4-羟基苯甲酸和环己甲醇酯化反应生成4-羟基苯甲酸环己甲酯，再和四氢化吡咯、甲醛水溶液可以进行氨甲基化反应生成羟基二(吡咯烷基甲基) 苯甲酸环己甲酯，该化合物可以制备成抗心律失常药物；利用环己甲醇可以合成出羟基聚乙氧基甲基环己基正辛烷，该物质的钠盐是一种生物降解洗涤剂，可用来治理污水；环己甲醇还可以进行糖基化反应，制备作为免疫血球蛋白抑制剂。环己甲酸是有机合成原料，可用于合成抗孕392药物和治疗血吸虫新药吡喹酮药物，也可用作硫化橡胶增容剂、石油澄清剂、农药、染料及其他有机化合物。

中国专利CN102951978A报道了一种硼氢化钠将酸还原成醇的方法，以水为溶剂，十六烷基三甲基溴化铵为相转移催化剂，以苯甲酸为原料，制备得到了环己甲醇。

目前，以甲基环己烷为原料联产环己甲醛、环己甲醇及环己甲酸的方法没有专利报道。

本实用新型提出了一种甲基环己烷氧化联产环己甲醛、环己甲醇及环己甲酸的方法及装置，以甲基环己烷为原料，以空气(氧气)为氧化剂，通过液相催化氧化反应制备环己甲醇；其中甲基环己烷的单程转化率2％-20％，环己甲醇的选择性30％-60％，其他副反应包括环己基甲醛的选择性20％-30％，环己基甲酸的选择性10％-50％，然后通过多效精馏工艺回收未反应的甲基环己烷，从而大大节约甲基环己烷回收过程中的能耗，最后通过耦合精馏的方式精制环己甲醇，可得到纯度≥99.99％的环己甲醇产品，而且充分利用环己甲醇提纯过程中不同品味的热量，通过工艺优化，大大降低了精馏过程中所需的能耗，该实用新型可降低能耗≥40％，冷凝水消耗降低≥50％。该工艺流程简单易于实现，可实现以甲基环己烷为原料连续制备环己甲醇，大大提高了企业的经济效益和社会效益。

发明内容

本实用新型提出了一种甲基环己烷氧化联产环己甲醛、环己甲醇及环己甲酸的装置，以甲基环己烷为原料，以空气(氧气)为氧化剂，通过液相催化氧化反应制备环己甲醛、环己甲醇及环己甲酸。其中甲基环己烷的单程转化率≥2-20％，环己甲醇的选择性30％-60％，环己基甲醛的选择性20％-30％，环己基甲酸的选择性10％-50％，然后通过多效精馏工艺回收未反应的甲基环己烷，从而大大节约甲基环己烷回收过程中的能耗，最后通过耦合精馏的方式精制环己甲醛、环己甲醇及环己甲酸，可得到纯度≥99.99％的环己甲醛、环己甲醇及环己甲酸产品，而且充分利用提纯过程中不同品味的热量，通过工艺优化，大大降低了精馏过程中所需的能耗，该实用新型可降低能耗≥40％，冷凝水消耗降低≥50％。该工艺流程简单易于实现，可实现以甲基环己烷为原料连续制备环己甲醛、环己甲醇及环己甲酸，大大提高了企业的经济效益和社会效益。

本实用新型采用如下的技术方案来实现：

本实用新型的甲基环己烷氧化联产环己甲醛、环己甲醇及环己甲酸的装置，包括反应装置、甲基环己烷回收装置和精制装置；其特征是反应装置包括反应器R1101、定向分解装置A1101；甲基环己烷回收装置包括一效精馏塔T2101、二效精馏塔T2201、三效精馏塔T2301及四效精馏塔T2401；精制装置包括脱轻塔T3101、环己甲醛塔T3201及环己甲醇塔T3301。

所述的反应装置的反应器R1101设有物料进口、空气进口、空气出口及物料出口；其中物料进口及空气出口均连接分冷器E1101，空气进口及物料出口均连接空气换热器E1102，空气换热器E1102物料出口连接定向分解装置A1101；定向分解装置A1101设有物料进口、顶部气相出口及物料出口，其中物料进口连接空气换热器E1102，顶部气相出口连接后续VOC 处理装置，物料出口连接甲基环己烷回收系统。

所述的一效精馏塔T2101设有原料进口、塔顶气相出口、回流物料进口、塔釜采出口及再沸器返塔口，其中原料进口连接定向分解装置A1101，塔顶气相出口、回流物料进口均连接 T2101换热器E2101，再沸器返塔口连接T2101再沸器E2102，塔釜采出口一路连接T2101再沸器E2102，一路连接二效精馏塔T220。

二效精馏塔T2201设有原料进口、塔顶气相出口、回流物料进口、塔釜采出口及再沸器返塔口，其中原料进口连接一效精馏塔T2101，塔顶气相出口、回流物料进口均连接T2201换热器E2201，再沸器返塔口连接T2101换热器E2101，塔釜采出口一路连接T2101换热器E2101，一路连接三效精馏塔T2301。

三效精馏塔T2301设有原料进口、塔顶气相出口、回流物料进口、塔釜采出口及再沸器返塔口，其中原料进口连接二效精馏塔T2201，塔顶气相出口连接T2301换热器E2301，回流物料进口连接T2301塔顶冷凝器E2302，再沸器返塔口连接T2201换热器E2201，塔釜采出口一路连接T2201换热器E2201，一路连接四效精馏塔T2401。

四效精馏塔T2401设有原料进口、塔顶气相出口、回流物料进口、塔釜采出口及再沸器返塔口，其中原料进口连接三效精馏塔T2301，塔顶气相出口、回流物料进口连接T2401塔顶冷凝器E2401，再沸器返塔口连接T2301换热器E2301，塔釜采出口一路连接T2301换热器 E2301，一路连接脱轻塔T3101。

所述的精制装置包括脱轻塔T3101，环己甲醛塔T3201及环己甲醇塔T3301。脱轻塔T3101 设有原料进口、塔顶气相出口、回流物料进口、塔釜采出口及再沸器返塔口，其中原料进口连接四效精馏塔T2401，塔顶气相出口、回流物料进口连接T3101塔顶冷凝器E3101，再沸器返塔口连接T3101再沸器E3102，塔釜采出口一路连接T3101再沸器E3102，一路连接环己甲醛塔T3201。

环己甲醛塔T3201设有原料进口、塔顶气相出口、回流物料进口、塔釜采出口及再沸器返塔口，其中原料进口连接脱轻塔T3101，塔顶气相出口、回流物料进口连接T3201塔顶冷凝器E3201，再沸器返塔口连接T3201换热器E3202，塔釜采出口一路连接T3201换热器E3202，一路连接环己醇塔T3301。

环己醇塔T3301设有原料进口、塔顶气相出口、回流物料进口、及再沸器返塔口，其中原料进口连接环己甲醛塔T3201，塔顶气相出口、回流物料进口均连接T3201换热器E3202和T3301塔顶冷凝器E3301，再沸器返塔口连接T3301再沸器E3302，塔釜采出口一路连接T3301再沸器E3302，一路采出重组分。

利用本实用新型的装置进行一种甲基环己烷氧化联产环己甲醛、环己甲醇及环己甲酸是操作方法，以甲基环己烷为原料，以空气为氧化剂，通过液相催化氧化反应制备环己甲醛、环己甲醇及环己甲酸；包括如下步骤

(1)反应过程：甲基环己烷和催化剂混合后加入反应器R1101，空气从底部充入反应器R1101，未反应的气体从反应器R1101顶部排出后进入分冷器E1101，冷凝后的液体返回反应器R1101，不凝气排空；反应完成后的物料经空气换热器E1102与空气换热后进入定向分解装置A1101，定向分解装置A1101将反应产生的过氧化物定向分解，分解后物料进入一效精馏塔T2101；

(2)甲基环己烷回收过程：来自定向分解装置A1101的物料进入一效精馏塔T2101，一效精馏塔T2101塔顶气相进入T2101换热器E2101进行换热，换热后物料一部分回流，一部分作为产品采出，塔釜物料进入二效精馏塔T2201；二效精馏塔T2201塔顶气相进入T2201换热器E2201进行换热，换热后物料一部分回流，一部分作为产品采出，塔釜物料进入三效精馏塔T2301；三效精馏塔T2301塔顶气相进入T2301换热器E2301进行换热，换热后物料进入T2301塔顶冷凝器进行冷凝冷却后一部分回流，一部分作为产品采出，塔釜物料进入四效精馏塔T2401；四效精馏塔T2401塔顶气相进入T2401塔顶冷凝器E2401进行冷凝冷却后部分回流，部分作为产品采出，塔釜物料进入脱轻塔T3101；

(3)环己甲醇精制过程：来自四效精馏塔T2401的塔釜物料进入脱轻塔T3101，脱轻塔 T3101塔顶气相进入T3101塔顶冷凝器E3101进行冷凝冷却后，部分回流，部分作为轻杂质采出，塔釜物料进入环己甲醛塔T3201，环己甲醛塔T3201塔顶气相进入T3201塔顶冷凝器E3201 进行冷凝冷却后，部分回流，部分作为环己甲醛产品采出，塔釜物料进入环己甲醇塔T3301，环己甲醇塔T3301塔顶气相部分进入T3201换热器E3202进行换热后，作为回流返回环己甲醇塔T3301，部分进入T3301塔顶冷凝器E3301进行冷凝冷却后，部分回流部分作为环己甲醇产品采出，塔釜采出重杂质。

所述的反应器R1101为釜式反应器，数量为1台或多台串联。

所述的反应器R1101操作压力为0.5-2MPa，操作温度为150-300℃。

所述的甲基环己烷与氧气的摩尔比为1:1-1:2所用催化剂为钴钼、钴钼锰、钴钼锆的相关盐类或金属卟啉钴、锰、锆催化剂反应过程中金属总含量为50ug/g-200ug/g。

所述的一效精馏塔T2101操作压力0.3-1MPa；二效精馏塔T2201操作压力0.15-0.8MPa；三效精馏塔T2301操作压力0.1-0.5MPa；四效精馏塔T2401操作压力0.01-0.1MPa；脱轻塔 T3101操作压力0.01-0.1MPa；环己甲醛塔T3201操作压力0.01-0.1MPa；环己醇塔T3301操作压力0.1-1MPa。

本实用新型提出了一种甲基环己烷氧化联产环己甲醛、环己甲醇及环己甲酸的装置，以甲基环己烷为原料，以空气(氧气)为氧化剂，通过液相催化氧化反应制备环己甲醇；通过多效精馏回收未反应的甲基环己烷，最后通过耦合精馏的方式精制环己甲醛、环己甲醇及环己甲酸，而且充分利用提纯过程中不同品味的热量，通过工艺优化，大大降低了精馏过程中所需的能耗，并实现了连续化生产。

本实用新型的有益成果是：

1、以甲基环己烷为原料联产环己甲醛、环己甲醇及环己甲酸。

2、甲基环己烷的单程转化率2％-20％，环己甲醇的选择性30％-60％，环己基甲醛的选择性20％-30％，环己基甲酸的选择性10％-50％；

3、通过优化工艺及热量整合，可节能40％以上，循环水用量减小50％以上。

4、甲基环己烷利用率≥99.99％，制备环己甲醛、环己甲醇及环己甲酸纯度均≥99.99％，收率大于等于99％。

附图说明

图1：一种甲基环己烷氧化联产环己甲醛、环己甲醇及环己甲酸的装置示意图；

R1101：反应器，A1101：定向分解装置，E1101：分冷器，E1102：空气换热器；

T2101：一效精馏塔，T2201：二效精馏塔，T2301：三效精馏塔，T2401：四效精馏塔，E2101：T2101换热器，E2102：T2101再沸器，E2201：T2201换热器，E2301：T2301换热器，E2302：T2301塔顶冷凝器，E2401：T2401塔顶冷凝器；

T3101：脱轻塔，T3201：环己甲醛塔，T3301：环己甲醇塔，E3101：T3101塔顶冷凝器，E3102：T3101再沸器，E3201：T3201塔顶冷凝器，E3202：T3201换热器，E3301：T3301塔顶冷凝器，E3302：T3301再沸器。

具体实施方式

本实用新型提出了一种甲基环己烷氧化联产环己甲醛、环己甲醇及环己甲酸的方法及装置，以甲基环己烷为原料，以空气(氧气)为氧化剂，通过液相催化氧化反应制备环己甲醛、环己甲醇及环己甲酸。其中甲基环己烷的单程转化率2％-20％，环己甲醇的选择性30％-60％，环己基甲醛的选择性20％-30％，环己基甲酸的选择性10％-50％，然后通过多效精馏工艺回收未反应的甲基环己烷，从而大大节约甲基环己烷回收过程中的能耗，最后通过耦合精馏的方式精制环己甲醛、环己甲醇及环己甲酸，可得到纯度≥99.99％的环己甲醛、环己甲醇及环己甲酸产品，而且充分利用提纯过程中不同品味的热量，通过工艺优化，大大降低了精馏过程中所需的能耗，该实用新型可降低能耗≥40％，冷凝水消耗降低≥50％。该工艺流程简单易于实现，可实现以甲基环己烷为原料连续制备环己甲醛、环己甲醇及环己甲酸，大大提高了企业的经济效益和社会效益。

如图1所示，本实用新型的甲基环己烷氧化联产环己甲醛、环己甲醇及环己甲酸的装置，包括反应装置、甲基环己烷回收装置和精制装置；其特征是反应装置包括反应器R1101、定向分解装置A1101；甲基环己烷回收装置包括一效精馏塔T2101、二效精馏塔T2201、三效精馏塔T2301及四效精馏塔T2401；精制装置包括脱轻塔T3101、环己甲醛塔T3201及环己甲醇塔 T3301。

所述的反应装置的反应器R1101设有物料进口、空气进口、空气出口及物料出口；其中物料进口及空气出口均连接分冷器E1101，空气进口及物料出口均连接空气换热器E1102，空气换热器E1102物料出口连接定向分解装置A1101；定向分解装置A1101设有物料进口、顶部气相出口及物料出口，其中物料进口连接空气换热器E1102，顶部气相出口连接后续VOC 处理装置，物料出口连接甲基环己烷回收系统。

所述的一效精馏塔T2101设有原料进口、塔顶气相出口、回流物料进口、塔釜采出口及再沸器返塔口，其中原料进口连接定向分解装置A1101，塔顶气相出口、回流物料进口均连接 T2101换热器E2101，再沸器返塔口连接T2101再沸器E2102，塔釜采出口一路连接T2101再沸器E2102，一路连接二效精馏塔T220。

二效精馏塔T2201设有原料进口、塔顶气相出口、回流物料进口、塔釜采出口及再沸器返塔口，其中原料进口连接一效精馏塔T2101，塔顶气相出口、回流物料进口均连接T2201换热器E2201，再沸器返塔口连接T2101换热器E2101，塔釜采出口一路连接T2101换热器E2101，一路连接三效精馏塔T2301。

三效精馏塔T2301设有原料进口、塔顶气相出口、回流物料进口、塔釜采出口及再沸器返塔口，其中原料进口连接二效精馏塔T2201，塔顶气相出口连接T2301换热器E2301，回流物料进口连接T2301塔顶冷凝器E2302，再沸器返塔口连接T2201换热器E2201，塔釜采出口一路连接T2201换热器E2201，一路连接四效精馏塔T2401。

四效精馏塔T2401设有原料进口、塔顶气相出口、回流物料进口、塔釜采出口及再沸器返塔口，其中原料进口连接三效精馏塔T2301，塔顶气相出口、回流物料进口连接T2401塔顶冷凝器E2401，再沸器返塔口连接T2301换热器E2301，塔釜采出口一路连接T2301换热器 E2301，一路连接脱轻塔T3101。

所述的精制装置包括脱轻塔T3101，环己甲醛塔T3201及环己甲醇塔T3301。脱轻塔T3101 设有原料进口、塔顶气相出口、回流物料进口、塔釜采出口及再沸器返塔口，其中原料进口连接四效精馏塔T2401，塔顶气相出口、回流物料进口连接T3101塔顶冷凝器E3101，再沸器返塔口连接T3101再沸器E3102，塔釜采出口一路连接T3101再沸器E3102，一路连接环己甲醛塔T3201。

环己甲醛塔T3201设有原料进口、塔顶气相出口、回流物料进口、塔釜采出口及再沸器返塔口，其中原料进口连接脱轻塔T3101，塔顶气相出口、回流物料进口连接T3201塔顶冷凝器E3201，再沸器返塔口连接T3201换热器E3202，塔釜采出口一路连接T3201换热器E3202，一路连接环己醇塔T3301。

环己醇塔T3301设有原料进口、塔顶气相出口、回流物料进口、及再沸器返塔口，其中原料进口连接环己甲醛塔T3201，塔顶气相出口、回流物料进口均连接T3201换热器E3202和T3301塔顶冷凝器E3301，再沸器返塔口连接T3301再沸器E3302，塔釜采出口一路连接T3301再沸器E3302，一路采出重组分。

利用本实用新型的装置进行一种甲基环己烷氧化联产环己甲醛、环己甲醇及环己甲酸是操作方法，以甲基环己烷为原料，以空气为氧化剂，通过液相催化氧化反应制备环己甲醛、环己甲醇及环己甲酸；包括如下步骤

(1)反应过程：甲基环己烷和催化剂混合后加入反应器R1101，空气从底部充入反应器 R1101，未反应的气体从反应器R1101顶部排出后进入分冷器E1101，冷凝后的液体返回反应器R1101，不凝气排空；反应完成后的物料经空气换热器E1102与空气换热后进入定向分解装置A1101，定向分解装置A1101将反应产生的过氧化物定向分解，分解后物料进入一效精馏塔T2101；

(2)甲基环己烷回收过程：来自定向分解装置A1101的物料进入一效精馏塔T2101，一效精馏塔T2101塔顶气相进入T2101换热器E2101进行换热，换热后物料一部分回流，一部分作为产品采出，塔釜物料进入二效精馏塔T2201；二效精馏塔T2201塔顶气相进入T2201换热器E2201进行换热，换热后物料一部分回流，一部分作为产品采出，塔釜物料进入三效精馏塔T2301；三效精馏塔T2301塔顶气相进入T2301换热器E2301进行换热，换热后物料进入T2301塔顶冷凝器进行冷凝冷却后一部分回流，一部分作为产品采出，塔釜物料进入四效精馏塔T2401；四效精馏塔T2401塔顶气相进入T2401塔顶冷凝器E2401进行冷凝冷却后部分回流，部分作为产品采出，塔釜物料进入脱轻塔T3101；

(3)环己甲醇精制过程：来自四效精馏塔T2401的塔釜物料进入脱轻塔T3101，脱轻塔 T3101塔顶气相进入T3101塔顶冷凝器E3101进行冷凝冷却后，部分回流，部分作为轻杂质采出，塔釜物料进入环己甲醛塔T3201，环己甲醛塔T3201塔顶气相进入T3201塔顶冷凝器E3201 进行冷凝冷却后，部分回流，部分作为环己甲醛产品采出，塔釜物料进入环己甲醇塔T3301，环己甲醇塔T3301塔顶气相部分进入T3201换热器E3202进行换热后，作为回流返回环己甲醇塔T3301，部分进入T3301塔顶冷凝器E3301进行冷凝冷却后，部分回流部分作为环己甲醇产品采出，塔釜采出重杂质。

实施例1

一种甲基环己烷氧化联产环己甲醛、环己甲醇及环己甲酸的方法及装置，包括环己甲醇反应系统、甲基环己烷回收系统和精制系统。甲基环己烷和催化剂混合后加入反应器R1101，催化剂为钼、钴钼锰、钴钼锆的相关盐类或金属卟啉钴、锰、锆，金属总含量为50ug/g，反应器 R1101温度150℃，压力0.5MPa，空气从底部充入反应器R1101，甲基环己烷与氧气摩尔比为 1:1未反应的气体从反应器R1101顶部排出后进入分冷器E1101，冷凝后的液体返回反应器，不凝气排空。反应完成后的物料经空气换热器E1102与空气换热后进入定向分解装置A1101，定向分解装置A1101将反应产生的过氧化物定向分解，分解后物料进入甲基环己烷回收系统。来自定向分解装置A1101的物料进入一效精馏塔T2101，一效精馏塔T2101操作压力0.3MPa，一效精馏塔T2101塔顶气相进入T2101换热器E2101进行换热，换热后物料一部分回流，一部分作为产品采出，塔釜物料进入二效精馏塔T2201；二效精馏塔T2201操作压力0.15MPa，二效精馏塔T2201塔顶气相进入T2201换热器E2201进行换热，换热后物料一部分回流，一部分作为产品采出，塔釜物料进入三效精馏塔T2301，三效精馏塔T2301操作压力0.1MPa；三效精馏塔T2301塔顶气相部分进入T2301换热器E2301进行换热，部分进入T2301塔顶冷凝器进行冷凝冷却，换热后物料及冷凝冷却后物料混合后，一部分回流，一部分作为产品采出，塔釜物料进入四效精馏塔T2401，四效精馏塔T2401操作压力0.01MPa；四效精馏塔T2401塔顶气相进入T2401塔顶冷凝器E2401进行冷凝冷却后部分回流，部分作为产品采出，塔釜物料进入精制系统。

来自四效精馏塔T2401的塔釜物料进入脱轻塔T3101，脱轻塔T3101操作压力0.01MPa，脱轻塔T3101塔顶气相进入T3101塔顶冷凝器E3101进行冷凝冷却后，部分回流，部分作为轻杂质采出，塔釜物料进入环己甲醛塔T3201，环己甲醛塔T3201操作压力0.01MPa，环己甲醛塔T3201塔顶气相进入T3201塔顶冷凝器E3201进行冷凝冷却后，部分回流，部分作为环己甲醛产品采出，塔釜物料进入环己甲醇塔T3301，环己甲醇塔T3301操作压力0.1MPa，环己甲醇塔T3301塔顶气相部分进入T3201换热器E3202进行换热后，作为回流返回环己甲醇塔T3301，部分进入T3301塔顶冷凝器E3301进行冷凝冷却后，部分回流部分作为环己甲醇产品采出，塔釜采出重杂质。

本方法的甲基环己烷的单程转化率2％，环己甲醇的选择性30％，环己基甲醛的选择性 20％，环己基甲酸的选择性50％；

本方法精制得到的环己甲醛、环己甲醇及环己甲酸均为99.99％，收率99％。

本方法通过优化工艺及热量整合，可节能40％，循环水用量减小50％。

实施例2

一种甲基环己烷氧化联产环己甲醛、环己甲醇及环己甲酸的方法及装置方法，包括环己甲醇反应系统、甲基环己烷回收系统和精制系统。甲基环己烷和催化剂混合后加入反应器R1101，催化剂为钼、钴钼锰、钴钼锆的相关盐类或金属卟啉钴、锰、锆，金属总含量为100ug/g，反应器R1101温度200℃，压力1MPa，空气从底部充入反应器R1101，甲基环己烷与氧气摩尔比为1:1.5未反应的气体从反应器R1101顶部排出后进入分冷器E1101，冷凝后的液体返回反应器R1101，不凝气排空。反应完成后的物料经空气换热器E1102与空气换热后进入定向分解装置A1101，定向分解装置A1101将反应产生的过氧化物定向分解，分解后物料进入甲基环己烷回收系统。来自定向分解装置A1101的物料进入一效精馏塔T2101，一效精馏塔T2101 操作压力0.6MPa，一效精馏塔T2101塔顶气相进入T2101换热器E2101进行换热，换热后物料一部分回流，一部分作为产品采出，塔釜物料进入二效精馏塔T2201；二效精馏塔T2201操作压力0.3MPa，二效精馏塔T2201塔顶气相进入T2201换热器E2201进行换热，换热后物料一部分回流，一部分作为产品采出，塔釜物料进入三效精馏塔T2301，三效精馏塔T2301操作压力0.2MPa；三效精馏塔T2301塔顶气相部分进入T2301换热器E2301进行换热，部分进入 T2301塔顶冷凝器进行冷凝冷却，换热后物料及冷凝冷却后物料混合后，一部分回流，一部分作为产品采出，塔釜物料进入四效精馏塔T2401，四效精馏塔T2401操作压力0.05MPa；四效精馏塔T2401塔顶气相进入T2401塔顶冷凝器E2401进行冷凝冷却后部分回流，部分作为产品采出，塔釜物料进入精制系统。

来自四效精馏塔T2401的塔釜物料进入脱轻塔T3101，脱轻塔T3101操作压力0.05MPa，脱轻塔T3101塔顶气相进入T3101塔顶冷凝器E3101进行冷凝冷却后，部分回流，部分作为轻杂质采出，塔釜物料进入环己甲醛塔T3201，环己甲醛塔T3201操作压力0.05MPa，环己甲醛塔T3201塔顶气相进入T3201塔顶冷凝器E3201进行冷凝冷却后，部分回流，部分作为环己甲醛产品采出，塔釜物料进入环己甲醇塔T3301，环己甲醇塔T3301操作压力0.5MPa，环己甲醇塔T3301塔顶气相部分进入T3201换热器E3202进行换热后，作为回流返回环己甲醇塔T3301，部分进入T3301塔顶冷凝器E3301进行冷凝冷却后，部分回流部分作为环己甲醇产品采出，塔釜采出重杂质。

本方法甲基环己烷的单程转化率15％，环己甲醇的选择性55％，环己基甲醛的选择性30％，环己基甲酸的选择性25％，

本方法精制得到的环己甲醛、环己甲醇及环己甲酸均为99.99％，收率99％。

本方法通过优化工艺及热量整合，可节能45％，循环水用量减小55％。

实施例3

一种甲基环己烷氧化联产环己甲醛、环己甲醇及环己甲酸的方法及装置方法，包括环己甲醇反应系统、甲基环己烷回收系统和精制系统。甲基环己烷和催化剂混合后加入反应器R1101，催化剂为钼、钴钼锰、钴钼锆的相关盐类或金属卟啉钴、锰、锆，金属总含量为100ug/g，反应器R1101温度300℃，压力2MPa，空气从底部充入反应器，甲基环己烷与氧气摩尔比为1:2 未反应的气体从反应器R1101顶部排出后进入分冷器E1101，冷凝后的液体返回反应器R1101，不凝气排空。反应完成后的物料经空气换热器E1102与空气换热后进入定向分解装置A1101，定向分解装置A1101将反应产生的过氧化物定向分解，分解后物料进入甲基环己烷回收系统。来自定向分解装置A1101的物料进入一效精馏塔T2101，一效精馏塔T2101操作压力1MPa，一效精馏塔T2101塔顶气相进入T2101换热器E2101进行换热，换热后物料一部分回流，一部分作为产品采出，塔釜物料进入二效精馏塔T2201；二效精馏塔T2201操作压力0.8MPa，二效精馏塔T2201塔顶气相进入T2201换热器E2201进行换热，换热后物料一部分回流，一部分作为产品采出，塔釜物料进入三效精馏塔T2301，三效精馏塔T2301操作压力0.5MPa；三效精馏塔T2301塔顶气相部分进入T2301换热器E2301进行换热，部分进入T2301塔顶冷凝器进行冷凝冷却，换热后物料及冷凝冷却后物料混合后，一部分回流，一部分作为产品采出，塔釜物料进入四效精馏塔T2401，四效精馏塔T2401操作压力0.1MPa；四效精馏塔T2401塔顶气相进入T2401塔顶冷凝器E2401进行冷凝冷却后部分回流，部分作为产品采出，塔釜物料进入精制系统。

来自四效精馏塔T2401的塔釜物料进入脱轻塔T3101，脱轻塔T3101操作压力0.1MPa，脱轻塔T3101塔顶气相进入T3101塔顶冷凝器E3101进行冷凝冷却后，部分回流，部分作为轻杂质采出，塔釜物料进入环己甲醛塔T3201，环己甲醛塔T3201操作压力0.1MPa，环己甲醛塔T3201塔顶气相进入T3201塔顶冷凝器E3201进行冷凝冷却后，部分回流，部分作为环己甲醛产品采出，塔釜物料进入环己甲醇塔T3301，环己甲醇塔T3301操作压力1MPa，环己甲醇塔T3301塔顶气相部分进入T3201换热器E3202进行换热后，作为回流返回环己甲醇塔T3301，部分进入T3301塔顶冷凝器E3301进行冷凝冷却后，部分回流部分作为环己甲醇产品采出，塔釜采出重杂质。

本方法甲基环己烷的单程转化率20％，环己甲醇的选择性55％，环己基甲醛的选择性30％，环己基甲酸的选择性25％，

本方法精制得到的环己甲醛、环己甲醇及环己甲酸均为99.99％，收率99％。

本方法通过优化工艺及热量整合，可节能42％，循环水用量减小53％。

本实用新型提出了一种甲基环己烷氧化联产环己甲醛、环己甲醇及环己甲酸的方法及装置，以甲基环己烷为原料，以空气(氧气)为氧化剂，通过液相催化氧化反应制备环己甲醛、环己甲醇及环己甲酸。其中甲基环己烷的单程转化率≥2-20％，环己甲醇的选择性30％-60％，环己基甲醛的选择性20％-30％，环己基甲酸的选择性10％-50％，然后通过多效精馏工艺回收未反应的甲基环己烷，从而大大节约甲基环己烷回收过程中的能耗，最后通过耦合精馏的方式精制环己甲醛、环己甲醇及环己甲酸，可得到纯度≥99.99％的环己甲醛、环己甲醇及环己甲酸产品，而且充分利用提纯过程中不同品味的热量，通过工艺优化，大大降低了精馏过程中所需的能耗，该实用新型可降低能耗≥40％，冷凝水消耗降低≥50％。该工艺流程简单易于实现，可实现以甲基环己烷为原料连续制备环己甲醛、环己甲醇及环己甲酸，大大提高了企业的经济效益和社会效益。

本实用新型公开和提出的技术方案，本领域技术人员可通过借鉴本文内容，适当改变条件路线等环节实现，尽管本实用新型的装置和制备技术已通过较佳实施例子进行了描述，相关技术人员明显能在不脱离本实用新型内容、精神和范围内对本文所述的装置和技术路线进行改动或重新组合，来实现最终的制备技术。特别需要指出的是，所有相类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，他们都被视为包括在本实用新型精神、范围和内容中。

Claims (4)

1.一种甲基环己烷氧化联产环己甲醛、环己甲醇及环己甲酸的装置，其特征是，包括反应装置、甲基环己烷回收装置和精制装置；其特征是反应装置包括反应器(R1101)、定向分解装置(A1101)、分冷器(E1101)、空气换热器(E1102)；甲基环己烷回收装置包括一效精馏塔(T2101)、二效精馏塔(T2201)、三效精馏塔(T2301)及四效精馏塔(T2401)；精制装置包括脱轻塔(T3101)、环己甲醛塔(T3201)及环己甲醇塔(T3301)。

2.如权利要求1所述的装置，其特征是，反应装置的反应器(R1101)设有物料进口、空气进口、空气出口及物料出口；其中物料进口及空气出口均连接分冷器(E1101)，空气进口及物料出口均连接空气换热器(E1102)，空气换热器(E1102)物料出口连接定向分解装置(A1101)；定向分解装置(A1101)设有物料进口、顶部气相出口及物料出口，其中物料进口连接空气换热器(E1102)，顶部气相出口采出不凝气，物料出口连接一效精馏塔(T2101)。

3.如权利要求1所述的装置，其特征是，一效精馏塔(T2101)设有原料进口、塔顶气相出口、回流物料进口、塔釜采出口及再沸器返塔口，其中原料进口连接定向分解装置(A1101)，塔顶气相出口、回流口均连接T2101换热器(E2101)，再沸器返塔口连接T2101再沸器(E2102)，塔釜采出口连接T2101再沸器(E2102)及二效精馏塔(T2201)；二效精馏塔(T2201)设有原料进口、塔顶气相出口、回流物料进口、塔釜采出口及再沸器返塔口，其中原料进口连接一效精馏塔(T2101)，塔顶气相出口、回流物料进口均连接连接T2201换热器(E2201)，再沸器返塔口连接T2101换热器(E2101)，塔釜采出口连接T2101换热器(E2101)及三效精馏塔(T2301)；三效精馏塔(T2301)设有原料进口、塔顶气相出口、回流物料进口、塔釜采出口及再沸器返塔口，其中原料进口连接二效精馏塔(T2201)，塔顶气相出口连接T2301换热器(E2301)，回流物料进口连接T2301塔顶冷凝器(E2302)，再沸器返塔口连接T2201换热器(E2201)，塔釜采出口连接T2201换热器(E2201)及四效精馏塔(T2401)；四效精馏塔(T2401)设有原料进口、塔顶气相出口、回流物料进口、塔釜采出口及再沸器返塔口，其中原料进口连接三效精馏塔(T2301)，塔顶气相出口、回流物料进口均连接T2301换热器(E2301)和T2401塔顶冷凝器(E2401)，再沸器返塔口连接T2301换热器(E2301)，塔釜采出口连接T2301换热器(E2301)及四效精馏塔(T2401)；四效精馏塔(T2401)设有原料进口、塔顶气相出口、回流物料进口、塔釜采出口及再沸器返塔口，其中原料进口连接三效精馏塔(T2301)，塔顶气相出口、回流物料进口均连接T2401塔顶冷凝器(E2401)，再沸器返塔口连接T2301换热器(E2301)，塔釜采出口一路连接T2301换热器(E2301)，一路采出重组分。

4.如权利要求1所述的装置，其特征是，精制装置包括脱轻塔(T3101)，环己甲醛塔(T3201)及环己甲醇塔(T3301)；脱轻塔(T3101)设有原料进口、塔顶气相出口、回流物料进口、塔釜采出口及再沸器返塔口，其中原料进口连四效精馏塔(T2401)，塔顶气相出口、回流物料进口连接T3101塔顶冷凝器(E3101)，再沸器返塔口连接T3101再沸器(E3102)，塔釜采出口连接T3101再沸器(E3102)及环己甲醛塔(T3201)；环己甲醛塔(T3201)设有原料进口、塔顶气相出口、回流物料进口、塔釜采出口及再沸器返塔口，其中原料进口连接脱轻塔(T3101)，塔顶气相出口、回流物料进口连接T3201塔顶冷凝器(E3201)，再沸器返塔口连接T3201换热器(E3202)，塔釜采出口连接T3201换热器(E3202)及环己甲醇塔(T3301)；环己甲醇塔(T3301)设有原料进口、塔顶气相出口、回流物料进口、塔釜采出口及再沸器返塔口，其中原料进口连接环己甲醛塔(T3201)，塔顶气相出口、回流物料进口均连接T3201换热器(E3202)和T3301塔顶冷凝器(E3301)，再沸器返塔口连接T3301再沸器(E3302)，塔釜采出口一路连接T3301再沸器(E3302)，一路采出重组分。

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