CN217398795U - 一种环十二酮提纯系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种环十二酮提纯系统，分离以环十二碳三烯为原料制备环十二酮所得混合物组分，该提纯系统中制备反应器的底部出料口连通一级分离装置的中部进料口；一级精馏装置包括依次连通的第一脱轻塔、脱中间组分塔和第一脱重塔；一级分离装置的底部出料口连通第一脱轻塔的中部进料口；第一脱重塔的塔釜出料口连通脱氢反应器的顶部进料口；脱氢反应器的底部进料口连通二级分离装置的中部进料口；二级精馏装置包括依次连通的第二脱轻塔和第二脱重塔；二级分离装置的底部出料口连通第二脱轻塔的中部进料口；第二脱轻塔的塔釜出料口连通第二脱重塔的中部进料口。本实用新型提纯系统的原料利用率高，产品收率高。

Description

一种环十二酮提纯系统

技术领域

本实用新型涉及精细化工领域，具体涉及一种环十二酮提纯系统。

背景技术

环十二酮又名环十二烷基酮，是生产工业原料尼龙-12的主要原料，也是合成一些大环化合物的前体，比如用作农药、香料的大环内酯类化合物大部分都是以环十二酮为原料而合成的。

工业生产中多用环十二碳三烯制备环十二酮，环十二碳三烯通过环氧化反应得到环氧环十二碳二烯，环氧环十二碳二烯经过高压加氢后得到包括环十二酮、环十二醇等组分的混合物，该混合物通过提纯后可得到环十二酮。该制备过程选择的条件较为温和，且环十二碳三烯可通过石化产品丁二烯合成得到，而丁二烯廉价易得，因此以环十二碳三烯为原料制备环十二酮的方法得到了广泛地应用。

由于高压加氢反应后所得混合物的组分沸点较高，再加上混合物中存在与环十二酮沸点接近甚至共沸的中间组分，而且环十二酮存在一定的热敏性，在较高温度下会发生副反应导致其他组分增加，因此，环十二酮的提纯工艺直接限制了原料利用率和产品回收率的提升。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型的提出一种环十二酮提纯系统，有效地分离以环十二碳三烯为原料制备环十二酮所得的混合物组分，循环回收可用物料，并获得高纯度的环十二酮产品。

为实现本实用新型目的采用的技术方案是，提出一种环十二酮提纯系统，包括制备反应器、一级分离装置、一级精馏装置、脱氢反应器、二级分离装置和二级精馏装置，其中：

所述制备反应器设有顶部进料口，其底部出料口通过管路与所述一级分离装置的中部进料口连通；

所述一级精馏装置包括通过管路依次连通的第一脱轻塔、脱中间组分塔和第一脱重塔；所述一级分离装置的底部出料口通过管路与所述第一脱轻塔的中部进料口连通；所述第一脱轻塔的塔釜出料口通过管路与所述脱中间组分塔的中部进料口连通；所述脱中间组分塔的塔釜出料口通过管路与所述第一脱重塔的中部进料口连通；所述第一脱重塔的顶部出料口通过管路与所述脱氢反应器的顶部进料口连通；

所述脱氢反应器的底部出料口通过管路与所述二级分离装置的中部进料口连通；

所述二级精馏装置包括通过管路依次连通的第二脱轻塔和第二脱重塔；所述二级分离装置的底部出料口通过管路与所述第二脱轻塔的中部进料口连通；所述第二脱轻塔的塔釜出料口通过管路与所述第二脱重塔的中部进料口连通。

在上述技术方案中，制备反应器内发生以环十二碳三烯为原料制备环十二酮的反应，得到待提纯的第一混合物。该第一混合物从制备反应器的底部采出，并从一级分离装置的中部进料口输入。如表1所示，第一混合物包括环十二酮、环十二醇、轻组分、中间组分、重组分和未反应物料等组分。

表格1环十二碳三烯制备环十二酮反应后待提纯混合物组成

组分名称

分子式

分子量

常温相态

标准沸点℃

熔点℃

分类

十一碳

组分不详

--

--

--

--

轻组分

环十二烷

C12H24

168.32

固体

244

59~61

轻组分

环十二烯

C12H22

166.3

液体

232~245

9

轻组分

环十二酮

C12H22O

182.3

固体

276.52

59

产品

环十二醇

C12H24O

184.32

固体

272.7~278

77

重组分

环十二烯醇

C12H22O

182

固体

--

--

重组分

组分不详

组分不详

--

--

--

--

其他重组分

组分不详

组分不详

--

--

沸点接近醇酮

--

中间组分

氢气

H<sub>2</sub>

2.02

气体

--

--

未反应物料

需指出的是，本实用新型范围内的“产品”是指环十二酮；本实用新型范围内的“轻组分”是指在同样压力条件下具有比环十二酮低的沸点并因此在精馏塔蒸馏分离轻组分时从塔顶采出的物质或物质混合物；本实用新型范围内的“中间组分”是指在同样压力条件下沸点接近醇酮并因此在精馏塔蒸馏分离中间组分时从塔顶采出的物质或物质混合物；本实用新型范围内的“重组分”是指在同样压力条件下沸点高于环十二酮并因此在精馏塔蒸馏分离重组分时从塔顶采出的物质或物质混合物。

在上述技术方案中，第一混合物在一级分离装置内发生气液分离，得到第一气相和第一液相。第一气相为未反应的氢气，从一级分离装置的顶部采出后返回并输入制备反应器的顶部进料口；第一液相经输送泵送入第一脱轻塔的中部进料口，输入一级精馏装置。

在上述技术方案中，从第一脱轻塔的塔顶采出轻组分，塔釜物料输入脱中间组分塔。从脱中间组分塔的塔顶采出中间组分和部分环十二酮、环十二醇及未反应原料混合物，该塔顶采出物料返回并输入制备反应器的顶部进料口；脱中间组分塔的塔釜物料输入第一脱重塔的中部进料口。从第一脱重塔的塔顶采出重组分，包括环十二醇和环十二酮，该塔顶采出物料经预热后输入脱氢反应器的顶部进料口；第一脱重塔的塔釜物料采出后送出界区。

在上述技术方案中，从第一脱重塔的塔顶采出的重组分经预热器预热后输入脱氢反应器内，重组分中的环十二醇发生脱氢反应生产环十二酮，反应后得到第二混合物。该第二混合物从脱氢反应器采出后输入二级分离装置。

在上述技术方案中，第二混合物在二级分离装置内发生气液分离，得到第二气相和第二液相。第一气相为氢气，从二级分离装置的顶部出料口采出后返回并输入制备反应器的顶部进料口；第二液相经输送泵送入第二脱轻塔的中部进料口，输入二级精馏装置。

在上述技术方案中，从第二脱轻塔的塔顶采出轻组分，该采出物料返回并输入第一脱轻塔的中部进料口，以便于回收其中含有的产品；第二脱轻塔的塔釜物料输入第二脱重塔的中部进料口。从第二脱重塔的塔顶采出环十二酮，产品的纯度在99.9%以上；第二脱重塔的塔釜采出物料为副产的重组分和部分产品，该采出物料返回并输入第一脱重塔的中部进料口，以便于回收该物料中含有的少量产品。

在上述技术方案中，还包括氧化反应器和三级精馏装置。从第一脱轻塔的塔顶采出的轻组分输入氧化反应器的顶部进料口。在氧化反应器内，轻组分中的环十二烷和环十二烯氧化为制备环十二酮的反应原料，得到第三混合物。第三混合物从氧化反应器的底部采出后输入三级精馏装置的中部进料口。从三级精馏装置的塔顶采出的轻组分油送至轻组分罐区；从三级精馏装置塔釜采出的原料返回并输入制备反应器的顶部进料口。

综上所述，本实用新型提出的环十二酮提纯系统的有益效果是：

1.本实用新型中设置了多组与制备反应器连通的循环回收工序，包括一级分离装置和二级分离装置采出氢气返回制备反应器，脱中间组分塔采出的未反应原料返回制备反应器，以及在氧化反应器中将副产的环十二烷和环十二烯氧化为制备环十二酮的原料并在三级精馏装置采出该部分原料返回制备反应器。以上工序中经循环回收的物料将继续参与环十二酮制备反应，避免原料浪费的同时有效地提升原料利用率。

2.本实用新型在脱氢反应器前设置了一级分离装置和一级精馏装置，逐步分离出环十二酮制备反应所得第一混合物中的轻组分、中间组分和重组分，这样的设置能有效减少脱氢反应器中副反应的发生，从而降低第二混合物中重组分的含量，有利于后续产品回收和提升产品纯度。

3.本实用新型中设置了连通一级精馏装置和二级精馏装置的循环回收路线，包括将从第二脱轻塔回收的轻组分返回第一脱轻塔、从第二脱重塔回收的重组分返回第二脱重塔，这样的设置有利于充分回收产品，提升产品收率。

4.本实用新型通过设置系列反应、分离和精馏工序，将以环十二碳三烯为原料制备环十二酮的反应所得混合物中难以分离的中间组分和重组分有效地分离；同时精准控制精馏塔内温度低于产品的热敏温度，减少提纯过程中副产物的产生。经本实用新型提纯后，采出环十二酮纯度达到99.9%以上。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型一种环十二酮提纯系统的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1-制备反应器、2-一级分离装置、3-一级精馏装置、31-第一脱轻塔、32-脱中间组分塔、33-第一脱重塔、4-脱氢反应器、5-二级分离装置、6-二级精馏装置、61-第二脱轻塔、62-第二脱重塔、7-氧化反应器、8-三级精馏装置、9-预热器。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

需说明的是，本实施例中诸如“一级”和“二级”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。限定有“一级”“二级”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

实施例1

一种环十二酮提纯系统，如图1所示，包括制备反应器1、一级分离装置2、一级精馏装置3、脱氢反应器4、二级分离装置5和二级精馏装置6；

所述制备反应器1设有顶部进料口，其底部出料口通过管路与所述一级分离装置2的中部进料口连通；

所述一级精馏装置3包括通过管路依次连通的第一脱轻塔31、脱中间组分塔32和第一脱重塔33；所述一级分离装置2的底部出料口通过管路与所述第一脱轻塔31的中部进料口连通，所述一级分离装置2的顶部出料口通过管路与所述制备反应器1的顶部进料口连通；

所述第一脱轻塔31的塔釜出料口通过管路与所述脱中间组分塔32的中部进料口连通；所述脱中间组分塔32的顶部出料口通过管路与所述制备反应器1的顶部进料口连通；所述脱中间组分塔32的塔釜出料口通过管路与所述第一脱重塔33的中部进料口连通；所述第一脱重塔33的塔顶出料口通过管路与所述脱氢反应器4的顶部进料口连通，其底部出料口的采出物送出界区；

所述脱氢反应器4的底部出料口通过管路与所述二级分离装置5的中部进料口连通；可选地，所述一级精馏装置3和所述脱氢反应器4之间设置预热器9。

所述二级精馏装置6包括通过管路依次连通的第二脱轻塔61和第二脱重塔62；所述二级分离装置5的底部出料口通过管路与所述第二脱轻塔61的中部进料口连通，所述二级分离装置5的顶部出料口通过管路与所述制备反应器1的顶部进料口连通；

所述第二脱轻塔61的塔釜出料口通过管路与第二脱重塔62的中部进料口连通，所述第二脱轻塔61的塔顶出料口与通过管路所述第一脱轻塔31的中部进料口连通；所述第二脱重塔62的顶部出料口采出产品，所述第二脱重塔62的塔釜出料口通过管路与所述第一脱重塔33的中部进料口连通。

实施例2

如图1所示，在实施例1的基础上，本实用新型还包括氧化反应器7和三级精馏装置8。所述第一脱轻塔31的塔顶出料口通过管路与所述氧化反应器7的顶部进料口连通。所述氧化反应器7的底部出料口通过管路与所述三级精馏装置8连通。所述三级精馏装置8的顶部出料口采出轻组分油送至轻组分罐区，其塔底出料口通过管路与制备反应器1的顶部进料口连通。

实施例3

本实施例展示一种工况下的以环十二碳三烯为原料制备环十二酮的提纯工艺流程，该工艺流程仅是一种较优流程的展示，并不限定本发明或实用新型的保护范围。

原料和氢气输入所述制备反应器1的顶部进料口，所述制备反应器1内发生以环十二碳三烯为原料制备环十二酮的反应，反应后得到的待提纯的第一混合物从所述制备反应器1的底部采出，并输入所述一级分离装置2的中部进料口。

所述第一混合物在所述一级分离装置2内发生气液分离，得到第一气相和第一液相。所述第一气相为未反应的氢气，从所述一级分离装置2的顶部采出后通过管路返回所述制备反应器1；所述一级精馏装置3包括通过管路依次连通的第一脱轻塔31、脱中间组分塔32和第一脱重塔33；所述第一液相输入所述第一脱轻塔31的中部进料口，输入所述一级精馏装置3。

所述第一脱轻塔31的塔顶采出轻组分，塔釜物料输入所述脱中间组分塔32的中部进料口。所述脱中间组分塔32的塔顶采出中间组分和部分环十二酮、环十二醇和未反应物料，该塔顶采出物料通过管路返回所述制备反应器1；塔釜物料输入所述第一脱重塔33的中部进料口。所述第一脱重塔33的塔顶采出重组分，包括环十二醇和环十二酮，该塔顶采出物料经预热器9预热后输入所述脱氢反应器4的顶部进料口；塔釜物料送出界区。

从所述第一脱重塔33输出的重组分中的环十二醇在所述脱氢反应器4内发生脱氢反应，反应后得到第二混合物。所述第二混合物从所述脱氢反应器4底部采出后输入所述二级分离装置5。

所述第二混合物在所述二级分离装置5内发生气液分离，得到第二气相和第二液相。所述第一气相为氢气，从所述二级分离装置5的顶部采出后通过管路返回所述制备反应器1。所述二级精馏装置6包括通过管路依次连通的第二脱轻塔61和第二脱重塔62；所述第二液相输入所述第二脱轻塔61的中部进料口，输入所述二级精馏装置6。

所述第二脱轻塔61的塔顶采出轻组分，该采出物料通过管路返回输入所述第一脱轻塔31的中部进料口以便于回收其中含有的产品；塔釜物料输入所述第二脱重塔62的中部进料口。从所述第二脱重塔62的塔顶采出环十二酮，产品的纯度在99.9%以上；塔釜采出物料为副产的重组分，该采出物料通过管路返回输入所述第一脱重塔33的中部进料口，以便于回收该物料中含有的少量产品。

从所述第一脱轻塔31塔顶采出的轻组分输入所述氧化反应器7，轻组分中的环十二烷和环十二烯将氧化为制备环十二酮的反应原料，得到第三混合物。

所述第三混合物从所述氧化反应器7底部采出后输入所述三级精馏装置8。所述三级精馏装置8的塔顶采出的轻组分油，将送至轻组分罐区；塔釜采出的原料返回所述制备反应器1。

以上内容是结合具体的实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单改进和润饰，都应当视为属于本实用新型保护的范围。

Claims (10)

1.一种环十二酮提纯系统，其特征在于，包括制备反应器（1）、一级分离装置（2）、一级精馏装置（3）、脱氢反应器（4）、二级分离装置（5）和二级精馏装置（6），其中

所述制备反应器（1）设有顶部进料口，其底部出料口通过管路与所述一级分离装置（2）的中部进料口连通；

所述一级精馏装置（3）包括通过管路依次连通的第一脱轻塔（31）、脱中间组分塔（32）和第一脱重塔（33）；所述一级分离装置（2）的底部出料口通过管路与所述第一脱轻塔（31）的中部进料口连通；所述第一脱轻塔（31）的塔釜出料口通过管路与所述脱中间组分塔（32）的中部进料口连通；所述脱中间组分塔（32）的塔釜出料口通过管路与所述第一脱重塔（33）的中部进料口连通；所述第一脱重塔（33）的顶部出料口通过管路与所述脱氢反应器（4）的顶部进料口连通；

所述脱氢反应器（4）的底部出料口通过管路与所述二级分离装置（5）的中部进料口连通；

所述二级精馏装置（6）包括通过管路依次连通的第二脱轻塔（61）和第二脱重塔（62）；所述二级分离装置（5）的底部出料口通过管路与所述第二脱轻塔（61）的中部进料口连通；所述第二脱轻塔（61）的塔釜出料口通过管路与所述第二脱重塔（62）的中部进料口连通。

2.如权利要求1所述的环十二酮提纯系统，其特征在于，所述一级分离装置（2）的顶部出料口通过管路与所述制备反应器（1）的顶部进料口连通。

3.如权利要求1所述的环十二酮提纯系统，其特征在于，所述脱中间组分塔（32）的顶部出料口通过管路与所述制备反应器（1）的顶部进料口连通。

4.如权利要求1所述的环十二酮提纯系统，其特征在于，所述二级分离装置（5）的顶部出料口通过管路与所述制备反应器（1）的顶部进料口连通。

5.如权利要求1所述的环十二酮提纯系统，其特征在于，还包括氧化反应器（7）；所述第一脱轻塔（31）的塔顶出料口通过管路与所述氧化反应器（7）的顶部进料口连通。

6.如权利要求5所述的环十二酮提纯系统，其特征在于，还包括三级精馏装置（8）；所述氧化反应器（7）的底部出料口通过管路与所述三级精馏装置（8）的中部进料口连通。

7.如权利要求6所述的环十二酮提纯系统，其特征在于，所述三级精馏装置（8）的塔釜出料口通过管路与所述制备反应器（1）的顶部进料口连通。

8.如权利要求1所述的环十二酮提纯系统，其特征在于，所述第二脱轻塔（61）的塔顶出料口与通过管路所述第一脱轻塔（31）的中部进料口连通。

9.如权利要求1所述的环十二酮提纯系统，其特征在于，所述第二脱重塔（62）的塔釜出料口通过管路与所述第一脱重塔（33）的中部进料口连通。

10.如权利要求1所述的环十二酮提纯系统，其特征在于，所述一级精馏装置（3）和所述脱氢反应器（4）之间设置预热器（9）。

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