CN217973033U - 一种环己烯法制备环己醇联产环己酮装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及热集成节能装置技术领域，具体涉及一种环己烯法制备环己醇联产环己酮装置，包括环己醇制备组件和环己酮制备组件；环己醇制备组件包括苯分离塔进料预热器、苯分离塔、第二环己醇分离塔再沸器、苯分离塔再沸器、苯回收塔、第一环己烯出料换热器、苯回收塔冷凝器和环己烯制备构件，使苯分离塔和环己烯分离塔的塔顶物料蒸汽温度升高，分别给第一环己醇分离塔再沸器和第二环己醇分离塔再沸器供热，在节省环己醇分离塔的塔底再沸器外加热负荷的同时，减少了苯分离塔和环己烯分离塔的塔顶外加冷却负荷；充分利用了苯回收塔和环己烯回收塔的塔底物料多余热量，降低了能耗，满足用户需求。

Description

一种环己烯法制备环己醇联产环己酮装置

技术领域

本实用新型涉及热集成节能装置技术领域，尤其涉及一种环己烯法制备环己醇联产环己酮装置。

背景技术

环己醇、环己酮是生产尼龙6及尼龙66的原料，也是制备各种乙烯树脂的主要原料，被广泛地应用于许多高分子聚合物的溶剂，在有机化工行业、涂料工业等方面都有着极其重要的作用，目前生产环己醇主要以环己烯路线为主导，环己酮主要通过环己醇脱氢法进行制备，但是，环己烯的水合反应过程制备环己醇，单程转换率低，大量未反应的环己烯需要与产物环己醇分离后再循环至水合反应，分离过程的能耗较高。

现有技术中专利号CN202010371696.4，公开了一种环己烯法合成环己酮装置中的热集成节能工艺，通过提高环己烷精制塔的操作压力使其塔顶物料蒸汽给环己醇分离塔的1#再沸器供热、环己醇精制塔的进料蒸发器产生的物料蒸汽给环己醇分离塔的3#再沸器供热、苯回收塔的塔釜萃取剂物料给脱苯塔的再沸器与进料预热器供热、环己烯回收塔的塔釜萃取剂物料给环己烷精制塔的再沸器与水合反应进料预热器1～3#供热，减少能量的消耗。

但是，上述环己烯法合成环己酮装置中的热集成节能工艺，苯部分加氢制备环己烯，副产环己烷得到的苯、环己烯和环己烷在常压下属于共沸物系，工业上通常采用以N,N-二甲基乙酰胺为萃取剂的萃取精馏方法进行分离依然需要消耗能量，无法满足用户需求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种环己烯法制备环己醇联产环己酮装置，解决了上述环己烯法合成环己酮装置中的热集成节能工艺，苯部分加氢制备环己烯，副产环己烷得到的苯、环己烯和环己烷在常压下属于共沸物系，工业上通常采用以N,N-二甲基乙酰胺为萃取剂的萃取精馏方法进行分离依然需要消耗能量，无法满足用户需求的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种环己烯法制备环己醇联产环己酮装置，包括环己醇制备组件和环己酮制备组件；

环己醇制备组件包括苯分离塔进料预热器、苯分离塔、第二环己醇分离塔再沸器、苯分离塔再沸器、苯回收塔、第一环己烯出料换热器、苯回收塔冷凝器和环己烯制备构件，所述苯分离塔进料预热器与所述苯分离塔连接，所述第二环己醇分离塔再沸器与所述苯分离塔连接，所述苯分离塔再沸器与所述苯分离塔连接，所述苯回收塔分别与所述苯分离塔和所述苯分离塔进料预热器连接，所述第一环己烯出料换热器与所述苯分离塔进料预热器连接，所述苯回收塔冷凝器与所述苯回收塔连接，所述环己烯制备构件与所述苯分离塔连接，所述环己酮制备组件与所述环己烯制备构件连接。

其中，所述环己烯制备构件包括环己烯分离塔、第一环己醇分离塔再沸器和苯环己烯分离塔再沸器，所述环己烯分离塔与所述苯分离塔连接；所述第一环己醇分离塔再沸器与所述环己烯分离塔连接；所述苯环己烯分离塔再沸器与所述环己烯分离塔连接。

其中，所述环己烯制备构件还包括环己烯回收塔、第一轻油塔再沸器、第一环己酮产品塔再沸器和第二环己烯出料换热器，所述环己烯回收塔与所述环己烯分离塔连接；所述第一轻油塔再沸器与所述环己烯回收塔连接；所述第一环己酮产品塔再沸器与所述第一轻油塔再沸器连接；所述第二环己烯出料换热器分别与所述第一环己酮产品塔再沸器和所述环己烯分离塔连接。

其中，所述环己烯制备构件还包括环己烯回收塔冷凝器，所述环己烯回收塔冷凝器与所述环己烯回收塔连接。

其中，所述环己醇制备组件还包括环己醇分离塔和第三环己醇分离塔再沸器，所述环己醇分离塔与所述第一环己烯出料换热器连接；所述第三环己醇分离塔再沸器与所述环己醇分离塔连接。

其中，所述环己酮制备组件包括轻油塔和第二轻油塔再沸器，所述轻油塔与所述环己烯回收塔连接；所述第二轻油塔再沸器与所述轻油塔连接。

其中，所述环己酮制备组件还包括环己酮产品塔和第二环己酮产品塔再沸器，所述环己酮产品塔与所述轻油塔连接；所述第二环己酮产品塔再沸器与所述环己酮产品塔连接。

本实用新型的一种环己烯法制备环己醇联产环己酮装置，采用差压热耦合法，使所述苯分离塔和所述环己烯分离塔的塔顶物料蒸汽温度升高，分别给所述第一环己醇分离塔再沸器和所述第二环己醇分离塔再沸器供热，在节省所述环己醇分离塔的塔底再沸器外加热负荷的同时，减少了所述苯分离塔和所述环己烯分离塔的塔顶外加冷却负荷；此外还采用余热回收法，充分利用了所述苯回收塔和所述环己烯回收塔的塔底物料多余热量，并对装置内换热网络进行优化，降低了能耗，节省了操作费用，满足用户需求。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1是本实用新型环己烯法制备环己醇联产环己酮装置的结构示意图。

图2是现有技术的工艺流程图。

图中：101-苯分离塔进料预热器、102-苯分离塔、103-第一环己醇分离塔再沸器、104-苯分离塔再沸器、105-苯回收塔、106-第一环己烯出料换热器、107-苯回收塔冷凝器、108-环己烯分离塔、109-第二环己醇分离塔再沸器、110-苯环己烯分离塔再沸器、111-环己烯回收塔、112-第一轻油塔再沸器、113-第一环己酮产品塔再沸器、114-第二环己烯出料换热器、115-环己烯回收塔冷凝器、116-环己醇分离塔、117-第三环己醇分离塔再沸器、118-轻油塔、119-第二轻油塔再沸器、120-环己酮产品塔、121-第二环己酮产品塔再沸器。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

请参阅图1，其中，图1是本实用新型环己烯法制备环己醇联产环己酮装置的结构示意图。本实用新型提供一种环己烯法制备环己醇联产环己酮装置，包括环己醇制备组件和环己酮制备组件；

环己醇制备组件包括苯分离塔进料预热器101、苯分离塔102、第二环己醇分离塔再沸器109、苯分离塔再沸器104、苯回收塔105、第一环己烯出料换热器106、苯回收塔冷凝器107和环己烯制备构件，所述苯分离塔进料预热器101与所述苯分离塔102连接，所述第二环己醇分离塔再沸器109与所述苯分离塔102连接，所述苯分离塔再沸器104与所述苯分离塔102连接，所述苯回收塔105分别与所述苯分离塔102和所述苯分离塔进料预热器101连接，所述第一环己烯出料换热器106与所述苯分离塔进料预热器101连接，所述苯回收塔冷凝器107与所述苯回收塔105连接，所述环己烯制备构件与所述苯分离塔102连接，所述环己酮制备组件与所述环己烯制备构件连接。

进一步地，所述环己烯制备构件包括环己烯分离塔108、第一环己醇分离塔再沸器103和苯环己烯分离塔再沸器110，所述环己烯分离塔108与所述苯分离塔102连接；所述第一环己醇分离塔再沸器103与所述环己烯分离塔108连接；所述苯环己烯分离塔再沸器110与所述环己烯分离塔108连接。

进一步地，所述环己烯制备构件还包括环己烯回收塔111、第一轻油塔再沸器112、第一环己酮产品塔再沸器113和第二环己烯出料换热器114，所述环己烯回收塔111与所述环己烯分离塔108连接；所述第一轻油塔再沸器112与所述环己烯回收塔111连接；所述第一环己酮产品塔再沸器113与所述第一轻油塔再沸器112连接；所述第二环己烯出料换热器114分别与所述第一环己酮产品塔再沸器113和所述环己烯分离塔108连接。

进一步地，所述环己烯制备构件还包括环己烯回收塔冷凝器115，所述环己烯回收塔冷凝器115与所述环己烯回收塔111连接。

进一步地，所述环己醇制备组件还包括环己醇分离塔116和第三环己醇分离塔再沸器117，所述环己醇分离塔116与所述第一环己烯出料换热器106连接；所述第三环己醇分离塔再沸器117与所述环己醇分离塔116连接。

进一步地，所述环己酮制备组件包括轻油塔118和第二轻油塔再沸器119，所述轻油塔118与所述环己烯回收塔111连接；所述第二轻油塔再沸器119与所述轻油塔118连接。

进一步地，所述环己酮制备组件还包括环己酮产品塔120和第二环己酮产品塔再沸器121，所述环己酮产品塔120与所述轻油塔118连接；所述第二环己酮产品塔再沸器121与所述环己酮产品塔120连接。

在本实施方式中，所述环己醇制备组件由苯部分加氢制备环己烯、苯-环己烯-环己烷物系萃取精馏、环己烯水合法制备环己醇和环己醇精馏分离4个工序组成，至少包括5台精馏塔，分别为所述苯分离塔102、所述苯回收塔105、所述环己烯分离塔108、所述环己烯回收塔111和所述环己醇分离塔116；所述环己酮制备组件由环己醇脱氢制备环己酮、环己酮精馏分离2个工序组成，至少包含2台精馏塔，分别为所述轻油塔118和所述环己酮产品塔120；其中，精馏塔均含有冷凝器和再沸器，其中所述苯分离塔102还至少含有所述苯分离塔进料预热器101，所述环己醇分离塔116至少还含有所述第一环己烯出料换热器106和所述第二环己烯出料换热器114；

所述苯分离塔102和所述环己醇分离塔116采用差压热耦合工艺，提高所述苯分离塔102的操作压力，使塔顶物料蒸汽温度升高，从而给所述第二环己醇分离塔再沸器109；

所述环己烯分离塔108和所述环己醇分离塔116采用差压热耦合工艺，提高所述环己烯分离塔108的操作压力，使塔顶物料蒸汽温度升高，从而给所述第一环己醇分离塔再沸器103供热；

所述苯回收塔105、所述苯分离塔102和所述环己醇分离塔116三者采用余热回收工艺，将所述苯回收塔105的塔底物料依次给所述苯分离塔进料预热器101与所述第一环己烯出料换热器106供热；

所述环己烯回收塔111、所述轻油塔118、所述环己酮产品塔120和所述环己醇分离塔116四者采用余热回收工艺，将所述环己烯回收塔111的塔底物料依次给第一轻油塔再沸器112和第一环己酮产品塔再沸器113和第二环己烯出料换热器114供热；

所述苯分离塔102包含两股进料，分别为苯-环己烯-环己烷物系和萃取剂N,N-二甲基乙酰胺，其中苯-环己烯-环己烷物系经苯分离塔进料预热器101加热后进料，在塔内发生萃取精馏，塔顶得到环己烯和环己烷的混合物，塔釜为苯和萃取剂的混合物；所述苯回收塔105是通过精馏处理苯和萃取剂的混合物，塔顶得到苯，塔釜为萃取剂；所述环己烯分离塔108包含两股进料，分别为环己烯-环己烷混合物和萃取剂N,N-二甲基乙酰胺，二者在塔内发生萃取精馏，塔顶得到粗环己烷，塔釜为环己烯和萃取剂的混合物；所述环己烯回收塔111是通过精馏处理环己烯和萃取剂的混合物，塔顶得到环己烯，塔釜为萃取剂；所述环己醇分离塔116处理的主要物料包含环己烯、环己醇和水，通过精馏初步提纯环己醇，塔釜得到粗环己醇，塔顶为水，塔中部采出粗环己烯物料，经所述第一环己烯出料换热器106、所述第二环己烯出料换热器114和环己烯出料3#换热器苯分离塔进料预热器2-3加热后去环己烯水合法制备环己醇工序；所述轻油塔118通过精馏脱除环己醇和环己酮混合物中的轻油组分；所述环己酮产品塔120通过精馏分离环己酮和环己醇，塔顶得到环己酮产品，

其中，所述苯分离塔102增加压力后的操作压力范围为0～0.1MPaG，使其塔顶物料蒸汽温度升高20～50℃，塔顶物料蒸汽给所述第一环己醇分离塔再沸器103供热后，同时被冷凝，节省了蒸汽和循环水的消耗；

其中，所述环己烯分离塔108增加压力后的操作压力范围为0～0.1MPaG，使其塔顶物料蒸汽温度升高10～40℃，塔顶物料蒸汽给所述第二环己醇分离塔再沸器109供热后，同时被冷凝，节省了蒸汽和循环水的消耗。

其中，所似乎苯分离塔102的进料苯-环己烯-环己烷物系温度范围为60～70℃；所述苯回收塔105和所述环己烯回收塔111的塔釜萃取剂温度范围为150～160℃；所述环己醇分离塔116的塔釜温度范围为70～80℃，其塔中部采出环己烯物料的温度范围为50～55℃；所述轻油塔118的塔釜温度范围为135～140℃；所述环己酮产品塔120的塔釜温度范围为95～100℃。

实施例1

一种环己烯法制备环己醇联产环己酮装置，如图1所示的热集成节能工艺流程如下：

进料苯-环己烯-环己烷物系温度66℃，经苯分离塔进料预热器101加热后进入苯分离塔102中部，塔釜操作压力0.067MPaG，操作温度160℃，塔顶气相温度99℃，给第一环己醇分离塔再沸器103供热后冷凝回流，其苯分离塔再沸器104由低压蒸汽供热。苯分离塔的塔釜采出物料由泵送入苯回收塔105中部，塔釜操作压力-0.28MPaG，操作温度154℃，塔釜采出物料先给苯分离塔进料预热器供热，再通过第一环己烯出料换热器106与环己烯物料换热后返回苯分离塔102顶部，其苯回收塔冷凝器107由循环水冷凝。苯分离塔的塔顶采出进入环己烯分离塔108中部，塔釜操作压力0.07MPaG，操作温度150℃，塔顶气相温度94℃，给第二环己醇分离塔再沸器109供热后冷凝回流，其苯环己烯分离塔再沸器110由低压蒸汽供热。环己烯分离塔的塔釜采出物料由泵送入环己烯回收塔111中部，塔釜操作压力-0.24MPaG，操作温度156℃，塔釜采出物料依次给第一轻油塔再沸器112和第一环己酮产品塔再沸器113和第二环己烯出料换热器114供热，然后返回环己烯分离塔顶部，其环己烯回收塔冷凝器115由循环水冷凝。环己醇分离塔116处理的主要物料包含环己烯、环己醇和水，其塔釜操作压力-0.058MPaG，操作温度76℃，其第三环己醇分离塔再沸器117由低压蒸汽供热。环己醇分离塔侧采粗环己烯物料温度54℃，经第一环己烯出料换热器106、第二环己烯出料换热器114和环己烯出料3#换热器E12-3加热至99℃后，去后续工序，其环己烯出料3#换热器E12-3由低压蒸汽供热。轻油塔118通过精馏脱除环己醇和环己酮混合物中的轻油组分，其塔釜操作压力-0.042MPaG，操作温度135℃，其第二轻油塔再沸器119由低压蒸汽供热。环己酮产品塔120通过精馏分离环己酮和环己醇，其塔釜操作压力-0.091MPaG，操作温度99℃，其第二环己酮产品塔再沸器121由低压蒸汽供热。

对比例1

以48万吨/年环己醇联产46.5万吨/年环己酮装置为例，如图2所示的现有技术的工艺流程如下：

进料苯-环己烯-环己烷物系温度66℃，经苯分离塔进料预热器(E1)加热后进入苯分离塔(T1)中部，塔釜操作压力-0.024MPaG，操作温度127℃，塔顶气相温度64℃，由苯分离塔冷凝器(E2)循环水冷凝后回流，其苯分离塔再沸器(E3)由低压蒸汽供热。T1的塔釜采出物料由泵送入苯回收塔(T2)中部，塔釜操作压力-0.28MPaG，操作温度154℃，塔釜采出物料先给环己醇分离塔1#再沸器(E11-1)供热，再给E1供热，然后返回T1顶部，其苯回收塔冷凝器(E4)由循环水冷凝。T1的塔顶采出进入环己烯分离塔(T3)中部，塔釜操作压力-0.01MPaG，操作温度123℃，塔顶气相温度73℃，由环己烯分离塔冷凝器(E6)循环水冷凝后回流，其苯环己烯分离塔再沸器(E7)由低压蒸汽供热。T3的塔釜采出物料由泵送入环己烯回收塔(T4)中部，塔釜操作压力-0.24MPaG，操作温度156℃，塔釜采出物料先给环己醇分离塔2#再沸器(E11-2)供热，再给环己烯出料1#换热器(E12-1)供热，然后返回T3顶部，其环己烯回收塔冷凝器(E8)由循环水冷凝。环己醇分离塔(T5)处理的主要物料包含环己烯、环己醇和水，其塔釜操作压力-0.058MPaG，操作温度76℃，其环己醇分离塔3#再沸器(E11-3)由低压蒸汽供热。T5侧采粗环己烯物料温度54℃，经环己烯出料1#、2#换热器(E12-1、E12-2)加热至99℃后，去后续工序，其环己烯出料2#换热器(E12-2)由低压蒸汽供热。轻油塔(T6)通过精馏脱除环己醇和环己酮混合物中的轻油组分，其塔釜操作压力-0.042MPaG，操作温度135℃，其轻油塔再沸器(E13)由低压蒸汽供热。环己酮产品塔(T7)通过精馏分离环己酮和环己醇，其塔釜操作压力-0.091MPaG，操作温度99℃，其环己酮产品塔再沸器(E14)由低压蒸汽供热。

实施例2

以48万吨/年环己醇联产46.5万吨/年环己酮装置为例，采用1.5MPaG的低压蒸汽作为热源和10℃温差的循环水作为冷源，实施例1所示的热集成节能工艺的蒸汽消耗量和循环水消耗量分别如表1和表2所示：

表1：热集成节能工艺的蒸汽消耗量

表2：热集成节能工艺的循环水消耗量

对比例2

以48万吨/年环己醇联产46.5万吨/年环己酮装置为例，采用1.5MPaG的低压蒸汽作为热源和10℃温差的循环水作为冷源，对比例1所述的现有技术工艺的蒸汽消耗量和循环水消耗量分别如表3和表4所示：

表3：现有技术工艺的蒸汽消耗量

表4：现有技术工艺的循环水消耗量

负荷对比

以48万吨/年环己醇联产46.5万吨/年环己酮装置为例，用1.5MPaG的低压蒸汽作为热源和10℃温差的循环水作为冷源，本实用新型所述的一种环己烯法制备环己醇联产环己酮装置中的热集成节能工艺相对于现有技术工艺，共节省热负荷50057kW，冷却负荷41285kW，总结节省蒸汽26.89t/h，节省循环水3621t/h，按照年操作8000h，蒸汽费用150元/吨，循环水费用0.2元/吨，节省的操作费用如下：

节省蒸汽费用：26.89*150*8000/10000＝3226.8万元

节省循环水费用：3621*0.2*8000/10000＝579.4万元

即年共节省操作费用：3806.2万元

本实用新型采用差压热耦合法，使苯分离塔102和环己烯分离塔108的塔顶物料蒸汽温度升高，分别给第二环己醇分离塔再沸器109供热，在节省环己醇分离塔116的塔底再沸器外加热负荷的同时，减少了苯分离塔102和环己烯分离塔108的塔顶外加冷却负荷；此外本实用新型还采用余热回收法，充分利用了苯回收塔105和环己烯回收塔111的塔底物料多余热量。本实用新型对装置内换热网络进行优化，降低了能耗，节省了操作费用，满足用户需求。

以上所揭露的仅为本申请一种或多种较佳实施例而已，不能以此来限定本申请之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本申请权利要求所作的等同变化，仍属于本申请所涵盖的范围。

Claims (7)

1.一种环己烯法制备环己醇联产环己酮装置，其特征在于，包括环己醇制备组件和环己酮制备组件；

环己醇制备组件包括苯分离塔进料预热器、苯分离塔、第二环己醇分离塔再沸器、苯分离塔再沸器、苯回收塔、第一环己烯出料换热器、苯回收塔冷凝器和环己烯制备构件，所述苯分离塔进料预热器与所述苯分离塔连接，所述第二环己醇分离塔再沸器与所述苯分离塔连接，所述苯分离塔再沸器与所述苯分离塔连接，所述苯回收塔分别与所述苯分离塔和所述苯分离塔进料预热器连接，所述第一环己烯出料换热器与所述苯分离塔进料预热器连接，所述苯回收塔冷凝器与所述苯回收塔连接，所述环己烯制备构件与所述苯分离塔连接，所述环己酮制备组件与所述环己烯制备构件连接。

2.如权利要求1所述的环己烯法制备环己醇联产环己酮装置，其特征在于，

所述环己烯制备构件包括环己烯分离塔、第一环己醇分离塔再沸器和苯环己烯分离塔再沸器，所述环己烯分离塔与所述苯分离塔连接；所述第一环己醇分离塔再沸器与所述环己烯分离塔连接；所述苯环己烯分离塔再沸器与所述环己烯分离塔连接。

3.如权利要求2所述的环己烯法制备环己醇联产环己酮装置，其特征在于，

所述环己烯制备构件还包括环己烯回收塔、第一轻油塔再沸器、第一环己酮产品塔再沸器和第二环己烯出料换热器，所述环己烯回收塔与所述环己烯分离塔连接；所述第一轻油塔再沸器与所述环己烯回收塔连接；所述第一环己酮产品塔再沸器与所述第一轻油塔再沸器连接；所述第二环己烯出料换热器分别与所述第一环己酮产品塔再沸器和所述环己烯分离塔连接。

4.如权利要求3所述的环己烯法制备环己醇联产环己酮装置，其特征在于，

所述环己烯制备构件还包括环己烯回收塔冷凝器，所述环己烯回收塔冷凝器与所述环己烯回收塔连接。

5.如权利要求1所述的环己烯法制备环己醇联产环己酮装置，其特征在于，

所述环己醇制备组件还包括环己醇分离塔和第三环己醇分离塔再沸器，所述环己醇分离塔与所述第一环己烯出料换热器连接；所述第三环己醇分离塔再沸器与所述环己醇分离塔连接。

6.如权利要求3所述的环己烯法制备环己醇联产环己酮装置，其特征在于，

所述环己酮制备组件包括轻油塔和第二轻油塔再沸器，所述轻油塔与所述环己烯回收塔连接；所述第二轻油塔再沸器与所述轻油塔连接。

7.如权利要求6所述的环己烯法制备环己醇联产环己酮装置，其特征在于，

所述环己酮制备组件还包括环己酮产品塔和第二环己酮产品塔再沸器，所述环己酮产品塔与所述轻油塔连接；所述第二环己酮产品塔再沸器与所述环己酮产品塔连接。

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