環己烷氧化製備環己酮和環己醇工藝中廢鹼分離裝置及方法
2023-09-12 17:28:10
專利名稱：環己烷氧化製備環己酮和環己醇工藝中廢鹼分離裝置及方法
技術領域：
本發明涉及到環己烷氧化製備環己酮和環己醇工藝，具體指一種環己烷氧化製備環己酮和環己醇工藝中廢鹼分離裝置及方法。
背景技術：
環己酮和環己醇是重要的有機化工原料，廣泛應用於合成纖維、合成橡膠、工業塗料、醫藥、農藥、有機溶劑等行業。目前國內外生產環己酮的主要方法是環己烷氧化法，生產過程主要包括氧化、分解、廢鹼分離、烷蒸餾、皂化、精製、脫氫以及熱回收和尾氣回收等工序。其中氧化工藝所產生的氧化液在分解釜裡用3-5%的氫氧化鈉強鹼水溶進行處理，生成以水、氫氧化鈉、有機酸鈉鹽、有機低聚物為主要組分的皂化廢鹼液。這些廢鹼液如果隨物流被帶至後續的烷蒸餾塔中，會導致烷蒸餾塔的再沸器結垢，從而導致物料消耗增加，並且烷蒸餾塔的開車周期會大幅度縮短。因此，廢鹼液在進入下一道工序前需要進行處理。目前廣泛採用的處理方法是重力沉降法和聚結分離法。其中，重力沉降技術所需時間長、設備投資大且分離效率低，無法有效地將有機相和鹼水相分開，鹼水分離後仍有 0. 左右的水、鹼及有機鹽被帶入烷蒸餾塔，使得在精餾分離時，鹼和有機鈉鹽被不斷濃縮積聚在再沸器上，同時，鹼還能引起環己酮的濃縮，使得再沸器不斷結渣，傳熱效果迅速下降，烷蒸餾塔蒸發量受到嚴重影響。聚結分離法分離精度高，但要求分離液中的分散相濃度不能太高，否則易堵，抗衝擊能力差。巴陵石油化工有限責任公司採用重力沉降和一級聚結分離串聯組合的技術，分離效果比較好，溶液中的Na+質量濃度可以降低到10-20mg/L。但是由於重力分離沉降的有效分離空間小、分離精度差，造成進入聚結分離器的物料中鹼水含量較大，增大了聚結分離器的工作負荷，導致衝洗和內件更換非常頻繁。周萍等(《石油煉製與化工》2008年第39卷第6期)研究了重力沉降技術、旋流分離技術和聚結技術依次串聯組合的分離技術。由於鹼水在油相中會有一定的溶解度，因此，即使在油相中溶解微量的高濃度的鹼水，也會造成後續生產系統的結渣和消耗增加，從而影響烷蒸餾塔的開車周期，因此，上述分離技術的分離效果均會不同程度地產生結渣，而這些結渣的清理需要進行人工高壓水槍清洗，費時費力。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的現狀提供一種能夠有效降低油中含鈉離子、且不增加汙水量的環己烷氧化製備環己酮和環己醇工藝中廢鹼分離裝置。本發明所要解決的另一個技術問題是提供一種能夠有效降低油中含鈉離子、且不增加汙水量的環己烷氧化製備環己酮和環己醇工藝中廢鹼分離方法。本發明解決上述技術問題所採用的技術方案為一種環己烷氧化製備環己酮和環己醇工藝中廢鹼分離裝置，其特徵在於包括第一油水分離器、第二油水分離器、第一油水混合器、第二油水混合器、第三油水分離器和第四油水分離器；其中，所述的第一、第二、第三、 第四油水分離器均設有物流入口、油相出口和廢液出口，並且第一油水分離器的油相出口連接第二油水分離器的物流入口，第二油水分離器的油相出口連接所述的第一油水混合器的油相入口，第一油水混合器的水相入口連接第四油水分離器的廢液出口，第一油水混合器的出口連接第三油水分離器的物流入口，第三油水分離器的油相出口連接所述的第二油水混合器的油相入口，第二油水混合器的水相入口連接工藝水管道，第二油水混合器的出口連接第四油水分離口的物流入口。較好的，所述的第一、第二、第三、第四油水分離器的物流入口均設置在各自的側壁上，第一、第二、第三、第四油水分離器的廢液出口均設置在各自的底部，第一、第二油水分離器和第三油水分離器的油相出口均設置在各自的頂部，第四油水分離器的油相出口設置在第四油水分離器的側壁上。使用上述環己烷氧化製備環己酮和環己醇工藝中廢鹼分離裝置進行廢鹼分離的方法，其特徵在於包括下述步驟a)待分離的物流從所述的第一油水分離器的油相入口進入第一油水分離器，在第一油水分離器內進行重力沉降分離，沉降後的廢鹼液從第一油水分離器的廢液出口排出， 分離後得到的油相從第一油水分離器的油相出口排出後從第二油水分離器的物流入口進入第二油水分離器，控制待分離物流在第一油水分離器內的停留時間為10-15分鐘、界位為 10-30% ；b)控制進入第二油水分離器內的物流停留時間為10-20分鐘、界位為10-30%，物流在第二油水分離器內再次進行重力沉降分離，分離後的廢鹼液從第二油水分離器的廢液出口排出，分離後的油相經第二油水分離器的油相出口、第一油水混合器的油相入口送入第一油水混合器；c)物流在第一油水混合器內與從第四油水分離器送來的廢液充分混合後，經第一油水混合器的出口、第三油水分離器的物流入口進入第三油水分離器；d)控制物流在第三油水分離器內的停留時間為10-20分鐘、界位為10-30%，經重力沉降進行油水分離，分離後的油相經第三油水分離器的油相出口、第二油水混合器的油相入口進入第二油水混合器；e)工藝水從第二油水混合器的水相入口進入，與進入第二油水混合器內的油相混合，工藝水的加入量為進入第二油水混合器內油相重量的0. 8-1. 2wt% ；油相與工藝水在第二油水混合器內混合均勻後，經第二油水混合器的出口、第四油水分離器的物流入口進入第四油水分離器；f)控制物流在第四油水分離器內的停留時間為10-20分鐘、界位為10-30%，重力沉降分離後的油相從第四油水分離器的油相出口排出，分離後的廢液經第四油水分離器的廢液出口、第一油水混合器的水相入口進入第一油水混合器內循環使用。與現有技術相比較，本發明採用逆流程兩段水洗與重力沉降法相結合，僅加入一次工藝水或高純水即可多次置換洗滌油相中的鈉離子，以獲得低消耗和長周期生產。即使用第一、第二油水分離器兩級沉降，分離出絕大部分的鹼液，控制油相中的鹼液降低至 0.01wt%以下，降低油相攜帶鹼液的基數，保證後續的洗滌效果；油水混合器和水洗釜的結合使用，使油、水「有洗有分」，而在第二油水混合器和第四油水分離器內使用新鮮的高純水或工藝水洗滌含鈉離子較低的油相，以較低的洗水用量獲得較好的洗滌效果；兩級逆流程水洗與分離，強化了工藝水或高純水的洗滌與置換，既節省了洗滌水用量，同時還提高了洗滌效果，使油中的鈉離子遠低於5ppm，延長了下遊的烷精餾再沸器停車清洗周期，減少了停車次數，同時減少了後續工序中因鈉離子所導致的有機物縮合。與現有技術相比較，達到同樣的脫鈉效果，但本發明中的洗水用量僅為現有技術的10%左右；能耗、洗滌用水量均大大降低。
圖1為本發明實施例的示意圖；圖2為本發明實施例與對比工藝的廢鹼分離效果對比圖；圖3為本發明實施例與對比工藝中廢鹼分離下遊裝置烷塔再沸器停車檢修周期；圖4為本發明實施例與對比工藝中廢鹼分離下遊裝置烷塔再沸器停車檢修次數；
具體實施例方式以下結合附圖實施例對本發明作進一步詳細描述。如圖1所示，該環己烷氧化製備環己酮和環己醇工藝中廢鹼分離裝置包括第一油水分離器1，其側壁上設有物流入口 11，底部設有廢液出口 12，頂部設有油相出口 13。物流入口 11連接上遊管道(圖中未示出)，廢液出口 12連接鹼液收集裝置(圖中未示出)。第二油水分離器2，其側壁上設有物流入口 21，底部設有廢液出口 22，頂部設有油相出口 23。其中，物流入口 21連接第一油水分離器的油相出口 13，廢液出口 22連接鹼液收集裝置(圖中未示出)。第一油水混合器3和第二油水混合器4，分別具有油相入口，水相入口和出口。其中，第一油水混合器的油相入口 31連接第二油水分離器的油相出口 23 ；第二油水混合器的水相入口 42連接工藝水管道(圖中未示出)，工藝水也可以用純水或脫鹽水代替。第三油水分離器5，其側壁上設有物流入口 51，底部設有廢液出口 52，頂部設有油相出口 53。其中，物流入口 51連接第一油水混合器的出口 33，廢液出口 52連接鹼液收集裝置(圖中未示出)，油相出口 53連接第二油水混合器的油相入口 41。第四油水分離器6，其一個側壁上設有物流入口 61，底部設有廢液出口 62，另一個側壁上設有油相出口 63。其中，物流入口 61連接第二油水混合器的出口 43，廢液出口 62 連接第一油水混合器的水相入口 32，廢液出口 62連接鹼液收集裝置(圖中未示出)。配套的年產12萬噸環己酮裝置，使用上述裝置進行廢鹼分離的工藝為a)從上遊管道送來的溫度為80 105°C、壓力為0. 8 1. 5Mpa的物流首先從第一油水分離器的油相入口 11進入第一油水分離器1，在第一油水分離器1內進行重力沉降分離，沉降後的廢鹼液從第一油水分離器的廢液出口排出，分離後得到的油相從第一油水分離器的油相出口排出從第二油水分離器的物流入口進入第二油水分離器，控制待分離物流在第一油水分離器內的停留時間為12分鐘；停留時間可通過物流的流速來控制。b)控制進入第二油水分離器2內的物流停留時間為15分鐘，物流在第二油水分離器2內再次進行重力沉降分離，分離後的廢鹼液從第二油水分離器的廢液出口 22排出，分離後的油相經第二油水分離器的油相出口 23、第一油水混合器的油相入口 31送入第一油水混合器3 ；c)物流在第一油水混合器3內與從第四油水分離器6送來的廢液充分混合後，經第一油水混合器的出口 33、第三油水分離器的物流入口 51進入第三油水分離器5 ；d)控制物流在第三油水分離器5內的停留時間為15分鐘，經重力沉降進行油水分離，分離後的油相經第三油水分離器的油相出口 53、第二油水混合器的油相入口 41進入第二油水混合器4內；e)工藝水從第二油水混合器的水相入口 42進入，與進入第二油水混合器4內的油相混合，工藝水的加入量為進入第二油水混合器內油相重量的1. Owt% ；油相與工藝水在第二油水混合器4內混合均勻後，經第二油水混合器的出口 43、第四油水分離器的物流入口 61進入第四油水分離器6內；f)控制物流在第四油水分離器內的停留時間為15分鐘，重力沉降分離後的油相從第四油水分離器的油相出口 63排出進入下遊裝置，分離後的廢液經第四油水分離器的廢液出口 62、第一油水混合器的水相入口 32進入第一油水混合器3內循環使用。本實施例中在第四油水分離器的廢液出口 62和第一油水混合器的水相入口 32之間設有進料泵(圖中未示出)，在廢鹼液排出管線上設計有流量計和調節閥(圖中未示出) 以控制各釜內的液面高度。本實施例中各油水分離器內均設有界位計，廢液出口連接管線上均設有自控閥， 各界位計、自控閥和進料泵均連接DCS自動控制系統。實施效果將本實施例與巴陵石油化工有限責任公司採用重力沉降和一級聚結分離串聯組合的技術相對比，測試油相中的鈉離子含量與運行時間的關係、廢鹼分離裝置下遊的烷塔再沸器的使用周期以及廢鹼分離裝置下遊的烷塔再沸器停車檢修頻率，分別如圖2、圖3和圖4所示。由圖2可以看出，在整個測試運行周期中，本實施例中的鈉離子含量低且穩定；
由圖3可以看出，本實施例廢鹼分離裝置下遊的烷塔再沸器的使用周期比巴陵石化的使用周期延長一倍； 由圖4可以看出，正常運行情況下，本實施例中的廢鹼分離裝置下遊的烷塔再沸器不需要停車檢修，而巴陵石化的則接近1次/年。
權利要求
1.一種環己烷氧化製備環己酮和環己醇工藝中廢鹼分離裝置，其特徵在於包括第一油水分離器、第二油水分離器、第一油水混合器、第二油水混合器、第三油水分離器和第四油水分離器；其中，所述的第一、第二、第三、第四油水分離器均設有物流入口、油相出口和廢液出口，並且第一油水分離器的油相出口連接第二油水分離器的物流入口，第二油水分離器的油相出口連接所述的第一油水混合器的油相入口，第一油水混合器的水相入口連接第四油水分離器的廢液出口，第一油水混合器的出口連接第三油水分離器的物流入口，第三油水分離器的油相出口連接所述的第二油水混合器的油相入口，第二油水混合器的水相入口連接工藝水管道，第二油水混合器的出口連接第四油水分離口的物流入口。
2.根據權利要求1所述的己烷氧化製備環己酮和環己醇工藝中廢鹼分離裝置，其特徵在於所述的第一、第二、第三、第四油水分離器的物流入口均設置在各自的側壁上，第一、第二、第三、第四油水分離器的廢液出口均設置在各自的底部，第一、第二油水分離器和第三油水分離器的油相出口均設置在各自的頂部，第四油水分離器的油相出口設置在第四油水分離器的側壁上。
3.一種使用如權利要求1所述的環己烷氧化製備環己酮和環己醇工藝中廢鹼分離裝置進行廢鹼分離的方法，其特徵在於包括下述步驟a)待分離的物流從所述的第一油水分離器的油相入口進入第一油水分離器，在第一油水分離器內進行重力沉降分離，沉降後的廢鹼液從第一油水分離器的廢液出口排出，分離後得到的油相從第一油水分離器的油相出口排出後從第二油水分離器的物流入口進入第二油水分離器，控制待分離物流在第一油水分離器內的停留時間為10-15分鐘、界位為 10-30% ；b)控制進入第二油水分離器內的物流停留時間為10-20分鐘、界位為10-30%，物流在第二油水分離器內再次進行重力沉降分離，分離後的廢鹼液從第二油水分離器的廢液出口排出，分離後的油相經第二油水分離器的油相出口、第一油水混合器的油相入口送入第一油水混合器；c)物流在第一油水混合器內與從第四油水分離器送來的廢液充分混合後，經第一油水混合器的出口、第三油水分離器的物流入口進入第三油水分離器；d)控制物流在第三油水分離器內的停留時間為10-20分鐘、界位為10-30%，經重力沉降進行油水分離，分離後的油相經第三油水分離器的油相出口、第二油水混合器的油相入口進入第二油水混合器；e)工藝水從第二油水混合器的水相入口進入，與進入第二油水混合器內的油相混合， 工藝水的加入量為進入第二油水混合器內油相重量的0. 8-1. 2wt% ；油相與工藝水在第二油水混合器內混合均勻後，經第二油水混合器的出口、第四油水分離器的物流入口進入第四油水分離器；f)控制物流在第四油水分離器內的停留時間為10-20分鐘、界位為10-30%，重力沉降分離後的油相從第四油水分離器的油相出口排出，分離後的廢液經第四油水分離器的廢液出口、第一油水混合器的水相入口進入第一油水混合器內循環使用。
全文摘要
本發明涉及到一種環己烷氧化製備環己酮和環己醇工藝中廢鹼分離裝置，其特徵在於包括第一、第二、第三和第四油水分離器，第一、第二油水混合器，其中，所述的各油水分離器均設有物流入口、油相出口和廢液出口，並且第一油水分離器的油相出口連接第二油水分離器的物流入口，第二油水分離器的油相出口連接所述的第一油水混合器的油相入口，第一油水混合器的水相入口連接第四油水分離器的廢液出口，第一油水混合器的出口連接第三油水分離器的物流入口，第三油水分離器的油相出口連接所述的第二油水混合器的油相入口，第二油水混合器的水相入口連接工藝水管道，第二油水混合器的出口連接第四油水分離口的物流入口。本發明具有低消耗和長周期生產的特點。
文檔編號C07C49/403GK102302868SQ201110197809
公開日2012年1月4日 申請日期2011年7月13日 優先權日2011年7月13日
發明者餘愛平, 劉新安, 孟啟貴, 尤金明, 楊清文, 沈鐵孟, 趙風軒, 陳發揮 申請人:化學工業第二設計院寧波工程有限公司, 華峰集團有限公司