水合法环己醇工艺特点与节能技术研究_宁小飞.pdf

投放萃取精馏以及高性能塔内件在萃取精馏的支持下，可以促使利用常规精馏方法无法进行分离的加氢反应物实现有效的精馏分离。此时，苯分离塔的回流比能够表现出大幅下降的发展趋势，同时环己烯分离塔的回流比也随之减小。一般来说，通过萃取精馏的引入，能够促使苯分离塔的回流比从原本的 300 下降至个位数；也可以控制环己烯分离塔的回流比从原本的 240 减小至不超过 20 的水平。在此基础上，为了进一步实现对分离过程收率的提升，应当对苯分离塔以及环己烯分离塔的形式展开优化变更，使用填料塔替代传统的板式塔，并控制在同等塔高条件下，对理论板数进行增加，促使回流比达到明显下降的变化状态。此时，在环己烷分离塔塔顶位置留存的环己烷中，环己烯的浓度大幅下降，原料苯的消耗量随之降低；同时，苯分离塔回流比也能够缩减至原有的一半左右；环己烯分离塔的回流比也进一步减小。3.1.3 多次回收利用塔底高温萃取剂热量在环己醇分离塔塔底再沸器的加热处理以及苯分离塔进料预热处理操作中，投放苯回收塔塔底高温萃取剂，从而达到对热量进行有效回收的效果2。实践中，依托对环己醇分离塔塔底再沸器的加热处理，落实对高品位热量的回收利用，同时使得萃取剂的温度表现出明显下降的效果。此时，萃取剂的温度能够从原有的 150 逐步下降至 105。在此基础上，结合苯分离塔进料预热处理操作的展开，实现对低品位热量的有效回收，由此促使萃取剂的温度表现出进一步降低的状态，即从原有的 105 逐步下降至 80。同时，还应当进一步将环己烯精制塔塔底萃取剂投放至水合反应器进料预热器的预热处理操作以及热量回收操作中，使多次回收利用塔底高温萃取剂的热量成为现实，结合对此部分产生热量的多次重复利用，能够达到降低实际热量消耗的效果。在此过程中，需要加热处理环己醇分离塔塔底再沸器以回收高品位热量。此时，萃取剂的温度能够从原有的 160 逐步下降至 105。同时，还要提前预热水合反应器进料预热器，并回收利用此处产生的热量，以此落实对低品位热量的更好回收，使得萃取剂逐步从 105 进一步降低至 75。3.1.4 落实操作压力的优化针对环己醇分离塔，控制传统的常压塔变更为减压塔，以此能够达如下优化效果：促使环己醇分离塔内部物料的相对挥发度表现出有所提高的发展趋势；在微正压操作条件下，由环己醇精制塔塔顶位置提取出的气相能够更加直接、顺利的转移至环己醇分离塔环己烯，以此落实水合反应。在环己烯相对环己醇实施萃取，并利用油水分离处理模式完成回收1。2 水合法环己醇工艺的基本特点与比较针对环己烷氧化法与水合法环己醇的主要特点展开对比分析，具体如下：从碳利用率的角度来看，水合法可以达到 99%以上，而氧化法仅维持在70%80%之间；从氢相对消耗量的角度来看，水合法可以保持在三分之二，而氧化法则能够达到 1；从工艺安全性的角度来看，水合法主要使用水相反应，所以本质上更加安全，而氧化法则需要向油中吹入空气，因此必须要强化落实安全措施，面对着安全隐患较高；从废弃物的角度来看，水合法工艺所实际产生的副产物更少，而氧化法工艺实际产生的产物中有20%30%均为废弃物，需要及时落实针对性处理；从生成物纯度的角度来看，水合法工艺所生成的环己醇纯度能够达到 99.5%以上，而氧化法工艺所生成的产物一般为环己醇以及环己酮的混合物。依托这样的特点分析以及对比结果能够进一步了解到的是，水合法环己醇工艺的优势更为明显增，有着更高的工业应用前景与价值。3 水合法环己醇工艺中所应用的节能技术分析水合法环己醇工艺的安全性、环保性以及经济性相对理想，有着较高的应用优势，而与之相对应的是，该工艺也存在着一些缺陷与不足，最为明显的就是工艺流程复杂程度相对较高。基于这样的情况，在实际的水合法环己醇制备实践中，势必需要在外界输入大量的能量供给，进一步分析能够了解到的是，在较长的物料提纯流程以及分离过程中，具体包括环己烯提纯、环己醇提纯等，实际所消耗的能量始终保持在较高水平。在水合法环己醇工艺生产实践中，蒸汽成本在整个生产过程所消耗成本中的占比达到 10%左右。基于此，针对水合法环己醇工艺的节能技术展开分析与探讨有着极高的现实意义，也是持续优化水合法环己醇工艺的必要举措。实际水合法环己醇生产期间，可以应用的节能技术与方法较为多样。3.1 主要节能技术的应用3.1.1 强化设备，实现热量的充分回收针对苯进料预热器落实优化，促使其工艺物料出口换热温度差由以往的 47 下降至 30 以下，以此实现对更多热量的回收再利用。在此基础上，针对水合反应器进料预热器落实优化处理，促使其工艺物料出口换热温度差由以往的 44 下降至 25 左右，以此进一步实现对更多热量的回收再利用，避免产生相对严重的热量浪费问题。工艺管控152|2023年07月作为样本装置，使用前文所述的六项水合法环己醇制备节能技术进行装置生产运行实践，以此确定出相应节能技术在实际应用期间所产生的节能效果，所得结果如下所示：加设苯预处理预热器，此时使用的节能方式为设备强化，能够节约能源 155 kW 左右；加设水合反应器进料预热器，此时使用的节能方式为设备强化，能够节约能源 915 kW 左右；加设苯分离塔环己烯分离塔，此时使用的节能方式为萃取精馏；优化苯分离塔环己烯分离塔，将板式塔转变为填料塔；加设环己醇分离塔底再沸器，依托这样的操作实现对流程的优化处理，即换热集成，能够节约能源 3 175 kW 左右；实施苯分离塔进料预热，此时使用的节能方式为流程优化，能够节约能源 1 860 kW 左右；实施水合反应器进料预热器的预热，此时主要落实对整个进料及预热过程的优化调整，减小实际温度差，能够节约能源 2 120 kW 左右；针对环己醇分离塔的工艺参数落实优化处理，能够节约能源 1 350 kW 左右；针对脱气精馏塔的工艺参数落实优化处理，能够节约能源 1 853 kW 左右。同时，对各项操作所节约的工质进行分析，发现实际的节能工质均为蒸汽以及循环水。4 结语综上所述，水合法环己醇工艺的碳利用率更高、氢相对消耗量更小、工艺安全性更为明显、实际产生的废弃物量更少、生成物纯度也相对理想，所以水合法环己醇工艺的工业应用优势更为明显，有着更高的工业应用前景与价值。为了进一步降低水合法环己醇工艺的能源消耗，结合设备、工艺操作与参数等多方面的优化，更好避免能源浪费，提高了能源的回收利用率，实现了更好的节能效果。参考文献：1 陈宇.苯法生产己内酰胺工艺中间体环己醇合成工艺对比J.山西化工，2022，42(02)：41-43.2 朱云峰，宗保宁，温朗友，等.环己醇/酮合成工艺的原子经济量化分析J.石油炼制与化工，2022，53(01)：118-122.3 张海全.水合法制环己醇工艺中苯烷烯萃取精馏提纯研究J.山西化工，2020，40(03)：108-109，117.4 谷新春，梁玉超.水合法环己醇(酮)工艺特点与节能技术J.浙江化工，2020，51(02)：25-30.作者简介：宁小飞(1986-)，男，河北故城人，硕士研究生，中级工程师，山东华鲁恒升化工股份有限公司，主要研究方向为环己酮(醇)，E-mail：。内，以此达到对蒸汽以及循环水资源进行有效节约的效果；使得环己醇分离塔塔底位置的蒸发温度有所下降，以此达到支持萃取剂热量实际回收利用品位以及数量得以增大的效果；同时，可以实现对环己醇分离塔塔底温度的降低，从而助推环己醇实际分解速度的进一步提升。3.1.5 实施塔进料状态的优化为实现对物料中所包含催化剂的有效分离，环己醇分离塔塔底的物料必须要经过汽化处理，此时，实现催化剂分离的物料一般保持在气相状态下。因此，可以将这种气相状态的物料直接转移至环己醇精制塔内落实进一步加工处理，也可以先对气相物料实施冷凝，并在物料由气相转化为液相后转移至环己醇精制塔内落实进一步加工处理3。相比较而言，如果直接将气相状态的物料直接转移至环己醇精制塔内落实后续加工处理，则无法达到对环己醇精制塔塔底蒸汽用量进行有效控制并降低的效果，换言之，气相进料无法促使塔底再沸器实际所承担着的运行负荷表现出下降趋势；而与之相对应的是，在不对环己醇精制塔塔底蒸汽用量进行增量处理的条件下，如果先对气相物料实施冷凝，并在物料由气相转化为液相后转移至环己醇精制塔内展开后续加工处理，则能够更好达到对环己醇精制塔塔底蒸汽用量落实有效控制并降低的效果，实现对塔顶冷凝器循环水实际用量的减小。与之同时，气相物料冷凝期间所产生的热量可以应用于加热环己醇分离塔塔底操作中，总体所表现出的节能效果更加明显。3.1.6 保证宽泡露点物质特性得到充分发挥对于通过第一次气液分离处理后的气相泡露点的实际温差较大，所以，如果想要依托单纯的冷凝冷却处理实现对醇的回收，则必须要确保此股物流的温度维持在较低水平。此时，在冷凝后所产生的液体温度以及气体温度均较小，实际显现出的能源节约效果并不理想。针对这一工艺不足需要落实优化改进，以此确保宽泡露点物质特性得到充分发挥。实践中，应当将经过第一次气液分离处理后的气相物料转移至脱气精馏塔内，结合这股物料所具有的宽泡露点物质特性，在塔底位置提取出温度保持在相对较高水平的醇，并在塔顶位置提取出温度保持在相对较低水平的气相4。由于液体的初醇酮混合物需要在后续工艺操作中转移至精馏塔内实施进一步的精制处理，所以要重点保证此股液体的温度更高，从而达到减小后续精制期间加热热量消耗量的效果。3.2 具体节能措施以及能够获取到的节能效果选定某规格为每年 10 万吨的环己醇生产装置