一种环己酮生产过程中环己醇脱氢反应的节能装置及工艺的制作方法

本发明属于石油化工技术领域，涉及一种环己酮生产过程中环己醇脱氢反应的节能装置及工艺。

背景技术：

在环己酮生产过程中，环己醇脱氢反应是环己醇在催化剂作用下，在220℃～270℃温度，低压下发生脱氢反应，生成氢气和环己酮。脱氢反应器出口反应气的温度达到220℃～270℃，现有工艺利用反应气分别与脱氢反应器进料换热、液相环己醇换热，换热后反应气温度为140℃～150℃，然后直接采用循环冷却水和冷冻水冷却达到氢气和有机物料分离所需温度。目前生产过程中脱氢反应热没有充分利用，循环冷却水消耗较高等缺点。

现有工艺技术中，脱氢反应气经上述换热、冷却、冷凝而产生冷凝液集中收集在一台粗醇酮产品槽中，粗醇酮产品槽中粗醇酮温度约90℃左右；该槽收集的高温段冷凝液被低温段冷凝液混合直接冷却，而低温段冷凝液则升温，且其中少部分轻组份又被气化返回冷凝器，加大循环冷却水和冷冻水的用量；同时，对于环己烷氧化法装置，粗醇酮产品槽中一部分粗醇酮作为氧化单元中氧化尾气吸收塔的吸收剂，需冷却至约10℃后进吸收塔，现有装置工艺技术产生的粗醇酮温度较高，增加了冷却该股粗醇酮的冷量消耗。

针对以上问题，本发明充分利用脱氢反应气热量，低温粗醇酮和高温粗醇酮分开收集的工艺，降低环己酮装置能耗。

技术实现要素：

本发明目的在于提供一种环己酮生产过程中环己醇脱氢反应的节能工艺。本方法充分利用脱氢反应气热量，低温粗醇酮和高粗醇酮分开收集的工艺，降低环己酮装置能耗，从而降低了生产成本。

本发明的技术方案

一种己酮生产过程中环己醇脱氢反应的节能工艺，在环己酮生产过程中，环己醇脱氢反应是环己醇在催化剂作用下，在220℃～270℃温度，低压下发生脱氢反应，生成氢气和环己酮，脱氢反应器出口反应气的温度达到220℃～270℃，利用反应气分别与脱氢反应器进料换热、液相环己醇换热，反应气再与热水换热，然后与进干燥塔或轻塔的低温粗醇酮换热，换热后的反应气再依次采用循环冷却水和冷冻水冷却达到氢气和有机物料分离所需温度；反应气与液相环己醇换热和与热水换热的冷凝液与反应气采用循环冷却水和冷冻水冷却的冷凝液分开收集，前者为高温粗醇酮，后者为低温粗醇酮。对于环己烷氧化法生产环己酮装置，部分低温粗醇酮直接去氧化尾气吸收塔，减少了冷却吸收进料的冷量消耗，剩余低温粗醇酮与和热水换热后的脱氢反应气换热后进干燥塔，高温粗醇酮进轻塔；对于环己烯法生产环己酮装置，低温粗醇酮与和热水换热后的脱氢反应气换热后和高温粗醇酮分别以不同的塔板位置进轻塔。

下面将本发明的环己醇脱氢反应的节能装置及工艺作进一步的说明：

环己烷氧化法生产环己酮装置，采用环己醇脱氢反应的节能装置及工艺如图1所示：

一种环己酮生产过程中环己醇脱氢反应的节能装置，主要由环己醇脱氢预热器、环己醇脱氢蒸发器、环己醇蒸发汽液分离罐、环己醇脱氢换热器、环己醇脱氢反应器、热水换热器、热粗醇酮罐、热粗醇酮泵、低温粗醇酮换热器、环己醇脱氢冷却器、环己醇脱氢尾气冷却器、冷粗醇酮罐、冷粗醇酮泵组成，其特征在于：环己醇进料管线连环己醇脱氢预热器，环己醇脱氢预热器气相出口管线连热水换热器、液相管线连热粗醇酮罐，环己醇脱氢预热器的环己醇出口管线与环己醇蒸发器相连；环己醇蒸发器连环己醇蒸发汽液分离罐，环己醇蒸发汽液分离罐气相管线连环己醇脱氢反应器，液相管线与醇塔相连；环己醇脱氢反应器出口与环己醇脱氢换热器连接，环己醇脱氢换热器出中与环己醇预热器的气相进口相连；热水换热器气相出口与低温粗醇酮换热器相连，低温粗醇酮换热器气相出口连环己醇脱氢冷却器，液相出口连热醇酮罐，环己醇脱氢冷却器冷媒侧进口连冷粗醇酮泵出口，环己醇脱氢冷却器冷媒侧出口连干燥塔；环己醇脱氢冷却器气相出口连环己醇脱氢尾气冷却器、液相出口连冷粗醇酮罐，环己醇脱氢尾气冷却器气相出口为氢气管线、液相出口连冷粗醇酮罐；冷粗醇酮罐连冷粗醇酮泵，冷粗醇酮泵出口分别连低温粗醇酮换热器和氧化尾气吸收塔；热粗醇酮罐进口分别连热水换热器和低温粗醇酮换热器液相出口，热粗醇酮罐出口连热粗醇酮泵；热粗醇酮泵出口与轻塔相连。

原料环己醇进入环己醇醇脱氢预热器与脱氢反应气换热后去环己醇脱氢蒸发器经蒸汽加热，经环己醇蒸发汽液分离罐分离，气相在环己醇脱氢换热器中由环己醇脱氢反应气加热后进入环己醇脱氢反应器。在反应器中，环己醇在催化剂作用下转化为环己酮，转化后的反应气经环己醇脱氢换热器与气相环己醇换热、再经环己醇脱氢进料预热器与原料环己醇换热，冷凝液送至热粗醇酮罐，反应气再与热水在热水换热器中换热，副产低压蒸汽或高温热水，反应气冷凝液送至热粗醇酮罐，换热后的反应气然后经低温粗醇酮换热器与进干燥塔或轻塔的低温粗醇酮换热，冷凝液送至热粗醇酮罐，热粗醇酮由热粗醇酮泵送至轻塔，换热后的反应气再依次经环己醇脱氢冷却器采用循环冷却水冷却和经环己醇脱氢尾气冷却器采用冷冻水冷却，绝大部分环己酮、环己醇冷凝成液相，送至冷粗醇酮罐，不凝气主要为氢气，送至氢气压缩机。冷粗醇酮经冷粗醇酮泵加压后部分至氧化尾气吸收塔，其余部分与热水换热后的反应气换热后送至干燥塔。

环己烯法生产环己酮装置，采用环己醇脱氢反应的节能装置及工艺如图2所示，其工艺过程如下：

一种环己酮生产过程中环己醇脱氢反应的节能装置，主要由环己醇脱氢预热器、环己醇脱氢蒸发器、环己醇蒸发汽液分离罐、环己醇脱氢换热器、环己醇脱氢反应器、热水换热器、热粗醇酮泵、低温粗醇酮换热器、环己醇脱氢冷却器、环己醇脱氢尾气冷却器、粗醇酮罐、冷粗醇酮泵组成，其特征在于：环己醇进料管线连环己醇脱氢预热器，环己醇脱氢预热器气相出口管线连热水换热器、液相管线连粗醇酮罐，环己醇脱氢预热器的环己醇出口管线与环己醇蒸发器相连；环己醇蒸发器连环己醇蒸发汽液分离罐，环己醇蒸发汽液分离罐气相管线连环己醇脱氢反应器，液相管线与醇塔相连；环己醇脱氢反应器出口与环己醇脱氢换热器连接，环己醇脱氢换热器出口与环己醇预热器的气相进口相连；热水换热器气相出口与低温粗醇酮换热器相连，低温粗醇酮换热器气相出口连环己醇脱氢冷却器，液相出口连粗醇酮罐，环己醇脱氢冷却器冷媒侧进口连冷粗醇酮泵出口，环己醇脱氢冷却器冷媒侧出口连轻塔；环己醇脱氢冷却器气相出口连环己醇脱氢尾气冷却器、液相出口连粗醇酮罐，环己醇脱氢尾气冷却器气相出口为氢气管线、液相出口连粗醇酮罐；粗醇酮罐分别连热粗醇酮泵和冷粗醇酮泵，热粗醇酮泵出口连轻塔，冷粗醇酮泵出口分别连低温粗醇酮换热器。

原料环己醇进入环己醇醇脱氢预热器与脱氢反应气换热后去环己醇脱氢蒸发器经蒸汽加热，经环己醇蒸发汽液分离罐分离，气相在环己醇脱氢换热器中由环己醇脱氢反应气加热后进入环己醇脱氢反应器。在反应器中，环己醇在催化剂作用下转化为环己酮，转化后的反应气经环己醇脱氢换热器与气相环己醇换热、再经环己醇脱氢进料预热器与原料环己醇换热，冷凝液送至热粗醇酮罐，反应气再与热水在热水换热器中换热，副产低压蒸汽或高温热水，反应气冷凝液送至热粗醇酮罐，换热后的反应气然后经低温粗醇酮换热器与进干燥塔或轻塔的低温粗醇酮换热，冷凝液送至热粗醇酮罐，热粗醇酮由热粗醇酮泵送至轻塔，换热后的反应气再依次经环己醇脱氢冷却器采用循环冷却水冷却和经环己醇脱氢尾气冷却器采用冷冻水冷却，绝大部分环己酮、环己醇冷凝成液相，送至冷粗醇酮罐，不凝气主要为氢气，送至氢气压缩机。冷粗醇酮经冷粗醇酮泵加压后与热水换热后的反应气换热后送至轻塔。

本发明的特点及效果

本发明充分利用脱氢反应气热量，低温粗醇酮和高粗醇酮分开收集的工艺，降低环己酮装置能耗，从而降低了生产成本。

附图说明

图1一种环己烷氧化法生产环己酮生产过程中环己醇脱氢反应的节能装置图2一种环己烯法生产环己酮生产过程中环己醇脱氢反应的节能装置

图中：1-环己醇脱氢预热器，2-环己醇脱氢蒸发器，3-环己醇蒸发汽液分离罐，4-环己醇脱氢换热器，5-环己醇脱氢反应器，6-热水换热器，7-热粗醇酮泵，8-低温粗醇酮换热器，9-环己醇脱氢冷却器，10-环己醇脱氢尾气冷却器，11-粗醇酮罐，11a-热粗醇酮罐，11b-冷粗醇酮罐，12-冷粗醇酮泵。

21-环己醇来自罐区，22-粗醇酮及重组分至醇塔，23-热粗醇酮至轻塔，24a-热粗醇酮至干燥塔，24b-热粗醇酮至轻塔，25-氢气至压缩机，26-冷醇酮至氧化尾气吸收塔。

sh-高压蒸汽cws-循环冷却水rws-冷冻水lw-热水hw-高温水ls-低压蒸汽。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明，但不构成对本发明的限定。

实施例1：

年产10万吨环己烷氧化法环己酮装置，环己醇脱氢反应的节能装置及工艺流程，如图1所示。

原料环己醇进入环己醇醇脱氢预热器(1)与脱氢反应气换热到165℃左右后去环己醇脱氢蒸发器(2)经蒸汽加热至173℃左右，经环己醇蒸发汽液分离罐(3)分离，气相在环己醇脱氢换热器(4)中由环己醇脱氢反应气加热至244℃进入环己醇脱氢反应器(5)。在反应器中，环己醇在催化剂作用下转化为环己酮，转化后的反应气经环己醇脱氢换热器(4)与气相环己醇换热至189℃左右、再经环己醇脱氢进料预热器(1)与原料环己醇换热至143℃左右，冷凝液送至热粗醇酮罐(11a)，反应气再与热水在热水换热器(6)中换热至136℃左右，副产低压蒸汽或高温热水，反应气冷凝液送至热粗醇酮罐(11a)，换热后的反应气然后经低温粗醇酮换热器(8)与进干燥塔或轻塔的低温粗醇酮换热125℃左右，冷凝液送至热粗醇酮罐(11a)，热粗醇酮由热粗醇酮泵(7)送至轻塔，换热后的反应气再依次经环己醇脱氢冷却器(9)采用循环冷却水冷至45℃左右和经环己醇脱氢尾气冷却器(10)采用冷冻水冷却至20℃左右，绝大部分环己酮、环己醇冷凝成液相，送至冷粗醇酮罐(11b)，不凝气主要为氢气，送至氢气压缩机。冷粗醇酮经冷粗醇酮泵(12)加压后部分至氧化尾气吸收塔进料冷却器，其余部分与热水换热后的反应气换热至115℃送至干燥塔。

本发明可以副产0.2mpa.g低压蒸汽0.5t/h，环己醇脱氢冷却器循环冷却水消耗减少53％；氧化尾气吸收进料冷却器节省能耗59％，干燥塔和轻塔蒸汽消耗减少13％左右。

实施例2：

年产20万吨环己烯法环己酮装置，环己醇脱氢反应的节能装置及工艺流程，如图2所示。

原料环己醇进入环己醇醇脱氢预热器(1)与脱氢反应气换热到165℃左右后去环己醇脱氢蒸发器(2)经蒸汽加热至173℃左右，经环己醇蒸发汽液分离罐(3)分离，气相在环己醇脱氢换热器(4)中由环己醇脱氢反应气加热至244℃进入环己醇脱氢反应器(5)。在反应器中，环己醇在催化剂作用下转化为环己酮，转化后的反应气经环己醇脱氢换热器(4)与气相环己醇换热至189℃左右、再经环己醇脱氢进料预热器(1)与原料环己醇换热至143℃左右，冷凝液送至粗醇酮罐(11)热侧，反应气再与热水在热水换热器(6)中换热至136℃左右，副产低压蒸汽或高温热水，反应气冷凝液送至粗醇酮罐(11)热侧，换热后的反应气然后经低温粗醇酮换热器(8)与进干燥塔或轻塔的低温粗醇酮换热125℃左右，冷凝液送至粗醇酮罐(11)热侧，热粗醇酮由热粗醇酮泵(7)送至轻塔，换热后的反应气再依次经环己醇脱氢冷却器(9)采用循环冷却水冷至45℃左右和经环己醇脱氢尾气冷却器(10)采用冷冻水冷却至20℃左右，绝大部分环己酮、环己醇冷凝成液相，送至粗醇酮罐(11)冷侧，不凝气主要为氢气，送至氢气压缩机。冷粗醇酮经冷粗醇酮泵(12)加压后与热水换热后的反应气换热至115℃送至轻塔。

本发明可以副产0.2mpa.g低压蒸汽2t/h；环己醇脱氢冷却器循环冷却水消耗减少53％；轻塔蒸汽消耗减少15％。