基于氣液固多相反應分離同步反應器利用空氣氧化環(huán)己烷生產(chǎn)ka油的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了基于氣液固多相反應分離同步反應器利用空氣氧化環(huán)己烷生產(chǎn)KA油的方法，將含水的環(huán)己烷加入到反應器，所述反應器包括反應塔和至少兩個與反應塔底部連通的恒溫沉降塔，反應塔內(nèi)設有氣相區(qū)、氧化區(qū)和氣體出口；反應時，將環(huán)己烷充滿氧化區(qū)和恒溫沉降塔內(nèi)，空氣從氧化區(qū)底部連續(xù)通入，與環(huán)己烷接觸發(fā)生氧化反應，同時生成的KA油與水混合形成KA油相，KA油相沉降進入恒溫沉降塔中，且此時恒溫沉降塔中環(huán)己烷通過外循環(huán)體系進入氧化區(qū)中，使得反應連續(xù)進行，所述KA油相在恒溫沉降塔繼續(xù)沉降，直至盛滿恒溫沉降塔時，將反應塔切換到與另一個裝滿環(huán)己烷的恒溫沉降塔連通，由此交替進行，進行連續(xù)生產(chǎn)；該方法能高轉(zhuǎn)化率、高選擇性地連續(xù)化生產(chǎn)KA油，提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本。
【專利說明】基于氣液固多相反應分離同步反應器利用空氣氧化環(huán)己烷生產(chǎn)KA油的方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種利用空氣氧化環(huán)己烷生產(chǎn)KA油的工藝方法，屬于KA油生產(chǎn)領域?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]KA油是環(huán)己醇和環(huán)己酮的混合物，是生產(chǎn)尼倫6和尼倫66的基本化工原料。工業(yè)上，環(huán)己烷液相空氣氧化是制備KA油的主要方法。目前，在工業(yè)上由環(huán)己烷氧化生產(chǎn)KA油的方法是荷蘭斯達米卡本公司的無催化氧化法，該方法中環(huán)己烷液相空氣氧化在高溫高壓條件下進行，反應收率低，產(chǎn)物選擇性差。目前工業(yè)上能達到的環(huán)己烷最佳轉(zhuǎn)化率4%，KA油收率82%。專利CN1191218公開了金屬卟啉催化下環(huán)己烷空氣氧化制備KA油的方法，按照該方法，中石化在原有引進45kt和70kt KA油大型工業(yè)裝置上，分別采用2ppm四苯基卟啉鐵μ-二聚體(CAS號:12582-61-5)和四苯基卟啉鈷(CAS號:14172_90_8)作催化劑，在1450C，8個大氣壓下，得到7~8%環(huán)己烷轉(zhuǎn)化率和85~88%KA油收率，生產(chǎn)效益明顯提高。但是，按照CN1191218公開的方法，實際最佳溫度操作區(qū)間太窄(只有145±3°C)，容易受環(huán)境影響波動而偏離最佳工作溫度，增加了工業(yè)操作技術(shù)難度和設備精度。
[0003]環(huán)己烷空氣氧化生產(chǎn)KA油的反應過程為:
[0004]
【權(quán)利要求】
1.基于氣液固多相反應分離同步反應器利用空氣氧化環(huán)己烷生產(chǎn)KA油的方法，其特征在于，將含水0.5~lwt%的環(huán)己烷加入到氣液固多相反應分離同步反應器，所述氣液固多相反應分離同步反應器包括鼓泡重力反應塔或攪拌反應塔，至少兩個與所述的鼓泡重力反應塔或攪拌反應塔底部連通的恒溫沉降塔；所述的鼓泡重力反應塔或攪拌反應塔塔內(nèi)包括上部的氣相區(qū)、中下部的氧化區(qū)和頂部的反應氣體導出口 ；所述鼓泡重力反應塔的氧化區(qū)內(nèi)的塔壁上沿塔軸45~75°夾角方向傾斜設有多組交替分布的重力沉降板，所述重力沉降板板面設有可使氣體和液體通過的小孔；所述攪拌反應塔的氧化區(qū)內(nèi)設有攪拌器；反應時，將所述的環(huán)己烷充滿所述的氧化區(qū)和恒溫沉降塔內(nèi)，空氣從所述的鼓泡重力反應塔或攪拌反應塔底部連續(xù)通入，經(jīng)氣體分布器分散后，與所述氧化區(qū)的環(huán)己烷接觸發(fā)生氧化反應，同時氧化反應生成的KA油與水混合形成比環(huán)己烷比重大的KA油相，所述KA油相在重力作用下從所述攪拌反應塔的氧化區(qū)直接沉降進入恒溫沉降塔中，或者從所述鼓泡重力反應塔的氧化區(qū)沿著重力沉降板沉降進入恒溫沉降塔中，而此時所述恒溫沉降塔中的環(huán)己烷則通過外循環(huán)體系進入所述的鼓泡重力反應塔或攪拌反應塔中，補充所述的攪拌反應塔或鼓泡重力反應塔內(nèi)反應所消耗的環(huán)已烷，使得反應連續(xù)進行；KA油相在所述恒溫沉降塔繼續(xù)沉降，直至KA油相盛滿恒溫沉降塔時，將鼓泡重力反應塔或攪拌反應塔切換到與另一個裝滿環(huán)己烷的恒溫沉降塔連通，由此交替進行，進行連續(xù)生產(chǎn)； 所述外循環(huán)體系的循環(huán)速度保證環(huán)己烷在氧化區(qū)的平均停留時間為40~50min ； 所述的氧化反應是在溫度為160~180°C，壓力為1.0~1.5MPa的條件下反應；或者是在過渡金屬鹽或過渡金屬氧化物催化劑，溫度為160~180°C，壓力為1.0~1.5MPa的條件下反應；或者是在加入金屬卟啉催化劑，溫度為130~160°C，壓力0.6~IMPa的條件下反應；或者是在加入金屬卟啉，和過渡金屬鹽或過渡金屬氧化物復合催化劑，溫度為130~160°C，壓力0.6~1MPa的條件下反應。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，使用過渡金屬鹽或過渡金屬氧化物催化劑時，維持過渡金屬鹽或過渡金屬氧化物催化劑在反應體系中的濃度為3~12ppm ;或者使用金屬卟啉催化劑時，維持金屬卟啉催化劑在反應體系中的濃度為I~5ppm ;或者使用金屬卟啉，和過渡金屬鹽或過渡金屬氧化物復合催化劑時，維持過渡金屬鹽或過渡金屬氧化物催化劑在反應體系中的濃度為3~12ppm，金屬卟啉催化劑在反應體系中的濃度為I~5ppm，且金屬卟啉和過渡金屬鹽或過渡金屬氧化物的摩爾比為1:3~5。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述的金屬卟啉包括四苯基卟啉鈷、四苯基卟啉鐵、四苯基卟啉錳、四苯基卟啉鐵μ-二聚體、四對氯苯基卟啉鈷、四對氯苯基卟啉錳、四對氯苯基卟啉鐵、四對氯苯基卟啉鐵μ - 二聚體中的一種或幾種。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述的過渡金屬鹽或過渡氧化物為銅、鋅、鉻、鐵、鈷、鎳、錳的鹽或氧化物中一種或幾種。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述裝滿環(huán)己烷的恒溫沉降塔中壓力和鼓泡重力反應塔或攪拌反應塔中壓力相同。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的鼓泡重力反應塔或攪拌反應塔距塔頂> 1/3塔壁高度處設有用于引出氧化區(qū)中過量環(huán)己烷以維持氧化區(qū)液面平衡的反應液導出口。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述氧化反應未反應的氣體部分進入鼓泡重力反應塔或攪拌反應塔上部的氣相區(qū)，經(jīng)所述鼓泡重力反應塔或攪拌反應塔頂部設置的冷凝器冷凝回收氣體中夾帶的環(huán)己烷后，由反應氣體導出口排空。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的重力沉降板上下相鄰兩重力沉降板之間的小孔錯開設置。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的重力沉降板長度與塔徑比為1:0.8~1.2。
10.如權(quán)利要求1~9任一項所述的方法，其特征在于，所述的外循環(huán)體系包括循環(huán)泵和循環(huán)管；所述的循環(huán)管與恒溫沉降塔與鼓泡重力反應塔或攪拌反應塔氧化區(qū)上部連通。
【文檔編號】C07C27/26GK103755521SQ201410038155
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月26日
【發(fā)明者】郭燦城, 郭欣 申請人:沅江華龍催化科技有限公司