環(huán)己烷氧化生產環(huán)己酮工藝中脫醚技術運用與控制

肖招智

（福建省東鑫石油化工有限公司，福建 泉州 362804）

0 引言

目前，生產環(huán)己酮工藝主要有環(huán)己烷氧化制環(huán)己酮法和環(huán)己烯水合制環(huán)己酮法。環(huán)己烷氧化制環(huán)己酮工藝在國內外應用相對廣泛，雖然現(xiàn)在環(huán)己烯水合法環(huán)己酮工藝興起，但環(huán)己烯水合制環(huán)己酮副產環(huán)己烷量達15%~25%，環(huán)己烷市場需求相對飽和，造成環(huán)己烷市場價值降低，造成水合法制環(huán)己酮運行成本上漲。已有多家水合法廠家在考慮新建氧化法來消化副產環(huán)己烷，從而使得水合法制環(huán)己酮運行成本更加合理化，有利于資源綜合利用，使得傳統(tǒng)產業(yè)煥發(fā)新機[1]。

1 丁基環(huán)己基醚的產生及影響

環(huán)己烷氧化制環(huán)己酮生產過程中，由于烷氧化過程生成環(huán)己基過氧化氫，其分解環(huán)己酮與環(huán)己醇過程中產生副產物丁基環(huán)己基醚，在后續(xù)精餾工序中一直沒法除去丁基環(huán)己基醚，其醚隨環(huán)己醇精餾塔一起進入醇脫氫反應系統(tǒng)，在環(huán)己醇脫氫反應中丁基環(huán)己醚不參與反應，最后與脫氫反應產物一同返回醇酮精制系統(tǒng)，造成丁基環(huán)己基醚在醇酮精制與環(huán)己醇脫氫反應系統(tǒng)之間一直循環(huán)，導致其在系統(tǒng)內不斷累積，濃度越來越高，最終影響環(huán)己醇脫氫反應轉化效率及醇酮精制操作壓力穩(wěn)定和精餾塔分離效果變差，且增加公用工程蒸汽的消耗；當環(huán)己醇精餾塔塔頂中環(huán)己酮與丁基環(huán)己基醚質量濃度達到15%時，醇精餾塔塔頂環(huán)己醇含量降至不足80%，就會嚴重影響醇脫氫與醇酮精制系統(tǒng)，最終導致生產停車，醇精餾塔頂酮含量可以通過降低環(huán)己酮精餾塔釜采出物料環(huán)己酮含量，而丁基環(huán)己基醚含量在現(xiàn)有生產裝置沒法得到分離，會持續(xù)在系統(tǒng)中累積，從而影響生產裝置工況運行[2]。

2 裝置脫醚的意義

面臨環(huán)己烷氧化生產環(huán)己酮中精醇中醚類持續(xù)增多，影響裝置各系統(tǒng)開工周期和能耗物耗。生產運行中環(huán)己醇脫醚技術運用和控制是勢在必行。脫醚工藝技術應用來改善和促進裝置的長周期運行和減少系統(tǒng)內循環(huán)，從而減少蒸汽消耗和開、停工物料消耗，提高了企業(yè)的經濟效益，保證生產裝置長周期、穩(wěn)定運行。從安全、節(jié)能、經濟以及系統(tǒng)操作穩(wěn)定運行有著非凡和長遠的意義。

3 裝置脫醚塔改造流程與工藝控制

利用閑置塔（參數(shù)：直徑2.4米、高54米 填料塔）將其改為脫醚塔，當環(huán)己烷氧化生產環(huán)己酮工藝高真空精餾單元中醇精餾塔頂精醇中丁基環(huán)己基醚含量偏高達10%時，間歇對脫醚塔進行投料除丁基環(huán)己基醚。故將環(huán)己醇精餾塔頂物料分流部分進入脫醚塔，待其塔釜出現(xiàn)液位對塔引蒸汽緩慢升溫建立全回流，調整脫醚塔系統(tǒng)壓力，保證塔頂、釜溫度，將塔頂高純環(huán)己醇（醚含低）出料至環(huán)己醇脫氫單元，脫氫后物料再回至精餾單元，系統(tǒng)進行循環(huán)置換，來提高環(huán)己醇塔頂環(huán)己醇含量，脫醚塔塔釜物料含醚量達75%左右，環(huán)己醇小于15%進行采出至X油。

脫醚塔工況受系統(tǒng)負荷量、塔系統(tǒng)壓力及再沸器蒸汽壓力影響脫醚效果。負荷過大，系統(tǒng)置換快，但塔分離效果變差，無法保證工況穩(wěn)定性；塔系統(tǒng)壓力會影響塔組份變化，高真空下醚會隨著環(huán)己醇走，系統(tǒng)壓太高對塔蒸汽壓要求高，塔回流量偏高，增加能耗；蒸汽壓要求高，會造成對塔設備性能要求高。因此，調整脫醚塔工況參數(shù)對系統(tǒng)安全、經濟等至關重要[3]。

4 脫醚塔工況分析

丁基環(huán)己基醚性質原因，在醇酮高真空精餾中醚未能在環(huán)己醇精餾塔與醇分離，但工況在常壓或微負壓下，醚可以與環(huán)己醇分離。經現(xiàn)場閑置塔改造進行脫醚，從脫醚塔各工況數(shù)據(jù)綜合含量指標表1中分析到，常壓或微正壓下，脫醚塔塔釜溫度高達165~185℃，塔再沸器蒸汽壓高達1.1MPa以上，對蒸汽要求和塔設備要求較高，在保證塔頂指標下塔釜采出含醇量高。在微負壓（55~65kPa）下，脫醚塔塔釜要求溫度155℃左右，蒸汽壓力0.8MPa左右，對蒸汽要求和塔設備要求較低，在保證塔頂指標下塔釜采出含醇量可小于15%以下。在同樣能達到將醚與環(huán)己醇分離情況下，通過考慮操作條件、設備成本、塔釜環(huán)己醇損耗等原因，工況在塔壓55~65kPa條件，再沸器蒸汽壓力0.8，塔頂采出環(huán)己醇達95%以上，丁基環(huán)己基醚含量1%以下，達到工況分離效果。

表1 脫醚塔各工況數(shù)據(jù)綜合含量指標

表2 裝置脫醚塔開工前、后數(shù)據(jù)

表2為環(huán)己烷氧化生產環(huán)己酮裝置從2015年至2020年期間8次脫醚塔開工前、后系統(tǒng)與塔運行數(shù)據(jù)對比，脫醚塔系統(tǒng)工況中塔壓控制在（55~65kPa）下對醇酮精餾系統(tǒng)環(huán)己醇中脫醚，分離醇低于15%的丁基環(huán)己基醚。每次系統(tǒng)含環(huán)己醇量得到較大提升（87%提升至94%），從而使系統(tǒng)內循環(huán)量減少，減少系統(tǒng)蒸汽量消耗，醇脫氫單元轉化率得到提高，使系統(tǒng)往良性方面優(yōu)化；用最小成本達最佳效果。因此，對脫醚塔進行減壓精餾（55~65kPa）能達到分離效果，使得環(huán)己烷氧化生產環(huán)己酮醇酮精餾系統(tǒng)分離效果得到提升，對脫醚塔進行減壓操作還可以減少物料的損耗和對設備性能要求（再沸器承壓、設備耐溫等）下降[4-5]。

5 結語

綜上所述，環(huán)己烷氧化制環(huán)己酮工藝過程中醇酮精餾系統(tǒng)環(huán)己醇中醚含量持續(xù)上漲，增大系統(tǒng)內循環(huán)、降低脫氫單元轉化率以及影響精餾塔分離效果，從而增加系統(tǒng)的能耗和物耗的損失。通過系統(tǒng)改造和系統(tǒng)醇含量定期對脫醚塔進行開工脫醚，脫醚塔工況在塔壓控制55~65kPa下在減少蒸汽消耗同時降低設備性能條件，來分離出裝置系統(tǒng)中的雜質（丁基環(huán)己基醚）。減少系統(tǒng)的內循環(huán)，提高醇酮精餾系統(tǒng)中各塔運行分離的效率，從而減少裝置能耗和物耗。為環(huán)己烷氧化生產環(huán)己酮工藝提供長周期運行保障、提高脫氫單元轉化率和節(jié)省能源消耗等來提高企業(yè)生產效益；從整體工藝產業(yè)而言，有利于提高資源綜合利用，使傳統(tǒng)產業(yè)煥發(fā)新機。