[发明专利]分离环己酮和苯酚的溶剂强化变压热耦合精馏系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种热耦合精馏系统。特别是涉及一种利用特殊溶剂实现压力不敏感最高共沸物的分离环己酮和苯酚的溶剂强化变压热耦合精馏系统。

背景技术

苯酚和环己酮是重要化工原料。环己酮是制造尼龙、己内酰胺和己二酸的主要中间体，同时也是重要的工业溶剂，如用于油漆，特别是那些含有硝化纤维、氯乙烯聚合物及其共聚物或甲基丙烯酸酯聚合物油漆。苯酚可作杀菌剂、麻醉剂、防腐剂，用于制造酚醛树脂，双酚A及己内酰胺，其中约有50%以上的苯酚用于生产酚醛树脂。

苯在经过还原烷基化反应得到环乙基苯后被一步氧化裂解同时生产环己酮和苯酚的研究取得了很大的进展，该工艺具有原子经济性和绿色化学的特点，应用前景良好。紧随之后的问题则是如何将环己酮和苯酚分离而获得高纯度的产品。

环己酮与苯酚在常压下形成苯酚含量为72wt%的最高共沸物，但其共沸组成对压力变化不敏感，因而不能通过普通变压精馏将二者完全分离。美国专利US2762760以水为夹带剂来实现环己酮和苯酚的精馏分离，但此工艺会产生大量的水/苯酚最低共沸物，因而不能实现苯酚的高效回收，且此过程中大量的含酚废水将给废水处理带来极大的困难。

环己酮和苯酚是高附加值的产品，具有显著的经济、环境和社会效益。因此，找到一种新的精馏分离方法具有重要的意义。另外，由于环己酮与苯酚形成对压力变化不敏感的最高共沸物，本分离方法对此类压力不敏感的最高共沸物系的分离具有一定的指导意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种操作简单、成本低、能耗少、可工业化生产的分离环己酮和苯酚的溶剂强化变压热耦合精馏系统。

本发明所采用的技术方案是：一种分离环己酮和苯酚的溶剂强化变压热耦合精馏系统，包括有第一低压精馏塔和高压精馏塔，所述的第一低压精馏塔的进料口连接环己酮和苯酚混合溶液原料，所述的第一低压精馏塔顶端的低压蒸汽出口通过管路贯穿低压精馏塔冷凝器后分两路，一路通过管路连接第一低压精馏塔的液相回流口，另一路为环己酮产品出口，所述的第一低压精馏塔的低压塔釜出口通过管路分别连接高压精馏塔的第一进料口和第一低压精馏塔再沸器的入口，所述第一低压精馏塔再沸器的出口连接第一低压精馏塔的蒸汽入口，所述的高压精馏塔顶端的高压蒸汽出口通过管路贯穿一冷凝机构后分两路，一路通过管路连接高压精馏塔的液相回流口，另一路为苯酚产品的出口，所述的高压精馏塔的高压塔釜出口通过管路分别连接第一低压精馏塔的溶剂循环进料口和高压精馏塔再沸器的入口，所述高压精馏塔再沸器的出口连接高压精馏塔的蒸汽入口。

所述的高压精馏塔顶端的高压蒸汽出口通过管路所贯穿的冷凝机构是高压精馏冷凝器。

所述的高压精馏塔顶端的高压蒸汽出口通过管路所贯穿的冷凝机构是第一低压精馏塔再沸器。

所述的第一低压精馏塔的溶剂循环进料口所流入的溶剂满足下述条件：

1）所述的溶剂与苯酚形成最高共沸物，且环己酮、苯酚和溶剂三者不形成三元共沸物；

2）所述的溶剂与苯酚最高共沸物的沸点高于苯酚和环己酮共沸物的沸点；

3）所述的溶剂与苯酚最高共沸物的共沸组成随压力的变化而变化的幅度达到5％以上。

所述的第一低压精馏塔的溶剂循环进料口所流入的溶剂是苯甲醛或苯乙酮。

连接所述的高压精馏塔的高压塔釜出口与所述的第一低压精馏塔的溶剂循环进料口之间的管路上还设置有第二低压精馏塔，其中，所述高压精馏塔的高压塔釜出口通过管路连接第二低压精馏塔的进料口，所述第二低压精馏塔的顶端的低压蒸汽出口通过管路贯穿第二低压精馏塔冷凝器后分两路，一路通过管路连接第二低压精馏塔的液相回流口，另一路为溶剂连接第一低压精馏塔的溶剂循环进料口，所述的第二低压精馏塔的低压塔釜出口通过管路分别连接高压精馏塔的第二进料口和第二低压精馏塔再沸器的入口，所述第二低压精馏塔再沸器的出口连接第二低压精馏塔的蒸汽入口。

高压精馏塔顶端的高压蒸汽出口通过管路贯穿的冷凝机构是高压精馏冷凝器。

高压精馏塔顶端的高压蒸汽出口通过管路所贯穿的冷凝机构是第一低压精馏塔再沸器和第二低压精馏塔再沸器。

在精馏过程中第一低压精馏塔和第二低压精馏塔的操作压力控制在1～40kPa，优选1～10kPa；所述的高压精馏塔的操作压力控制在100～300kPa,优选180～260kPa。

所述的第一低压精馏塔、第二低压精馏塔和高压精馏塔选用板式塔或规整填料塔，优选规整填料塔。