一种环己烷氧化废碱液的蒸发浓缩方法和设备技术

一种环己烷氧化废碱液的蒸发浓缩方法和设备。本发明专利技术方法首先采用水蒸汽对环己烷氧化废碱液直接接触进行连续汽提，得到气相和汽提后废碱液；然后对气相进行冷凝，得到含有有效成分的混合冷凝液，同时将汽提后废碱液与循环热碱液合并得到塔釜液，并产生用于汽提的水蒸汽；最后将一部分塔釜液作为浓缩液排出，进入二次浓缩工序，将另一部分塔釜液进行加热，得所述循环热碱液；本发明专利技术方法可有效分离回收环己烷氧化废碱液中环己烷、环己酮和环己醇等有效产物，同时，避免无机盐在设备中结垢，提高设备长期运行的安全性。本发明专利技术蒸发浓缩设备结构简单合理。

【技术实现步骤摘要】
一种环己烷氧化废碱液的蒸发浓缩方法和设备
本专利技术属于环己烷氧化制备环己醇和环己酮领域，具体涉及一种环己烷氧化废碱液的蒸发浓缩方法和设备。
技术介绍
在现有环己烷氧化制备环己酮的工艺过程中，因为需要使用碱性非均相分解工艺提高环己烷油相中氧化过程产生的环己基过氧化氢分解转化率，同时中和氧化副产的有机酸和皂化有机酯，这样就不可避免地会产生一种称为环己烷氧化废碱液的水性液体废物。一套12万吨/年环己烷氧化制备环己酮传统工艺，会产生24t/h以上的氧化废碱液，在最新一代环己烷氧化制备环己酮工艺中，尽管由于酸性均相分解新工艺的成功实施，能够大幅度减少此废碱液的量，但是同样规模的装置仍然有18.5t/h的废碱液会被排出系统需要处理。此废碱液从废碱分离系统排出时的固含量一般在20-25%之间，pH值为13-14，主要含有NaOH，Na2CO3和戊酸钠、羟基己酸钠，己二酸钠等有机酸盐类，而且会带有少量的(0.5%wt左右)环己烷、环己酮和环己醇等有效产物。由于此废碱液碱性强、盐含量高，并不适合直接用生化方法处理，更不能直接排放污染环境。曾经有研究利用浓硫酸中和此废碱液，分离出有机酸来综合利用，但是效果并不好，没有实施的价值。目前的处理办法一般是把废碱液采用蒸发工艺浓缩到固含量45-55%左右后，送入焚烧炉进行无害化焚烧处理。现在通行的环己烷氧化废碱液的蒸发工艺是采用了上世纪90年代国外引进装置的技术，利用低压蒸汽将一次性通过蒸发器内的氧化废碱液加热到110oC以上蒸发浓缩，然后进入汽液分离器使浓缩后的废碱液与蒸发出的气相分离，气相冷凝后的油水混合物返回非均相分解系统使用，浓缩后的废碱液送去废碱焚烧系统直接焚烧处理。但在实际的生产中，该技术存在很大的问题，其表现是：由于废碱液中含有大量的Na2CO3，当大量的废碱液在蒸发器内汽化浓缩时，蒸发器列管很容易因Na2CO3达到饱和而结垢、堵塞，一方面严重影响设备长周期运行的安全性能，另一方面造成蒸发器传热能力下降，废碱液浓缩后的固体含量只能达到40%左右，不能满足废碱焚烧装置的进料要求。随着社会对降低能耗和环保的要求不断提高，并为了提高废碱焚烧炉的工作效率，降低烟道气中不完全燃烧物质的含量，我们已经在国内大部分的环己烷氧化制备环己醇和环己酮装置中改造成把废碱液在系统内简单一次蒸发浓缩到固含量为25～30%，主要是回收废碱液中夹带的环己烷、环己醇和环己酮，然后再将初步浓缩的废碱液送到二次浓缩工序由多效蒸发工艺把废碱液继续浓缩到固含量到50-55%，这时再送入废碱焚烧炉就可以提高废碱焚烧炉的燃烧效率，节省大量的辅助燃料，并产生更多的副产蒸汽，并符合日益严格的环保要求。但尽管在一次蒸发器中仅需将废碱液的固含量浓缩到25～30%，但是由于原始工艺设计缺陷，在蒸发过程仍会产生大量结垢，影响设备长期运行的安全性。另外，由于氧化废碱液固含量较高，粘度较大，如果需要在蒸发器内升温到110oC以上使其蒸发，蒸发器的列管壁温度需要高达120oC以上，而氧化废碱液中含有的环己酮等热敏性物质，在蒸发器内的高温高碱度条件下极易发生缩合反应，造成不必要的产品损失；同时，由于传统的气液分离器只是一块塔板来回收废碱液蒸发气相中的有效成分，回收效率只有50%。为了降低浓缩废碱液中的有效组份含量，就需要消耗大量的加热蒸汽来提升废碱的蒸发量，但是对有效组分的回收效率提升有限。综上所述，传统的废碱蒸发方式已经不能满足日益增加的经济、环保和安全要求，急需一种更加合理的蒸发方式来取代。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，克服以上不足，提供一种环己烷氧化废碱液的蒸发浓缩方法和设备。本专利技术蒸发浓缩方法可有效分离回收环己烷氧化废碱液中环己烷、环己酮和环己醇等有效产物，回收率达到95%以上；同时，避免碳酸钠等无机盐在设备中的结垢，提高设备长期运行的安全性。本专利技术蒸发浓缩设备结构简单合理。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案如下：一种环己烷氧化废碱液的蒸发浓缩方法，首先，采用水蒸汽对环己烷氧化废碱液直接接触进行连续汽提，连续得到含有有效成分的气相和经汽提后的废碱液；然后，对气相进行冷凝，得到含有有效成分的混合冷凝液，同时将汽提后的废碱液与循环热碱液合并得到塔釜液，并产生用于汽提的水蒸汽；最后，将一部分塔釜液作为浓缩液排出，进入二次浓缩工序，将另一部分塔釜液进行强制循环和加热，得所述循环热碱液。优选的，采用废碱液气提塔对环己烷氧化废碱液进行气提，所述废碱液汽提塔的理论塔板数为5～10；优选的，所述废碱液汽提塔塔顶的温度为97～100oC，塔顶压力为5～10KpaG，塔釜温度为105～107oC，塔釜压力为15～30KpaG。通过5～10块理论塔板，废碱中的环己烷、环己酮和环己醇等有效组份可以从初始的0.5%wt降低到0.02%wt以下，回收效率能达到95%以上。优选的，采用多管程换热器对另一部分塔釜液进行强制循环加热，控制塔釜液在多管程换热器管程中的流速为1～3m/s，所述循环热碱液的温度为115～120℃的过热状态。当强制循环和加热的塔釜液在换热器管程的高速湍流的状态，可以增强换热器的加热效果，也能避免塔釜液中的无机盐在换热器管程的析出和结垢，延长设备的安全运行周期。本专利技术解决其技术问题的另一技术方案如下：一种环己烷氧化废碱液的蒸发浓缩设备，包括废碱液汽提塔、气相冷凝器、塔釜液循环泵和塔釜液加热器，所述废碱液汽提塔的顶部接入有环己烷氧化废碱液管线，所述废碱液汽提塔的顶部通过管线与气相冷凝器相连通，所述气相冷凝器接出有混合冷凝液管线；所述废碱液汽提塔的塔釜通过循环管线I与塔釜加热器连通，所述塔釜加热器还通过循环管线II与塔釜连通，所述废碱液汽提塔的塔釜和塔釜加热器之间接有塔釜液循环泵，所述塔釜液循环泵出口另外接出有排出管线。所述蒸发浓缩设备的工作原理如下：自环己烷氧化工艺段产生的环己烷氧化废碱液通过管线进入废碱液汽提塔的上部；自废碱液汽提塔中塔釜液产生的蒸汽上升至废碱液汽提塔的上部，与环己烷氧化废碱液直接接触，汽提环己烷氧化废碱液中的环己烷、环己酮和环己醇等有效成分，得到含有有效成分的气相；气相经管线进入气相冷凝器，得到含有效成分的混合冷凝液，混合冷凝液返回至环己烷氧化工艺段；经汽提后的环己烷氧化废碱液与循环热碱液混合，形成塔釜液；塔釜液在循环泵的作用下，部分塔釜液经排出管线排出，进入后续的二次浓缩工序；另一部分塔釜液经循环管线I快速流入塔釜液加热器，塔釜液加热器对这一部分塔釜液加热形成少量气化的过热流体，然后经循环管线II，将加热后的循环塔釜液返回至塔釜，产生大量蒸汽，蒸汽上升对新进入的环己烷氧化废碱液进行汽提。优选的，所述废碱液汽提塔为填料塔或板式塔。采用多塔板技术，自下而上的蒸气在多块塔板上与自上而下的废碱液进行逆向接触的多次传质和传热过程，废碱中的有效组分（包括热敏性的环己酮）含量在从塔顶到塔釜的过程中不断被降低。优选的，所述废碱液气提塔的塔顶设有气液分离空间，所述气液分离空间的直径等于或大于废碱液汽提塔主筒体的直径；优选的，所述气液分离空间的直径与废碱液汽本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种环己烷氧化废碱液的蒸发浓缩方法，其特征在于，首先，采用水蒸汽对环己烷氧化废碱液直接接触进行连续汽提，连续得到含有有效成分的气相和经汽提后的废碱液；然后，对气相进行冷凝，得到含有有效成分的混合冷凝液，同时将废碱液与循环热碱液合并得到塔釜液，并产生用于汽提的水蒸汽；最后，将一部分塔釜液作为浓缩液排出，进入二次浓缩工序，将另一部分塔釜液进行强制循环和加热，得所述循环热碱液。/n

【技术特征摘要】
1.一种环己烷氧化废碱液的蒸发浓缩方法，其特征在于，首先，采用水蒸汽对环己烷氧化废碱液直接接触进行连续汽提，连续得到含有有效成分的气相和经汽提后的废碱液；然后，对气相进行冷凝，得到含有有效成分的混合冷凝液，同时将废碱液与循环热碱液合并得到塔釜液，并产生用于汽提的水蒸汽；最后，将一部分塔釜液作为浓缩液排出，进入二次浓缩工序，将另一部分塔釜液进行强制循环和加热，得所述循环热碱液。


2.根据权利要求1所述环己烷氧化废碱液的蒸发浓缩方法，其特征在于，采用废碱液气提塔对环己烷氧化废碱液进行气提，所述废碱液汽提塔的理论塔板数为5～10；优选的，所述废碱液汽提塔塔顶的温度为97～100oC，塔顶压力为5～10KpaG，塔釜温度为105～107oC，塔釜压力为15～30KpaG。


3.根据权利要求1或2所述环己烷氧化废碱液的蒸发浓缩方法，其特征在于，采用多管程换热器对另一部分强制循环的塔釜液加热，控制塔釜液在多管程换热器管程中的流速为1～3m/s，所述循环热碱液的温度为115～120℃。


4.一种环己烷氧化废碱液的蒸发浓缩设备，其特征在于，包括废碱液汽提塔、气相冷凝器、塔釜液循环泵和塔釜液加热器，所述废碱液汽提塔的顶部接入有环己烷氧化废碱液管线，所述废碱液汽提塔的顶部通过管线与气相冷凝器相连通，所述气相冷凝器接出有混合冷凝液管线；所述废碱液汽提塔的塔釜通...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖有昌，师太平，肖藻生，
申请(专利权)人：长沙兴和新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43