环己醇精馏系统改造小结

訾文礼，王美丽，王月昶

（山东亚科环保科技有限公司，山东 肥城 271605）

山东亚科环保科技有限公司环己醇装置采用国产化水合法环己酮装置副产的轻质油、燃料油或混合油作为原料，处理规模为30kt／a原料油。原料油首先经过预处理系统分离成轻、重2种组分，轻组分通过常压精馏、变压吸附、加氢等工艺过程生产环己烷产品，重组分通过减压精馏、脱色等精制工序生产环己醇产品。实际生产中，由于以环己酮为原料的下游产品市场不景气，为了采购原料便利，满足系统生产负荷要求，公司采购了部分含有杂质的原料油，所用原料组分复杂、组成多变，环己醇与关键杂质的沸点和相对挥发度接近，又有大量共沸物存在，虽然设计时充分考虑了各种复杂因素，但实际生产中精馏出合格环己醇产品的难度还是相当大。后经醇塔改造及工艺参数调整，系统运行状况良好。

1 环己醇精馏系统工艺流程

环己醇精馏系统工艺流程见图1，其工艺流程说明如下。

1.1 预处理系统

来自国内各厂家的混合油（101）自罐区进入预分离塔（T101）精馏，其中环己酮沸点以下的低沸点物料（馏程70～90℃）于塔顶作为轻组分（102）采出，环己酮及其沸点以上的高沸点物料（馏程90～210℃）作为重组分（131）从塔底采出进入酮塔（T131）。

1.2 重油精馏系统

进入酮塔（T131）的重质油，在酮塔顶分离出环己酮（132），酮塔釜液（133）经酮塔塔釜出料泵（P133）加压，进入醇塔（T132）精馏。醇塔精馏出的气相物料进入醇塔冷凝器（E134），经循环水冷却后进入醇塔回流槽（V136），然后经醇塔回流泵（P134）加压后，一部分送入醇塔（T132）塔顶作为回流液，一部分作为环己醇产品（134）采出；醇塔冷凝器（E134）和醇塔回流槽（V136）内的气相物料则进入醇塔真空缓冲槽（V137），再经醇塔真空泵（P137）抽真空后排入油气回收系统；醇塔（T132）底部物料经醇塔再沸器（E135）加热后回流入塔。醇塔釜液（139）经醇塔塔釜出料泵（P135）加压后，进入重组分脱色精馏工序。

图1 环己醇精馏系统工艺流程简图

2 环己醇精馏系统原始开车运行情况

2016年6月1日，环己醇精馏系统开始投料试车，由于实际购买的原料较设计原料成分更复杂，经预处理后进入重油精馏系统醇塔的物料中，有一不明物质含量达6%，色谱分析显示，该物质峰紧跟环己醇峰后，试车过程中反复进行工艺调整也很难分离该杂质，环己醇纯度最高只能达到95.10%，试车延续至2016年6月6日，仍然无法达到理想纯度99.5%。原始开车期间环己醇精馏系统进料成分见表1。

表1 原始开车期间环己醇精馏系统进料成分 %

3 环己醇产品不合格的原因

我公司技术人员通过和原料厂家沟通，并且经过质谱分析验证，确定进料中的不明物质为N，N-二甲基乙酰胺（DMAC）。DMAC在环己醇生产过程中，作为环己醇装置中分离纯苯、环己烷、环己烯的溶剂，与环己醇混溶且极易形成共沸物，很难分离，并且分离过程中环己醇损失较大，环己醇回收率较低。

4 应对措施

确定不明物质为N，N-二甲基乙酰胺后，我公司技术人员按照实际的原料（杂质）成分，据精馏原理提出了增加精馏塔高、增加精馏塔板数的改造方案，并通过与精馏填料厂家联系和研发试验验证确定了具体的改造内容及优化措施。

4.1 醇塔改造

4.1.1 改造原理

醇塔精馏时，气液两相逆流接触进行传质，液相中的易挥发组分进入气相，气相中的难挥发组分转入液相。醇塔顶部的回流分布管和槽式液体分布器对回流液进行均匀分布，下降的液相与加热后上升的气相物料通过新增的6m填料层时，沸点为160.84℃的环己醇首先蒸馏出来，沸点为166℃的N，N-二甲基乙酰胺则被顶部回流液压在新增填料层的下部，经过长时间的气相上升和液相回流，醇塔顶部的环己醇逐步提浓达到国标优等品要求，沸点相对较高的N，N-二甲基乙酰胺则被回流液逐步带至塔釜，随釜液进入后工序经萃取离心机继续提纯，剩余重组分进入脱色精馏工序。

4.1.2 改造内容

改造前醇塔的参数为：直径1200mm，塔高36865mm；填料高度18m；设计温度170℃，设计压力0.18MPa／-0.10MPa。通过精馏填料厂家利用模拟软件的计算，并充分考虑设计余量和极端情况，最终确定醇塔的改造内容如下。

（1）在原醇塔上部新增一段长度为8m的塔体，塔高由36865mm增高至44865mm，塔直径不变，封头利旧。

（2）在新增塔体内安装新的回流分布器、液体收集器、填料支承，新增填料6m，即填料高度由18m增至24m、理论塔板数由45块增至60块。

（3）拆除原塔内所有槽式液体分布器，据物料平衡模拟计算，更换新的槽式液体分布器。

（4）拆除原有的回流口对应的回流分布器，并封堵原回流口，在新增塔体上设计新回流口。

（5）由于原塔土建基础、设备裙座设计余量较大，满足加高塔体后承重及强度方面的要求，故未进行加固。

改造后醇塔结构如图2所示。

4.2 调整工艺参数

工艺技术人员根据环己醇和N，N-二甲基乙酰胺的物理性质，将其温度随压力变化的曲线叠加在一起，找出两者不共沸点的狭小扇形操作空间，经研发试验反复验证，确定了醇塔新的工艺操作参数：塔顶压力由原来的4kPa（A）调整到42kPa（A），塔底温度由原来的106℃左右提高至145℃，醇塔回流比由原来的1.0提至1.1。

图2 改造后醇塔结构示意图

4.3 改造效果

改造前后醇塔主要运行参数对比见表2。可以看出，环己醇纯度由原来的约95.10%提至约99.71%，达到了国标优等品的要求，醇塔釜液中环己醇／DMAC由原来的约4.61降至约2.0，醇塔分离效果明显增强，产品收率也由原来的约80%提至约95%。总之，改造后环己醇精馏系统运行稳定，产品质量易控制，经济效益明显。

表2 改造前后醇塔主要运行数据的对比

5 结束语

山东亚科环保科技有限公司环己醇精馏系统原始开车过程中，由于采购了部分含杂质的原料油，导致实际生产中系统精馏出合格环己醇产品的难度相当大，环己醇最高纯度只能达到95.10%，企业效益遭受很大损失。后经质谱分析验证，确认原料油中的杂质为N，N-二甲基乙酰胺（DMAC），于是通过改造醇塔并配合调整工艺操作参数，使环己醇产品纯度提升至最高99.71%，产品纯度均达到或优于国标优等品99.5%的要求，企业经济效益得到明显提升。