项目
R5416空气供应流量 R5411～ R5416尾气含氧 氧化反应系统压力PI5501 氧化反应系统压力PI5427 尾气总管含氧启动值 氧化开车时通气含氧量
1#反应釜温度 2#反应釜温度 3#反应釜温度 4#反应釜温度 5#反应釜温度 6#反应釜温度 6#反应釜液位LIC5426 C5401冷烷流量FIC5401 C5402热烷流量FI5726 C5401顶部温度TI5405 氧化反应器进料流量 C5401塔釜液位02 S5701操作压力 C5701操作压力 C5702操作压力 C5705操作压力 C5706操作压力 C5701回流量 C5702回流量 C5703回流量 C5701顶温
指标 4500～5500 1.5～3.0 1.0～1.06 1.07～1.15 5.00 6.0～8.0 165±5 165±5 165±5 165±5 155～168 155～167 50～70 90～130 70～120 25～40 360～480 50±20 500±20 400±20 200±20 40±20 400±50 20～35 20～40 30～40 143±2
单位 Nm/h vo1%(干基) MPa（表） MPa（表） vo1% vo1% ℃ ℃ ℃ ℃ ℃ ℃ % t/h m/h ℃ m/h % MPa（表） MPa（表） MPa（表） MPa（表） MPa（表） m/h m/h m/h ℃
（续表）
333333
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项目 C5701釜温 C5702顶温 C5702釜温 C5703顶温 S5601界面液位 S5602界面液位 空气机出口压力 E5409出口温度TIC5489
S5603界面液位
2.3.4 反应原理和生产方法
指标 156±2 123±3 125±3 85～95 45～65 20～50 1.29～1.33
150 10～30
单位 ℃ ℃ ℃ ℃ % % MPa（表）
℃ %
（1） 以环己烷制备环己酮的生产由两部分组成，即反应部分和精制部分。反应按其化学变化可氛围两个步骤：
① 环己烷氧化生成环己基过氧化氢：C6H12?O2?C6H11OOH
② 环己基过氧化氢在碱性条件和钴催化剂条件下，分解成环己酮和环己醇：
C6H11OOH?醋酸钴、碱性?????C6H10O?H2O1 C6H11OOH??????C6H11OH?O22醋酸钴、碱性在氧化和分解反应进行的同时，同时也产生了酸、酯、醛以及其它高沸点、低沸点的有机杂质。如： ΔC6H10O?3O2?HOOC(CH2)4COOH(己二酸) 21O2?HOOC(CH2)4COOH?(CH2)4(己二酸酯)?2H2O 2 COOC6H11 Δ2C6H11OH? COOC6H11 ③ 算的中和： COONa HOOC(CH2)4COOH?2NaOH?(CH2)4?2H2O
COONa ④ 酯的皂化：
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COOC6H11 COONa (CH2)4 +2NaOH (CH2)4 +2H2O COOC6H11 COONa （2）影响反应的主要因素 ①环己烷氧化
环己烷氧化过程是一个极为复杂的反应过程，影响这个反应的因素有温度、压力、转化率、原料纯度等。
a 反应温度和压力的影响
氧化反应温度与压力是互相有关，不可分割的。因为不同的压力下环己烷有不同的沸点，而反应温度不可能高于该压力的沸点，因此可以说反应温度决定了反应压力。
反应温度和压力的选择通常是：首先反应温度应该保证氧化反应的速度，保证反应器中的耗氧率。在这个前提下，再选择操作压力。
本装置氧化采用无催化空气氧化，因此温度是反应的一个重要条件。提高反应温度会大大加快反应速度，但同时副产物也会增加。
压力越高，尾气中环己烷分压越小，损失的环己烷也会越少，但设备的投资及维修费用也会相应提高。反之压力过低，反应温度就要接近沸点温度，蒸发带出的热量大于反应放出的热量，如要维持反应正常进行，必须外加热量，这对经济运行是不利的。本装置氧化采用氧化反应温度155~170℃，反应压力1.1MPa，尾气含氧2%（V）。
b 反应转化率
环己烷氧化反应的最大特点是低转化率，大循环量。反应开始后，最初产生的分子态产物是过氧化物，然后才是醇、酮及酸和酯类。随着转化率的不断升高，醇、酮上升幅度较大，过氧化物含量几乎不变，而酸酯类上升较慢。当达到一定的转化率时，酸和酯类含量迅速上升，此时有用组分的收率就开始下降。
因此，从提高收率的角度看，应该采用地转化率的方法，因为这时有用物在总产物中的比例高。但是转化率低未反应的物料循环量加大，设备容量就要加大，为输送这些物料所需能量及加热、冷却的能量均要增加。
c 环己烷纯度对反应的影响
环己烷中存在的杂质，将影响反应的正常进行。这些杂质包括苯、醇酮、水及庚烷等。正常的苯加氢反应，苯完全转化为环己烷，如因特殊情况，造成大量的苯进入氧化过程，将导致苯氧化生成焦油，特别在有酮等物质存在下，会加速苯的氧化。其原因是酮的氧化诱导
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了苯的氧化。此外，苯还有抑制环己烷氧化的作用。因此，严格控制苯加氢产物环己烷中苯的含量是极为重要的。要求烷凝固点≥6.0℃。
反应介质中醇酮进一步氧化，则转变为酸，并且醇酮比环己烷更容易氧化，因此要按规定严格控制烷蒸馏工序馏出液中的醇酮含量。
醇和酮也是环己烷氧化的引发剂，少量醇、酮存在，可以缩短反应的诱导期。这是因为它们被氧化成酸之前也会形成游离基，加快了环己烷氧化反应，故此，本装置氧化初开车时，为缩短反应的诱导期，可采取加醇酮作引发剂。
环己烷中的正庚烷等要严格控制，因为正庚烷能与环己酮形成共沸物而带到己内酰胺产品中，会影响到己内酰胺的挥发性碱。
环己烷中的水份对反应也会有很大影响。在氧化系统中控制水蒸气的分压对减少结渣，延长运转周期有直接的影响，因此对环己烷应预先分出其中所夹带的水份，由尾气带出的环己烷也应分出水后再返回氧化系统。
d 气泡运动对反应的影响
气泡在液体中的运动速度是影响氧化反应的因素之一。一般认为，当气泡过小时，气泡在液体中运动的速度慢，气泡外膜的更新速度也就慢，出于界面上的液体醇、酮的浓度就高，再接触发生深度氧化的可能性增加，酸的产率上升。
如果气泡能迅速在液体中运动，则表面能不断更新，反应生成物迅速转入液相，使气泡的界面上醇酮浓度不致于高出整个液体的浓度。
本装置的氧化釜底部设置有同心环形分布器，空气从不同角度的小孔吹入，能够保证很好的气液接触，同时，为了保证上升的气泡和液体能充分的混合，反应器都装有一台涡轮式搅拌器，强化了气泡在液体中的运动。 ② 分解反应：
a 温度的影响：
温度越高，分解反应速度越快，分解越完全，但同时，环己酮在碱性条件下的缩合也相应增加。温度低，分解反应慢，反应不完全，适宜的分解温度要视工艺要求与特点进行选择。实际操作中，要求其温度控制在85~95℃之间。
b 碱度的影响：
分解反应是在碱性条件下进行的，碱度要使环己基过氧化氢充分分解，得到环己酮和环己醇，碱度过低，分解反应不完全，碱度过高，会使环己酮和环己醇缩合产生黑褐色胶状产物，影响收率。
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c 相比的影响：
反应在有机相和无机相间进行，适当的相比，可以获得足够的接触面积，无机相的量太多，就要引入过量的水到过程中，增加了水的循环和消耗，同时也增加了后续过程的负荷，无机相量太少，相间的分散面积不够，碱度增加，同时还影响反应速度。
d 搅拌的影响：
搅拌的目的是保证有机相和无机相之间充分接触面积，使无机相完全分散，以利反应的进行。
（3）生产方法及工艺路线
环己烷氧化装置采用荷兰斯达米卡本的专利技术。以环己烷为原料，采用无催化空气氧化、醋酸钴催化低温分解制得环己酮和环己醇。 ① 工艺路线
环己烷氧化成环己基过氧化氢，环己基过氧化氢低温分解成环己醇和环己酮。在氧化反应和分解反应过程中所产生的酸也同时在分解反应器中中和。氧化后产物经分解、分离、环己烷蒸馏、皂化、酮/醇精馏、环己醇转化等工序，最后得到环己酮产品。
与国内许多大学及研究机构合作在环己烷氧化部分采用了多项新技术。 ② 工艺技术特点
工艺可靠、已工业化。采用环己烷液相无催化空气氧化醋酸钴催化低温分解的工艺路线，氧化反应温度155~170℃，反应压力1.05MPa（G）。因反应过程不加催化剂，因而避免了结渣的危害，氧化釜和分解器生产周期可达两年。
尽管工艺属于有机氧化过程，但仍可得到较高的收率。
分解采用新开发的低温分解技术，反应温度88℃，反应压力0.3MPa，在碱液中加入水溶性钴盐催化剂极少（1PPm以下），减少了副反应，增加了收率。 ③ 安全方面的特点
在装置的布局上，将易燃易爆的5H部分（氧化高压装置）单独布置在厂区的东侧。根据国外专利商的要求，以氧化高压装置为中心的90米半径内不布置有明火的装置或人员较多的车间。对于易燃易爆的石油液化气、环己烷等贮罐，均布置在厂区边缘，并设有消防设施，以确保安全。
为保证安全生产，全厂设置高压氮气（10.0MPa）系统。其任务之一是为环己烷氧化装置的事故处理时使用。紧急事故处理时需1.8MPa的氮气3000Nm/h，约半小时完成。贮存的高压氮气容量为11300Nm，可满足两次事故处理的氮气用量。
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