余超

    (中石化上海工程有限公司，上海 200120)

    环己酮是合成己内酰胺、尼龙和己二酸等化工产品的重要有机化工原料，也是油漆、农药、染料等领域的重要溶剂。工业生产中，环己酮主要通过环己醇在催化剂作用下经脱氢反应制得[1-2]。反应后的产物先经过气液分离除去氢气，液相粗醇酮经轻塔、酮塔、醇塔进行脱轻、脱重后得到产品环己酮，并将未反应的环己醇分离循环回脱氢反应器重复使用，所得副产物重组分作为副产品外卖。实际分离过程中，普遍存在操作温度高、能耗高、回流比高等问题，因此，节能降耗已成为环己酮装置降本增效的重要手段。

    近年来，基于完全热耦合技术建立的隔壁塔用于降低能量消耗已被广泛关注[3]。相比于共沸精馏、萃取精馏等分离方式，完全热耦合技术无需加入第三组分，从而减少了分离能耗。隔壁塔是应用完全热耦合技术搭建塔结构的典型代表，在用于三组分或四组分物料的分离时可有效避免反混[4]，相对于普通双塔精馏可节省30%以上能耗，对于特定物料甚至节能60%以上，同时还可节省设备投资30%[5-6]。胡亚文等[7]将隔壁塔应用于某2.6×106t/a甲烷氯化物装置的多氯甲烷分离过程，模拟研究结果表明相对于常规双塔精馏，隔壁塔冷凝器、再沸器负荷分别减少17.98%和23.01%，具有较好的节能效果。朱登磊等[8]通过对乙醇/正丙醇/正丁醇体系进行Petlyuk塔模拟优化，获得了合适的塔板数、回流比等参数，并在优化参数基础下乙醇、正丙醇和正丁醇的纯度分别可达到98.9%、98.7%和99.0%，在节约能耗的同时完成了分离要求。此外，目前已投实际生产运行的隔壁塔已超过250座，涉及的领域包括苯/甲苯重整分离装置、液化石油气/燃料气分离装置、苯/汽油分离装置、丁二烯萃取装置以及石脑油吸附分离装置等[9]，但迄今为止未发现有将隔壁塔体系应用于环己酮装置醇酮精馏单元的文献报道。

    本文以某实际运行2×106t/a环己酮装置醇酮精馏单元为研究对象，通过Aspen Plus软件的Petlyuk模型对环己酮分离流程进行研究，并通过灵敏度分析对各参数进行优化，将所得结果与常规双塔精馏过程进行对比，给出隔壁塔在环己酮装置醇酮精馏单元节能降耗、减少投资及占地面积的优势，为环己酮装置降本增效提供新的改进思路。

    1 流程与模拟简介

    1.1 流程简介

    以某2×106t/a环己酮装置醇酮精馏单元为对象进行研究，主要流程如下：来自环己醇脱氢反应器的反应产物经气液分离除去氢气后，液相粗醇酮送入轻塔除去轻杂质，轻塔塔顶为轻质油 ......