1、2023年07月|147氧化的方式提取环己醇和环己酮的混合物，与硝酸反应，直接生成己二酸。1.1 硝酸氧化法通过铜、钒催化剂的应用，最终可生成己二酸，其收率较高，可达到 90%以上，且得到的副产物有戊二酸和丁二酸。研究发现，国内己二酸生产工艺主要采用串联操作实现，将温度调节至合理范围后，使用的是卧式真空绝热蒸发结晶器，利用吸收塔吸收氧化产生的尾气。实际操作中发现，上述型号结晶器具有一定的不足之处，容易结垢，尤其在硝酸反应下，产生了大量氮氧化合物。有技术人员结合上述情况，对己二酸结晶系统进行改进，更换为新型的常压结晶器，更换后，解决了定期清洗问题。同时，更换了氧化反应器，用低温反应器代替现有的氧
2、化反应器；因此，取得了一定的成效。进一步研究发现，硝酸氧化产生的污染问题得到众多研究人员的关注和重视，纷纷就空气氧化问题展开探究，旨在探寻新型的氧化剂，从而降低污染程度。有国外研究人员提出了空气氧化法制己二酸，改善了环境污染问题，但己二酸转0 引言己二酸酸味持久，自身性能较好，应用优势明显，可用于生产各种脂类产品，可用做食品、饮料酸化剂，同时，己二酸也是医药、合成革、合成染料的原料。近年来，我国己二酸需求量持续增加，为满足使用需求，持续改进己二酸的生产工艺，常规生产工艺为在 V、Cu 催化条件下，硝酸氧化环己醇经由结晶、离心、干燥等多套工序进行加工和生产，最终可得到成品己二酸；为持续提升己二酸
3、产量，进行结晶系统扩容设计和优化可进一步提高己二酸产品质量。1 关于己二酸生产工艺研究分析己二酸应用情况发现，己二酸可生成盐反应、酰胺化反应等多种反应，与二元胺缩聚结合可反应生成聚合物。实践应用发现，己二酸成分中的 2-乙基乙脂、2-乙基辛酯，可做低温润滑剂使用。己二酸在食品中添加和应用，可延长食品的保质期限；在尼龙等纤维材料中使用，不易发霉，强度较高，耐腐蚀性能好。研究发现，常规的己二酸生产工艺均是将苯作为原料的，将苯催化加氢后制成环己烷，之后利用空气己二酸结晶系统扩容的设计与优化探究陈英雷(山东华鲁恒升化工股份有限公司，山东 德州 253000)摘要：己二酸属于有机二元酸，在工业领域广泛应
4、用。当前，己二酸在有机合成工业、润滑剂制造业、化工企业中的应用优势逐渐突显出来。基于中国己二酸装置创新应用，进一步增加了己二酸产量，但满足工业使用同时，伴有产能过剩问题。根据己二酸结晶系统使用现状，进一步进行系统扩容设计，可提高己二酸结晶处理能力，提高产能利用率，同时保证效益。在系统扩容设计中重点增加了蒸发结晶装置，大大提升了结晶器的产能，保证了己二酸产量。基于此，文章就己二酸生产工艺进行研究，分析了己二酸结晶系统现状，并提出具体的优化方法。关键词：己二酸；结晶系统；扩容设计；生产工艺中图分类号：TQ225.146文献标志码：A 文章编号：1008-4800(2023)19-0147-03DO
5、I:10.19900/ki.ISSN1008-4800.2023.19.040Capacity Expansion Design of the Apic Acid Crystallization SystemCHEN Ying-lei(Shandong Hualuhengsheng Group Co.,Ltd.,Dezhou 253000,China)Abstract:Apic acid belongs to organic binary acid,which is widely used in the industrial field.At present,the application a
6、dvantages of adipic acid in organic synthetic industry,lubricant manufacturing industry and chemical enterprises are gradually highlighted.Based on the innovative application of adipic acid device in China,the production of adipic acid is further increased,but it meets the industrial use,accompanied
7、 by the problem of overcapacity.According to the current situation of the adipic acid crystallization system,the further system expansion design can improve the processing capacity of adipic acid crystallization,improve the capacity utilization rate,and ensure the efficiency.In the capacity expansio
8、n design of the system,the evaporation crystallization device is mainly added,which greatly increases the load of the crystallizer and ensures the production of adipic acid.Based on this,this paper studies the adipic acid production process,analyzes the current situation of the adipic acid crystalli
9、zation system,and puts forward the specific optimization method.Keywords:adipic acid;crystallization system;capacity expansion design;production process工艺管控148|2023年07月量。同时，通过提升活性炭品质控制己二酸的铁含量，主要是优化活性炭工艺，改造煅烧碳化、研磨等工序，优化酸洗、水洗工序等，切实提升活性炭吸附铁离子的稳定性；经实验发现，用湿炭代替传统的活性炭更为理想。此外，更换了易腐蚀材料，通过改造硝酸回收工艺，降低腐蚀性，将吸收塔下
10、部塔盘更换为钛材料，改善腐蚀情况；进而减少铁离子进入，保证己二酸生产安全性和稳定性。2 分析己二酸结晶系统现状己二酸结晶设备形式多种多样，最常使用的是带有 9 个隔室的结晶器，每个隔室有虹吸管连接，在隔室顶部安装了冷凝器和喷射器，进而营造出真空的状态；在绝热蒸发原理下，将结晶析出。一般情况下，将混合液的温度控制在 100 左右，混合液从第一个隔室逐渐进入到其他隔室中，通过隔室的调节阀进行温度控制，按照温度先升高，后降低的原则进行调整。同时，每个隔室设置了搅拌器，旨在确保物料均匀分布。分析发现，己二酸结晶过程中存在晶体结疤的情况，为改善此种现象，在结晶器隔室中装设了搅拌器，进而防止结疤，在搅拌作
11、用下，对己二酸的形成速度和晶体的生长状态均产生一定的影响。己二酸结晶器本身带有控制温度的装置，但相邻隔间温度值有一定的差异性，且温度由前到后开始下降。为保证结晶器各个隔室温度均衡，对各室压力进行控制，确保结晶负荷均衡情况下，保证己二酸结晶生产速度均衡，避免出现较大的结晶块2。进一步研究认为，有必要通过技术改造，解决己二酸结晶系统负荷处理问题。3 己二酸结晶系统扩容的设计与优化思路3.1 结晶系统搅拌器改造研究表明，己二酸结晶增长较快的隔室主要是第六、第七、第八隔室，与结晶器运行周期密切相关；研究发现，上述隔室中的浆料成分相对不稳定，导致结晶过度成长。使用不同搅拌器发现，轴流式推进式搅拌器使用效
12、果理想，能够有效处理结晶状态的己二酸浆料，搅拌转速适宜，搅拌效果理想。在此技术上，相关研究人员建议增加电机变频器，即在轴流式推进式搅拌器的电机上安装变频器，设定转速为 500 r/min，结合实际情况可调节至 400 r/min 或 600 r/min；将搅拌叶轮直径增加到 400 mm；实际操作发现，按照上述参数进行设置，搅拌效果很理想，物料流动状态很好。将叶轮直径扩大、将变频降低，取得了预期的搅拌效果3。同时，大大提升了己二酸结晶器处理能力，延长了结晶器的运转周期，提高了结晶器的负荷，但在设计和优化方面，仍要持续改进己二酸装置，从根本上提高己二酸的产量，避免受相关因素的影响。化率不理想，且
13、工艺生产反应时间较长，反应后产生的杂质较多，成本较高。1.2 环己烷一步氧化法分析环己烷一步氧化法发现，此种工艺方法流程相对完善，无需加设硝酸装置，但对反应条件有一定的限制，低温反应容易引发爆炸，安全系数低，整体的生产能力较低。相关文献报道指出，将己二酸苯原料更换为葡萄糖，使用生物催化工艺生成己二酸，实践发现，反应时间在 48 h，己二酸产率较高，且工艺生产过程灵活，产生的污染小，可广泛的推广和应用。1.3 己二酸生产工艺局限及改进方法有实验结果表明，V(V)催化过程中，会生产生肟基、羟基氧化反应，其机理作用是改变了反应的活化能路径，进而提升己二酸选择性。而 Cu()催化作用则是通过抑制活化反
14、应抑制副产物生产的。因此，在上述两项催化反应作用下，进一步明确了己二酸的反应路径。研究发现，己二酸装置有应用期间面临着诸多的困境问题。1.3.1 改善氧化反应移热现象氧化反应移热问题主要是在氧化反应过程中，系统运行负荷加重，加之，反应器采用的是脱盐水循环原理，将反应热带走；此时，反应负荷进一步提升，增加了反应器内的己二酸含量，促使结晶点升高，增加了反应器盘管外壁结晶管热阻，降低了换热性能，难以有效移出反应热，进而制约了己二酸生产。为改善上述困境，持续改进己二酸装置，定期清理反应器盘管外壁结晶，减少热阻，提升传热系数稳定性1。同时，调整反应器冷却循环泵功率及相关参数，将循环水泵功率设定到 45
15、kW，将流量设定为 180 t/h，从而提高换热能力。1.3.2 优化尾气处理在尾气处理方面，由于反应机理作用下，会消耗一定量的 NOx，为保证消耗气体进行有效的回收利用，当己二酸装置反应产生 NOx时，需要及时补充氧气实现转化，并在液环压缩机作用下，把转化的气体传送到吸收塔中，最终进行回用；但回用处理期间，大量尾气排入大气中，造成环境污染问题。为解决或改善上述问题，优化调整了压缩机入口的负压，从而提高亚硝气抽吸要求。同时，在亚硝气出口管线处装冷却夹套，保证冷却效果，进而降低硝酸损耗，提高己二酸装置尾气处理效果。1.3.3 控制己二酸产品铁含量为控制己二酸铁含量，对硫化床干燥进风装置进行改进，
16、改造空气过滤器的结构，于排气管线处加装精密的过滤器，避免因空气洁净度影响己二酸的铁含2023年07月|149效率，影响产量。为改善上述困境，优化建议：(1)更换掉工业水，使用高纯水，旨在降低夹套结污程度；(2)确保进行热交换的冷却水优化处理后回用，将其引入到己二酸生产系统中使用，进而控制己二酸的总生产成本。优化后的己二酸装置运行稳定，生产工序消耗的冷却水量减少，且不干扰整个装置的水平衡。分析效益发现，经过设计和优化改造，解决了己二酸装置点检测罐夹套结垢问题；降低了己二酸生产成本，取得了可观的收效；主要是节约了工业水用量，减少了污水的排放量，环境效益明显。因此，通过对己二酸结晶点检测系统运行问题进行改进，解决检测系统结垢问题同时，能够降低冷却水的消耗，有利于控制己二酸的生产成本。4 效果评价经过设计和优化改造，合理调整了己二酸结晶器搅拌器转速，扩大了叶轮直径，在装置运行过程中，减少了己二酸分子的摩擦和碰撞，制约了晶核的成长速度，有效改善了己二酸颗粒度。通过新增蒸发罐的方式，改变了原有隔室的容积，进一步控制了结晶颗粒的形态，同时，提升了结晶器的运行性能，保证运转周期稳定，提升了己二酸结晶器
