苯加氢制环己烷工艺及改进

第２８卷第３期２００７年６月

化学工业与工程技术

ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｅｍｉｃａｌＩｎｄｕｓｔｒｙ＆Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ

Ｖ０１．２８ＮＯ．３

Ａｐｒ．，２００７苯加氢制环己烷工艺及改进

王玉清

（南化公司苯化工部，江苏南京２１００４８）

摘要：综述了环己烷的生产工艺，介绍了国产铂系催化剂在苯加氢制环己烷装置中的应用，以及该装置投产时出现的问题和整改的情况。为大型苯加氢制环己烷生产装置的建设和国产铂系苯加氢催化

剂的推广提供了经验。

关键词：苯加氢；环己烷；国产铂系催化剂；工艺改进

中图分类号：ＴＱ２２１．１＋６文献标识码：Ａ文章编号：１００６—７９０６（２００７）０３—００４４—０３

Ｐｒｏｃｅｓｓｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｏｆｐｒｏｄｕｃｉｎｇｃｙｃｌｏｈｅｘａｎｅｂｙｂｅｎｚｅｎｅｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｉｏｎ

ＷａｎｇＹｕｑｉｎｇ

（ＮａｎｊｉｎｇＣｈｅｍｉｃａｌＩｎｄｕｓｔｒｉｅｓＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，ＢｅｎｚｅｎｅＤｅｐａｒｔｍｅｎｔ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００４８，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｃｙｃｌｏｈｅｘａｎｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｉｓｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ．Ｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｄｏｍｅｓｔｉｃｐｌａｔｉｎｕｍｃａｔａｌｙｓｔｉｎｐｒｏｄｕｃｉｎｇｃｙｃｉｏｈｅｘａｎｅｂｙｂｅｎｚｅｎｅｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｉｏｎ，ｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｓａｐｐｅａｒｉｎｇｉｎｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｍｅａｓｕｒｅｓａｒｅｄｅｓｃｒｉｂｅｄ，ｗｈｉｃｈｐｒｏｖｉｄｅｓｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅｆｏｒｔｈｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆｌａｒｇｅ－ｓｃａｌｅｐｌａｎｔｏｆｐｒｏｄｕｃｉｎｇｅｙｃｌｏｈｅｘａｎｅｂｙｂｅｎｚｅｎｅｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｅｘｔｅｎｓｉｏｎｏｆｄｏｍｅｓｔｉｃｐｌａｔｉｎｕｍｃａｔａｌｙｓｔ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｂｅｎｚｅｎｅｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｉｏｎ；Ｃｙｃｌｏｈｅｘａｎｅ；Ｄｏｍｅｓｔｉｃｐｌａｔｉｎｕｍｃａｔａｌｙｓｔ；Ｐｒｏｃｅｓｓｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ

环己烷是一种重要的有机化工原料，主要用于生产环己醇、环已酮、聚己内酰胺和聚己二酰己二胺等产品，是纤维素醚、树脂、蜡、沥青和橡胶的优良溶剂。

工业生产中，环己烷的生产方法分为苯加氢法和石油烃馏分的分馏精制法Ｉ＇ｌｌ。．苯加氢法是环己烷的主要生产方法，可分为液相法和气相法。液相苯加氢的工艺特点是反应稳定、平和，转化率和收率也很高；但必须要有后反应，能耗也较高，氢气的利用率仅为８５％；典型工艺有ＩＦＰ法、ＢＰ法和Ａｒｏｓａｔ法。气相苯加氢的工艺特点是工艺气体混合均匀，转化率和收率均很高，但反应激烈，易出现飞温现象；典型工艺有Ｂｒｘａｎｅ，ＡＲＣ０，ＵＯＰ，Ｈｏｕｄｒｙ，Ｈｙ—ｔｏｒａｙ法。苯加氢常用的催化剂有镍系和铂系２大类［２］。镍系催化剂价格低，但耐硫、耐热差，液体空速低（０．１ｎＯ．２ｈ＿１），使用寿命短（１年左右），环己烷选择性差，副产蒸汽压力低等，故多用于中小型生产装置。与镍系催化剂相比，铂系催化剂价格高，但耐硫性能好，中毒后可再生，耐热性好，环己烷选择性好，产品不需分离，液体空速可达１．０～２．０ｈ～，可副产中压蒸汽，使用寿命一般可达５年以上，故多用于大型生产装置，均为进口催化剂。近年，南化集团研究院成功开发了ＮＣＨｌ一１型铂系苯加氢催化剂，工业侧流实验表明，该催化剂的活性选择性和强度等主要性能指标均达到了国外同类催化剂产品的先进水平．诈通过了中国石化集团公司的成果鉴定‘引。

南化公司２００３年新建了１套６０ｋｔ／ａ环己酮装置，其环己烷的制备采用气相苯加氢工艺，有如下特点：（１）采用双反应器设计，反应完全，环己烷直接分离得到成品，循环氢浓度可控制较低，减少放空损失；（２）使用南化集团研究院开发并生产的高性能ＮＣＨｌ—ｌ型铂系苯加氢催化剂，是国内首家采用国

收稿日期：２００７一０４—１０

作者简介：王玉清（１９７３－－），女，吉林人。本科．工程师．现从事化工生产与管理＿丁作。

Ｅ－ｍａｉｌ：ｎｊｙｕｑｉｎ９７３＠１６３．ＣＯＩＴＩ

王玉清苯加氢制环己烷工艺及改进・

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产铂系苯加氢催化剂的生产装置；（３）为避免铂催化。剂失活、中毒，配置了苯干燥和脱硫反应器，以延长铂催化剂的使用寿命。

ｌ工艺流程

原料苯经进料热交换器送至苯干燥塔除水，使苯中含水量（质量分数，下同）小于或等于１００×ｌＯ～。合格的苯经苯预热器送至苯蒸发器，苯蒸发所需要热量由循环热油提供。新鲜氢、循环氢和来自脱氢工序的氢气共３股氢气的混合物作为苯蒸发器氢气进料，苯蒸发器顶部苯、氢混合气进入加氢主反应器，经脱硫反应器脱除生成的硫化氢，未反应的苯在装有铂催化剂的绝热式后反应器内进一步反应完全，生成环己烷。加氢主反应器中反应热由循环热油移走，后反应器出来的混合气体先后经苯预热器、苯进料换热器和成品冷凝器冷凝冷却，在环己烷气液分离器中进行气液分离，得到产品环己烷。绝大部分气相经循环氢压机去苯蒸发器作为氢气进料，少部分气体经深冷器深冷后，经吸附排空。

工艺流程如图１。

图１苯加氢制环己烷工艺流程

１一苯进料热交换器－２一苯干燥塔１３一苯水分离器；４－－苯干燥塔冷凝器；５一苯蒸发器；６一加氢前反应器；７－－脱硫反应器Ｉ

８一加氢后反应器；９一废热锅炉１１０－－苯预热器１１１一成品冷凝器；１２一环己烷冷却器ｆ１３一后冷却器｝１４－－分离器１１５－－油水分离器；

１６一吸附系统，１７一环己烷缓冲罐１１８一热油循环泵；１９一氢气循环压缩机

２试生产工艺情况

２．１苯干燥部分

对于铂系催化剂，介质中的水会以Ｈ：０及一０Ｈ的形式吸附在载体ＡＩ：ｏ。上，高温下也不易脱除，甚至会引起烧结，从而导致Ｐｔ／Ａｌｚ０。活性下降，而且不易恢复活性。本装置的原料苯来自扬子石化公司，苯中水含量在９００×１０～，要求经过干燥后苯中的含水量在１００×１０－６以下。在试生产过程中，苯干燥塔顶温在８６℃，比控制值７５～８２℃高，釜温在８８℃，比控制值８０～８６℃高，塔常压操作，苯中水含量在７００×１０～，塔顶水中油相过高，塔内的传质效果达不到设计要求。

２．２苯加氢反应部分

加氢部分设计苯投料量为１２ｍ３／ｈ，热点温度应在２００－－－３８０℃。试车时，按正常的氢油比，苯投料量至１．９ｍ３／ｈ时．热点温度（１＃温度点）达到２８８℃；苯投料量至２．４ｎ１３／ｈ时，热点温度（１＃温度点）达到４０２℃。增大氢油比，苯投料量也只能达到３．２ｍ３／ｈ，此时热点温度（１＃温度点）达４１３℃以下，２＃，３＃温度点温升较小；此时氢气总用量达到６０００ｍ３／ｈ，放空开度１００％，而该生产负荷下的氢气用量应为２９４０１＂１１３／ｈ；此时热油的流量为４００ｍ３／ｈ，温度只有１８２℃。同时苯的转化率也有明显的下降，见表１。

裹ｌ温度对ＮＣＨＩ—ｌ铂系苯加氢催化剂的影响

２．３热回收部分

系统产生的热由热油带入废热锅炉，应产生２．１ＭＰａ蒸汽。试车时，当废热锅炉压力达到１．９ＭＰａ时，发现废热锅炉给水的液位调节无效，给水量时有