[发明专利]一种环己酮生产铂催化加氢热能用于脱氢工艺的装置

说明书

技术领域

本发明属于化工技术领域，具体涉及一种环己酮生产铂催化加氢热能用于脱氢工艺的方法，更具体讲涉及一种苯气相铂催化加氢反应的反应热能用于环己醇脱氢反应工艺的装置。

背景技术

环己酮是一种重要的有机化工原料，主要作为生产己内酰胺与己二酸及其盐的中间体。环己醇脱氢反应生成环己酮是一个吸热的反应，每摩尔环己醇计反应吸热为60.7kJ。提供环己醇脱氢反应热，通常采用的方法是用导热油炉加热导热油，把加热后的导热油用循环泵打入环己醇脱氢反应器，提供环己醇脱氢反应所需要的热量，保持脱氢反应温度。

苯气相铂催化加氢方法是工业上广泛采用的方法，即在固定床内以铂为催化剂，气相的苯与氢气在一定压力下通过催化剂床层，进行加氢反应生成环己烷。苯气相铂催化加氢是一个强放热的反应，苯加氢生成环己烷的反应热以每摩尔苯计为206kJ，反应热的利用方法通常为由绕流于反应管周围的载热导热油移出，导热油移出反应热首先用于苯汽化器加热汽化苯，再进废热锅炉副产低压蒸汽。

但是目前尚没有一种装置可以将苯催化加氢反应放出的热量用于环乙醇脱氢反应所需的热量。

发明内容

现有技术的环己醇脱氢反应的供热装置存在如下不足：

①利用加热炉对导热油升温，加热炉通常布置在离环己醇脱氢反应器较远的位置，导热油循环泵需要高扬程来满足生产需要；

②由于长途输送高温导热油的管路热损失非常可观，通常约为导热油所载热量的10～15％；燃油、燃煤或燃气导热油炉排出的热烟气带出大量热量，导致能量损耗。总之，用加热油炉提供环己醇脱氢反应所需要能量的方法能量综合利用热效率低；

③燃油、燃煤或燃气导热油炉排出的烟气要进行处理达标排放，否则会带来环境污染；

本发明的目的是提供一种环己酮生产铂催化加氢热能用于脱氢工艺的装置，解决了现有技术中存在热能利用率低和减少废气排放的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种环己酮生产铂催化加氢产生的热能用于脱氢工艺的装置，该装置包括苯蒸发器、蒸汽发生器、加氢反应器、脱氢反应器、加氢热油循环泵和脱氢热油循环泵，其中：

苯蒸发器上部的导热油输出端与蒸汽发生器相连，所述蒸汽发生器的一个导热油输出端分别与加氢热油循环泵和脱氢热油循环泵相连；

所述加氢热油循环泵的导热油输出端与加氢反应器的壳层下部相连；所述加氢反应器的中上部设有壳层隔板，该壳层隔板下方的导热油输出端分为两个支路，一个支路与苯蒸发器下部相连，另一个支路通过流量调节器与加氢反应器壳层隔板上方的导热油输入端相连；

所述脱氢反应器上部的导热油输入端与所述壳层隔板上方的导热油输出端相连，脱氢反应器中部的导热油输出端依次通过管道和第一阀门与脱氢热油循环泵的输入端相连，所述脱氢反应器下部的导热油输出端依次通过管道和第一阀门与脱氢热油循环泵的输入端相连；

所述脱氢热油循环泵的输出端通过管道与加氢反应器壳层隔板上方的导热油输入端相连；

通过该装置可以将加氢反应器催化加氢获得的热能用于脱氢工艺。

在一些实施方案中，壳层隔板上方导热油输出端的管道上还设有两个支路，第一支路通过管道与苯蒸发器下部的导热油输入端相连，第二支路通过管道与脱氢热油循环泵的输出端相连。壳层隔板上方导热油输出端的管道上以及与管道相连的两个支路上均设有调节阀。

在一些实施方案中，壳层隔板上方导热油输出端管道上的调节阀和脱氢反应器上部的输入端之间还设有第二阀门。脱氢反应器还可以外接导热油，外接导热油是通过在第二阀门和脱氢反应器之间设有管道输送来自加热炉中的导热油，该管道上还设有第三阀门。

在另一些实施方案中，脱氢反应器中部和底部的导热油输出端均通过第四阀门与加热炉相连。

在一些实施方案中，所述脱氢反应器上部的导热油输入端与壳层隔板上方的导热油输出端相连的管道上设有升温器，该升温器外接热能。

本发明所述的环己酮生产铂催化加氢热能用于脱氢工艺的装置中，苯气相铂催化加氢方法反应温度范围为220～400℃，由于铂催化加氢反应压力高，反应温度高，且铂催化剂在氢气质量和苯质量较好的情况下寿命可以达到10～20年，反应器内热点移动慢，通常情况是，反应器内加氢反应热点在上部，其热点温度约380℃，控制范围360-390℃，在加氢反应器的中上部设置一块壳层隔板，将加氢反应器壳程分成上下两部分，从上部的出来的热油温度可以超过240℃。此热油可以根据脱氢反应使用催化剂的情况直接或升温后用于环己醇脱氢反应。