[发明专利]一种使用苯气相加氢生产环己烷的装置及方法

说明书

本发明公开了一种使用苯气相加氢生产环己烷的装置及方法，该装置包括流程中设置的第一反应器、第二反应器、第三反应器,增加第三反应器确保产品环己烷中无残苯。本发明对第一反应器和第一汽包、第二反应器和第二汽包位置进行了优化设计，使反应产生的热量能尽快以蒸汽排出系统，苯加氢反应是放热反应，尽快移出热量对反应有利；同时采用新的催化剂制备技术对苯加氢反应的传统催化剂进行改型，提高催化剂活性组分分散度及比表面积，并对对苯加氢尾气循环的氢气流量进行优化，保证苯加氢的完全反应又使反应器床层的反应带拉长，使反应热点温度下降，降低了副反应。

技术领域

本发明涉及化工生产技术领域，尤其涉及一种使用苯气相加氢生产环己烷的装置及方法。

背景技术

原苯加氢生产环己烷的装置加氢反应器一直都沿用苯酚加氢生产环己醇的催化剂，催化剂的含镍量＞40％，改用于苯加氢生产环己烷装置后因反应温度高，热点超过230℃，造成催化剂粉碎，系统阻力上升，并且副反应多，甲基环戊烷含量在200-500ppm。因为催化剂床层的高温，汽包的副产蒸汽压力降至大气压，所有的副产蒸汽全排空，仍然不能解决反应器的床层温度高的问题。在上世纪七十年代开始用与催化剂颗粒尺寸一样的铝粒稀释，并加大循环氢流量，使上述问题得到缓解。随后的几十年一直沿用铝粒稀释，根据理论推算，铝粒与催化剂的比例要到7:1较合适，催化剂的颗粒是铝粒大小与催化剂相似，在7:1的比例混合后的均匀度差，出现只见铝粒，没看到催化剂的状况。由催化剂自身的活性没有得到有效稀释，催化剂颗粒中心的温度仍然高达260℃以上，所以仍然出现催化剂颗粒粉碎，反应器阻力上升，副产甲基环戊烷仍有200-300ppm。流程中设置二台反应器，由于催化剂高温粉碎失活，造成部分换热管阻塞，剩余换热管的气速上升，出现部分苯未转化使产品环己烷中的苯含量上升。由于反应温度高，需要降低汽包的蒸汽压力来降低汽包水温来降低反应器床层温度，使汽包的副产蒸汽压力偏低而不能回收利用，在用新催化剂开工生产的很长一段时间，副产的蒸汽需要现场排空，所以现提出一种使用苯气相加氢生产环己烷的装置。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种使用苯气相加氢生产环己烷的装置及方法。

本发明提出的一种使用苯气相加氢生产环己烷的装置，包括依次串联设置的苯汽化器、第一反应器、第二反应器、第三反应器、尾气新氢换热器、尾气冷凝器和产品烷槽，所述苯汽化器通过管路连接有苯预热器和苯加料泵，所述苯加料泵连接有苯槽，靠近第一反应器和第二反应器位置处设有第一汽包和第二汽包，所述尾气新氢换热器的尾端连接有氢气混合罐，且氢气混合罐进料端连接有氢气阻燃器，所述尾气新氢换热器的顶端与苯汽化器的尾端连接，所述尾气冷凝器连接有尾气分离器，且尾气分离器一端连接有尾气缓冲罐，所述尾气缓冲罐连接有尾气循环压缩机，且尾气循环压缩机一端与尾气混合罐连接，苯由苯槽释放，在苯加料泵作用经苯预热器预热，再由苯汽化器汽化，氢气由氢气阻燃器供入，再由氢气混合罐混合，经过尾气新氢换热器和苯汽化器后，与汽化苯共同经过第一反应器、第二反应器和第三反应器，再由尾气新氢换热器排出，经过尾气冷凝器冷凝分离，将产品导入产品烷槽中，多余的氢气经过尾气分离器分离，再经由尾气缓冲罐回收。

本发明中的有益效果为：

通过反应器结构的改进，对汽包与反应器相对位置的调整，汽包与反应器的气相管与液相管的设置改进，反应产生的热量将水变成蒸汽排出，并将蒸汽尽快移出系统，苯加氢反应是放热反应，尽快移出热量对反应有利，增加第三反应器确保产品环己烷中无残苯，并且可以将加氢前反应器催化剂的活性得到充分利用，直至没有活性再进行更换，相当于延长了催化剂的使用寿命，对苯加氢的催化剂进行了降低其活性的改进；调整了苯加氢尾气的循环流量，拉长了反应带，反应热点温度下降，降低了副反应，使产品环己烷的质量得到提什。由于反应热点温度的下降，反应器壳程的副产蒸汽压力相应得到了提升，副产蒸汽能回到蒸汽系统管网，全部回收利用，节能效益显著。

优选地，所述第一反应器和第二反应器均包括反应器罐，且反应器罐内壁设有等距离分布的环形扰流板，相邻两个环形扰流板之间位置处设置有圆形扰流板。