[发明专利]一种苯选择性加氢反应系统及方法

说明书

本发明提供了一种苯选择性加氢反应系统及方法，包括依次连接的苯精制器、第一加氢反应器以及第二加氢反应器和分离器；其中，第一加氢反应器设置有第一进口，第一出口，第二加氢反应器设置有第二进口，第二出口；第一进口与苯精制器的出料口连接；第一出口与第二进口连接；第二出口与分离器连接；催化剂出口与第一加氢反应器连接以用于循环使用；第一加氢反应器与第二加氢反应器内部均设置有微界面机组，微界面机组用于分散破碎氢气成直径成微米级别的微气泡。本发明的苯选择性加氢反应系统，通过在反应器内部设置了微界面机组后，增大了氢气与液相物料之间的传质面积，降低了反应温度和压力，提高了环己烯的收率，增加了系统的安全性。

技术领域

本发明属于微界面强化反应技术领域，具体涉及一种苯选择性加氢反应系统及方法。

背景技术

随着合成纤维和尼龙66聚酰胺工业的发展，苯选择性加氢制环己烯相比传统的苯完全加氢工艺具有经济、安全、环保的优势，是近年来化工领域中一个重要的研究方向，越来越受到人们的重视。苯选择性加氢制备环己烯的现有工艺流程为：苯、氢气、催化剂在两台串联的且带有搅拌的反应器内进行，反应器通常采用鼓泡式氧化反应器，气泡直接通常大于3mm，乃至厘米级，其传质界相面积有限，气体利用率低以致反应效率偏低，为强化气液传质，鼓泡反应器一般在塔内增设塔板、静态混合器等内件以加强混合，然而混合后的气泡直径通常为3-30mm，所提供的相界面积和传质系数(液侧、气侧)有限，故反应性能较难获得突破性的提高，进而影响了反应的整体效率，为了保证反应的均匀性，需要气、液、固三相能充分混合，因此，现有技术对反应器内搅拌的要求较高，需要较大的搅拌动能，才能保证气、液、固三相的混合，能耗大且反应效率低，另外，由于反应过程中温度和压力过高，导致副产物增多，环己烯的收率低、能耗高且系统危险性提高。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

鉴于此，本发明的第一目的在于提供一种苯选择性加氢反应系统，该反应系统在第一加氢反应器和第二加氢反应器内部设置微界面机组，通过设置了微界面机组后，一方面可以将氢气分散破碎成直径微米级的微气泡，增加氢气和液相物料之间的相界面积，使得传质空间充分满足，而且增加了氢气在液相中的停留时间，降低了氢气的耗量，从而大幅提高反应效率、显著降低反应过程的能耗；另一方面降低了反应温度以及压力，从而提高了环己烯的收率，而且减少了能耗，提高了系统安全性。

本发明的第二目的在于提供一种采用上述反应系统进行反应的方法，该方法的操作条件更加温和，在保证反应效率的同时降低了反应的温度和压力，而且安全性能高、能耗低，达到了比现有工艺更佳的反应效果。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

本发明提供了一种苯选择性加氢反应系统，包括依次连接的苯精制器、第一加氢反应器以及第二加氢反应器和分离器；其中，

所述苯精制器底部设置有出料口，所述第一加氢反应器设置有第一进口，第一出口，所述第二加氢反应器设置有第二进口，第二出口；所述第一进口与所述苯精制器的出料口连接；所述第一出口与所述第二进口连接；所述第二出口与所述分离器连接以用于分离反应产物中的催化剂；

所述分离器的底部设置有催化剂出口，所述催化剂出口与所述第一加氢反应器连接以用于催化剂进入所述第一加氢反应器内部循环使用；

所述第一加氢反应器与第二加氢反应器内部均设置有微界面机组，所述微界面机组用于分散破碎氢气成直径成微米级别的微气泡。

现有技术中，苯选择性加氢制备环己烯的反应存在以下问题：一方面，现有反应器的气液相传质面积有限，反应过程中，反应混合原料和氢气无法得到充分混合，能耗大而且反应效率低下；另一方面，由于反应过程中温度和压力过高，导致副产物增多，环己烯的收率低、能耗高且系统危险性提高。