[发明专利]一种苯选择性加氢制备环己酮的智能反应系统及方法

说明书

本发明提供了一种苯选择性加氢制备环己酮的智能反应系统及方法，包括加氢反应器的侧壁设置有第一原料进口，第一原料进口设置有第一微界面发生器以用于分散破碎气体成气泡；加成反应器的侧壁设置有第二原料进口，第二原料进口设置有第二微界面发生器以用于分散破碎气体成气泡。智能控制系统包括智能控制单元、调节系统和催化剂自动投料系统。本发明的智能反应系统一方面通过设置了微界面发生器后，增大了氢气与液相物料之间的传质面积，提高了反应效率；并且降低了反应温度和压力，提高了整个系统的安全性和稳定性；另一方面通过智能控制系统实现全自动化控制，提高了工作效率，降低了工人劳动强度，提高了企业的自动化生产和管理水平。

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制备环己酮的智能反应系统及方法。

背景技术

环己酮是一种应用非常广泛的化工原料，在工业生产、日常生活中起着重要的作用，环己酮按其用途常分为酰胺用和非酰胺用两大类，其中有70％的酰胺用环己酮，占环己酮的大部分用量，人们常用的纤维尼龙6和尼龙66就是由酰胺用环己酮制备而来；由于环己酮具有高溶解性和低挥发等特点，还可作为有机溶剂使用，即非酰胺用环己酮，环己酮与其他溶剂混合使用，可调节系统蒸发速度；另外，环己酮在医药领域、防老化剂等方面亦有广泛的应用，综上可知，环己酮已经成为工业生产中非常重要的化工原料，尤其是聚酰胺行业。

苯选择性加氢制备环己酮是目前最新的环己酮生产工艺，主要有苯加氢反应生成环己烯，环己烯该套工艺以苯为原料，在负载钌催化剂催化下选择性加氢，生成环己烯，环己烯和醋酸在固体酸催化剂作用下发生酯化反应，反应生产醋酸环己酯。生产的醋酸环己酯和氢气在酮系催化剂发生加成反应，生成醋酸和环己醇，环己醇在脱氢催化剂作用下脱氢制得环己酮。该套工艺具有较高的转化率和选择性，几乎没有三废产生，具有较高的原子经济性。同时相较于环己烯水合法省去环己烷/环己烯的分离工艺，显著的降低了能耗。并且副产物乙醇可以用于其他化工生产，增加了产品附加值，增加了效益。然而，苯选择性加氢制备环己酮虽然有着明显的工艺优势，但也存在着一些缺陷：一方面，现有加氢反应器和加成反应器的气液相传质面积有限，反应过程中，氢气和液相物料无法得到充分混合，气液相之间的传质效率低下，反应效率低下，能耗高；同时，反应器内部的温度和压力较高，导致整套系统的安全性和稳定性大大的降低。另一方面由于该工艺自动化程度低，监管工作量大，处理过程中需要大量操作人员现场操作来完成整个过程，操作复杂、操作人员的劳动强度大，同时涉及到的人工添加催化剂，不但给操作人员带来了不便，而且危险性极高。

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制备环己酮的智能反应系统，该反应系统一方面通过在加氢反应器和加成反应器的原料进口设置微界面发生器后，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；同时降低了反应器内部的温度以及压力，从而提高了整套系统安全性和稳定性；另一方面通过智能控制系统实现全自动化控制，提高了工作效率，降低了工人劳动强度，提高了企业的自动化生产和管理水平。

本发明的第二目的在于提供一种采用上述智能反应系统制备环己酮的方法，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，而且自动化程度高、操作简便，达到了比现有工艺更佳的处理效果。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：