環(huán)己烷工藝基礎(chǔ)培訓(xùn)課件

環(huán)己烷工藝基礎(chǔ)培訓(xùn)1第一章前言環(huán)己烷（Cyclohexane）是一種化學(xué)溶劑，其主要生產(chǎn)方法是以石油苯為原料，在一定的溫度、壓力和催化劑條件作用下，通過加氫制得。工業(yè)上是生產(chǎn)尼龍66鹽的主要原料；可用作橡膠，涂料清漆用溶劑；亦可用于有機(jī)合成和溫度計(jì)校正的標(biāo)準(zhǔn)溶液等。在一定的條件下其空氣氧化產(chǎn)物主要有環(huán)己醇、環(huán)己酮和己二酸等混合物；用三氯化鋁作催化劑與乙烯反應(yīng)可生成乙基環(huán)己烷、二甲基環(huán)己烷、二乙基環(huán)己烷和四甲基環(huán)己烷。同時(shí)在日光或紫外線照射下與鹵素作用可生成鹵化物。2第二章產(chǎn)品說明2.1、生產(chǎn)能力環(huán)己烷：100000t/a生產(chǎn)時(shí)間：8000h/a2.2安全、衛(wèi)生對(duì)眼睛和上呼吸道有輕度刺激作用，持續(xù)吸入可引起頭昏、惡心、倦睡和其他一些麻醉癥狀。液體污染皮膚可引起癢感。工作場所空氣中最高允許濃度100mg/m3。3第二章產(chǎn)品說明2.4環(huán)己烷執(zhí)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SH/T1673—19995第三章原材料說明3.1物理性質(zhì)a、外觀：無色至淡黃色易揮發(fā)液體，具有高折射性和強(qiáng)烈芳香味。b、相對(duì)密度：d420=0.8790c、凝固點(diǎn)：5.53℃d、沸點(diǎn)：80.1℃e、折光率：nD20=1.5011n25D=1.4979f、閃點(diǎn)：-11℃（閉杯）g、自燃點(diǎn)：562.22℃h、于乙醇、醚、乙醚、甲醇、丙酮、丙酮、二硫化碳和四氯化碳等有機(jī)溶劑互溶，微溶于水。i、爆炸級(jí)限：1.2～8.0（V%）6第三章原材料說明3.2化學(xué)性質(zhì)a、分子式：C6H6b、結(jié)構(gòu)式：c、分子量：78d、化學(xué)特性：苯參加的化學(xué)反應(yīng)主要分為三類：第一類是其它基和苯環(huán)上氫原子的取代反應(yīng)；第二是發(fā)生在碳—碳間雙鍵上的加成反應(yīng)；第三類是苯環(huán)的斷裂反應(yīng)。e、苯的主要規(guī)格見下表：（執(zhí)行國家標(biāo)準(zhǔn)GB3045—89）序號(hào) 項(xiàng)目名稱 指標(biāo)1 外觀 透明液體，無不溶水及機(jī)械雜質(zhì)2 密度20℃，g/cm3 0.876～0.8813 結(jié)晶點(diǎn)℃ ≥5.07第三章原材料說明3.3安全衛(wèi)生苯是一種易揮發(fā)性液體，暴露于空氣很容易擴(kuò)散到大氣中。主要是通過肺呼吸道及皮膚接觸而進(jìn)入體內(nèi)，從而引起苯的慢性中毒。當(dāng)苯蒸汽吸入足夠量時(shí)，輕者會(huì)引起頭痛、頭暈、欲睡、甚至昏迷、失去知覺的慢性中毒。為了減少引起中毒的危險(xiǎn)，當(dāng)開始嗅出苯的氣味（1.5mg/kg）時(shí)要引起足夠的重視，接觸苯時(shí)，要嚴(yán)格勞保著裝，戴好防的毒面具，必要時(shí)需進(jìn)行身體體格檢查。要嚴(yán)格檢查和處理含苯的設(shè)備、管道，保證其完好性、氣密性。對(duì)有苯存在的工作環(huán)境要定期檢查苯的濃度。當(dāng)與苯接觸時(shí)，需戴好防的毒面具及防護(hù)手套。濾毒型防毒面具只能對(duì)低濃度、短時(shí)間有效。采用管道輸送新鮮空氣或自給型的吸收裝置比防毒面具好。與苯接觸過的衣物應(yīng)及時(shí)更換并置于通風(fēng)處，人員要及時(shí)洗澡沖洗?？諝庵斜降脑试S濃度應(yīng)≤40mg/m3。8第三章原材料說明氫氣規(guī)格序號(hào) 項(xiàng)目名稱

指標(biāo)１ 純度（含氫量）％

≥97.5２ ＣＯ２＋ＣＯmg／kg

≤５０３ 硫mg/kg

≤１０４ 氯、氧 無10第三章原材料說明序號(hào) 名稱

溫度℃

壓力MPa（表） 其它1 高壓氮

常溫

≥1.6 2 低壓氮

常溫

≥0.6 3 工業(yè)水

≤30

≥0.4 4 循環(huán)水

32

≥0.4 5 冷凍水

7

≥0.4 6 低壓蒸汽

170

0.8 7 儀表空氣

常溫

0.45

無油無塵露點(diǎn)-22℃8 電

—

—

380V，220V12第四章生產(chǎn)原理在苯加氫過程中，首先是氫分子在催化劑表面受到兩個(gè)活性中心吸附而變形，造成氫原子之間鍵的斷裂，從而發(fā)生氫的離解。

Ni

H2=============2H++2e苯分子在鎳原子表面上，由于結(jié)構(gòu)上的適應(yīng)，苯環(huán)上的碳原子被催化劑表面的活化中心吸引，在活化中心拉力的作用下，使苯環(huán)上的三個(gè)鍵減弱而活化，并接收表面氫所放出的電子而使苯環(huán)離子化，帶上負(fù)電。這樣，在催化劑的表面上，被吸引的和活化了的苯分子隨著活化中心移動(dòng)，帶有兩種相反電荷的離子彼此吸引而中和各自的電性，同時(shí)活化了的π鍵，被活性氫原子所飽和，從而完成了苯環(huán)的加氫反應(yīng)。14第四章生產(chǎn)原理苯加氫反應(yīng)是一個(gè)復(fù)雜的反應(yīng)體系。在反應(yīng)條件下,苯與氫可能發(fā)生以下各種反應(yīng)[2～4]。上述各反應(yīng)都在500K的反應(yīng)溫度下進(jìn)行。其中,反應(yīng)(1)為主反應(yīng),生成目的產(chǎn)物環(huán)己烷;反應(yīng)(2)是苯的加氫裂解,最終產(chǎn)物為碳和甲烷;反應(yīng)(3)是環(huán)己烷的異構(gòu)化;反應(yīng)(4)則是環(huán)己烷的裂解反應(yīng)。對(duì)于苯而言,反應(yīng)(1)和(2)是平行反應(yīng)。盡管反應(yīng)(1)和(3)均為可逆反應(yīng),但前者為放熱反應(yīng),后者為吸熱反應(yīng),這就導(dǎo)致溫度對(duì)反應(yīng)的影響各不相同。15第四章生產(chǎn)原理苯與氫在催化劑表面進(jìn)行加氫反應(yīng)的過程，一般有以下幾個(gè)步驟：（1）、苯加氫的氣體主流擴(kuò)散到催化劑顆粒的外表面；（2）、苯氫組分從顆粒外表面通過微孔擴(kuò)散到催化劑顆粒的內(nèi)表面；（3）、苯、氫組分在內(nèi)表面吸附；（4）、被吸附的苯、氫組分在內(nèi)表面上進(jìn)行加氫反應(yīng)，生成環(huán)己烷；（5）、環(huán)己烷組分在內(nèi)表面脫附；（6）、環(huán)己烷組分從催化劑顆粒內(nèi)表面通過微孔擴(kuò)散到催化劑顆粒的外表面；（7）、反應(yīng)生成物環(huán)己烷從催化劑顆粒的外表面擴(kuò)散到氣體主流中。16反應(yīng)影響因素

反應(yīng)器結(jié)構(gòu)的影響苯加氫反應(yīng)是在固定床列管反應(yīng)器中進(jìn)行的放熱反應(yīng)，以管間熱水汽化的方式移出反應(yīng)熱。反應(yīng)器裂管管經(jīng)過大時(shí)，管中心氣流的反應(yīng)熱將很難及時(shí)地傳遞給金屬管壁，管經(jīng)越大，管中心與管壁的溫差就越大，即徑向溫度梯度越大，就容易造成裂中心局部過熱，造成副反應(yīng)增多，并且容易燒壞觸媒。為了保證經(jīng)向溫度的均勻，管徑應(yīng)越小越好，但裝填一定數(shù)量的催化劑，就需要增加裂管數(shù)，也就增加了設(shè)備制造的材料和費(fèi)用。所以，必須綜合考慮，以確定最佳管徑。17反應(yīng)影響因素氫苯比的影響苯及氫反應(yīng)理論上氫、苯摩爾比為3：1，反應(yīng)物濃度越大，有利于向生成物（環(huán)己烷）方向進(jìn)行。實(shí)際生產(chǎn)中，為了使反應(yīng)更完全，提高轉(zhuǎn)化率，往往采用使氫氣過量的方法。提高氫氣用量也有利于移走反應(yīng)熱和移出產(chǎn)物。18反應(yīng)影響因素壓力的影響苯加氫反應(yīng)是體積縮小的反應(yīng)，升高壓力對(duì)反應(yīng)有利，使反應(yīng)住更趨于完全，而且提高壓力使反應(yīng)物分子濃度增高，強(qiáng)化反應(yīng)過程，加快反應(yīng)速度，提高氫氣利用率，且能縮小設(shè)備尺寸。但壓力過大，對(duì)設(shè)備要求也將提高，將增加設(shè)備投資。因此，應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)膲毫M(jìn)行苯加氫反應(yīng)。本裝置苯加氫系統(tǒng)反應(yīng)壓力為0.50～1.0MPa。20反應(yīng)影響因素原料純度季及毒物的影響原料中硫的存在對(duì)催化劑影響很的大，它與金屬鎳生成穩(wěn)定的硫化鎳，造成催化劑永久性中毒；為了確保催化劑活性和裝置操作人員的安全，必須嚴(yán)格控制氫氣中的CO含量，CO含量過高，一則會(huì)造成催化劑中毒，二則易在低溫下生成易暴的危及操作人員生命的碳化鎳，同時(shí)，催化劑對(duì)苯