环己烷工艺基础培训课件

环己烷工艺基础培训1第一章前言环己烷（Cyclohexane）是一种化学溶剂，其主要生产方法是以石油苯为原料，在一定的温度、压力和催化剂条件作用下，通过加氢制得。工业上是生产尼龙66盐的主要原料；可用作橡胶，涂料清漆用溶剂；亦可用于有机合成和温度计校正的标准溶液等。在一定的条件下其空气氧化产物主要有环己醇、环己酮和己二酸等混合物；用三氯化铝作催化剂与乙烯反应可生成乙基环己烷、二甲基环己烷、二乙基环己烷和四甲基环己烷。同时在日光或紫外线照射下与卤素作用可生成卤化物。2第二章产品说明2.1、生产能力环己烷：100000t/a生产时间：8000h/a2.2安全、卫生对眼睛和上呼吸道有轻度刺激作用，持续吸入可引起头昏、恶心、倦睡和其他一些麻醉症状。液体污染皮肤可引起痒感。工作场所空气中最高允许浓度100mg/m3。3第二章产品说明2.4环己烷执行行业标准SH/T1673—19995第三章原材料说明3.1物理性质a、外观：无色至淡黄色易挥发液体，具有高折射性和强烈芳香味。b、相对密度：d420=0.8790c、凝固点：5.53℃d、沸点：80.1℃e、折光率：nD20=1.5011n25D=1.4979f、闪点：-11℃（闭杯）g、自燃点：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机溶剂互溶，微溶于水。i、爆炸级限：1.2～8.0（V%）6第三章原材料说明3.2化学性质a、分子式：C6H6b、结构式：c、分子量：78d、化学特性：苯参加的化学反应主要分为三类：第一类是其它基和苯环上氢原子的取代反应；第二是发生在碳—碳间双键上的加成反应；第三类是苯环的断裂反应。e、苯的主要规格见下表：（执行国家标准GB3045—89）序号 项目名称 指标1 外观 透明液体，无不溶水及机械杂质2 密度20℃，g/cm3 0.876～0.8813 结晶点℃ ≥5.07第三章原材料说明3.3安全卫生苯是一种易挥发性液体，暴露于空气很容易扩散到大气中。主要是通过肺呼吸道及皮肤接触而进入体内，从而引起苯的慢性中毒。当苯蒸汽吸入足够量时，轻者会引起头痛、头晕、欲睡、甚至昏迷、失去知觉的慢性中毒。为了减少引起中毒的危险，当开始嗅出苯的气味（1.5mg/kg）时要引起足够的重视，接触苯时，要严格劳保着装，戴好防的毒面具，必要时需进行身体体格检查。要严格检查和处理含苯的设备、管道，保证其完好性、气密性。对有苯存在的工作环境要定期检查苯的浓度。当与苯接触时，需戴好防的毒面具及防护手套。滤毒型防毒面具只能对低浓度、短时间有效。采用管道输送新鲜空气或自给型的吸收装置比防毒面具好。与苯接触过的衣物应及时更换并置于通风处，人员要及时洗澡冲洗。空气中苯的允许浓度应≤40mg/m3。8第三章原材料说明氢气规格序号 项目名称

指标１ 纯度（含氢量）％

≥97.5２ ＣＯ２＋ＣＯmg／kg

≤５０３ 硫mg/kg

≤１０４ 氯、氧 无10第三章原材料说明序号 名称

温度℃

压力MPa（表） 其它1 高压氮

常温

≥1.6 2 低压氮

常温

≥0.6 3 工业水

≤30

≥0.4 4 循环水

32

≥0.4 5 冷冻水

7

≥0.4 6 低压蒸汽

170

0.8 7 仪表空气

常温

0.45

无油无尘露点-22℃8 电

—

—

380V，220V12第四章生产原理在苯加氢过程中，首先是氢分子在催化剂表面受到两个活性中心吸附而变形，造成氢原子之间键的断裂，从而发生氢的离解。

Ni

H2=============2H++2e苯分子在镍原子表面上，由于结构上的适应，苯环上的碳原子被催化剂表面的活化中心吸引，在活化中心拉力的作用下，使苯环上的三个键减弱而活化，并接收表面氢所放出的电子而使苯环离子化，带上负电。这样，在催化剂的表面上，被吸引的和活化了的苯分子随着活化中心移动，带有两种相反电荷的离子彼此吸引而中和各自的电性，同时活化了的π键，被活性氢原子所饱和，从而完成了苯环的加氢反应。14第四章生产原理苯加氢反应是一个复杂的反应体系。在反应条件下,苯与氢可能发生以下各种反应[2～4]。上述各反应都在500K的反应温度下进行。其中,反应(1)为主反应,生成目的产物环己烷;反应(2)是苯的加氢裂解,最终产物为碳和甲烷;反应(3)是环己烷的异构化;反应(4)则是环己烷的裂解反应。对于苯而言,反应(1)和(2)是平行反应。尽管反应(1)和(3)均为可逆反应,但前者为放热反应,后者为吸热反应,这就导致温度对反应的影响各不相同。15第四章生产原理苯与氢在催化剂表面进行加氢反应的过程，一般有以下几个步骤：（1）、苯加氢的气体主流扩散到催化剂颗粒的外表面；（2）、苯氢组分从颗粒外表面通过微孔扩散到催化剂颗粒的内表面；（3）、苯、氢组分在内表面吸附；（4）、被吸附的苯、氢组分在内表面上进行加氢反应，生成环己烷；（5）、环己烷组分在内表面脱附；（6）、环己烷组分从催化剂颗粒内表面通过微孔扩散到催化剂颗粒的外表面；（7）、反应生成物环己烷从催化剂颗粒的外表面扩散到气体主流中。16反应影响因素

反应器结构的影响苯加氢反应是在固定床列管反应器中进行的放热反应，以管间热水汽化的方式移出反应热。反应器裂管管经过大时，管中心气流的反应热将很难及时地传递给金属管壁，管经越大，管中心与管壁的温差就越大，即径向温度梯度越大，就容易造成裂中心局部过热，造成副反应增多，并且容易烧坏触媒。为了保证经向温度的均匀，管径应越小越好，但装填一定数量的催化剂，就需要增加裂管数，也就增加了设备制造的材料和费用。所以，必须综合考虑，以确定最佳管径。17反应影响因素氢苯比的影响苯及氢反应理论上氢、苯摩尔比为3：1，反应物浓度越大，有利于向生成物（环己烷）方向进行。实际生产中，为了使反应更完全，提高转化率，往往采用使氢气过量的方法。提高氢气用量也有利于移走反应热和移出产物。18反应影响因素压力的影响苯加氢反应是体积缩小的反应，升高压力对反应有利，使反应住更趋于完全，而且提高压力使反应物分子浓度增高，强化反应过程，加快反应速度，提高氢气利用率，且能缩小设备尺寸。但压力过大，对设备要求也将提高，将增加设备投资。因此，应选择适当的压力进行苯加氢反应。本装置苯加氢系统反应压力为0.50～1.0MPa。20反应影响因素原料纯度季及毒物的影响原料中硫的存在对催化剂影响很的大，它与金属镍生成稳定的硫化镍，造成催化剂永久性中毒；为了确保催化剂活性和装置操作人员的安全，必须严格控制氢气中的CO含量，CO含量过高，一则会造成催化剂中毒，二则易在低温下生成易暴的危及操作人员生命的碳化镍，同时，催化剂对苯