環(huán)己烷工藝基礎培訓課件

環(huán)己烷工藝基礎培訓1第一章前言環(huán)己烷（Cyclohexane）是一種化學溶劑，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；亦可用于有機合成和溫度計校正的標準溶液等。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)時間：8000h/a2.2安全、衛(wèi)生對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)標準SH/T1673—19995第三章原材料說明3.1物理性質a、外觀：無色至淡黃色易揮發(fā)液體，具有高折射性和強烈芳香味。b、相對密度：d420=0.8790c、凝固點：5.53℃d、沸點：80.1℃e、折光率：nD20=1.5011n25D=1.4979f、閃點：-11℃（閉杯）g、自燃點：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溶劑互溶，微溶于水。i、爆炸級限：1.2～8.0（V%）6第三章原材料說明3.2化學性質a、分子式：C6H6b、結構式：c、分子量：78d、化學特性：苯參加的化學反應主要分為三類：第一類是其它基和苯環(huán)上氫原子的取代反應；第二是發(fā)生在碳—碳間雙鍵上的加成反應；第三類是苯環(huán)的斷裂反應。e、苯的主要規(guī)格見下表：（執(zhí)行國家標準GB3045—89）序號 項目名稱 指標1 外觀 透明液體，無不溶水及機械雜質2 密度20℃，g/cm3 0.876～0.8813 結晶點℃ ≥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散到大氣中。主要是通過肺呼吸道及皮膚接觸而進入體內(nèi)，從而引起苯的慢性中毒。當苯蒸汽吸入足夠量時，輕者會引起頭痛、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，當開始嗅出苯的氣味（1.5mg/kg）時要引起足夠的重視，接觸苯時，要嚴格勞保著裝，戴好防的毒面具，必要時需進行身體體格檢查。要嚴格檢查和處理含苯的設備、管道，保證其完好性、氣密性。對有苯存在的工作環(huán)境要定期檢查苯的濃度。當與苯接觸時，需戴好防的毒面具及防護手套。濾毒型防毒面具只能對低濃度、短時間有效。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及時更換并置于通風處，人員要及時洗澡沖洗?？諝庵斜降脑试S濃度應≤40mg/m3。8第三章原材料說明氫氣規(guī)格序號 項目名稱

指標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 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-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，由于結構上的適應，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，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。14第四章生產(chǎn)原理苯加氫反應是一個復雜的反應體系。在反應條件下,苯與氫可能發(fā)生以下各種反應[2～4]。上述各反應都在500K的反應溫度下進行。其中,反應(1)為主反應,生成目的產(chǎn)物環(huán)己烷;反應(2)是苯的加氫裂解,最終產(chǎn)物為碳和甲烷;反應(3)是環(huán)己烷的異構化;反應(4)則是環(huán)己烷的裂解反應。對于苯而言,反應(1)和(2)是平行反應。盡管反應(1)和(3)均為可逆反應,但前者為放熱反應,后者為吸熱反應,這就導致溫度對反應的影響各不相同。15第四章生產(chǎn)原理苯與氫在催化劑表面進行加氫反應的過程，一般有以下幾個步驟：（1）、苯加氫的氣體主流擴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)表面上進行加氫反應，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)表面通過微孔擴散到催化劑顆粒的外表面；（7）、反應生成物環(huán)己烷從催化劑顆粒的外表面擴散到氣體主流中。16反應影響因素

反應器結構的影響苯加氫反應是在固定床列管反應器中進行的放熱反應，以管間熱水汽化的方式移出反應熱。反應器裂管管經(jīng)過大時，管中心氣流的反應熱將很難及時地傳遞給金屬管壁，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)，也就增加了設備制造的材料和費用。所以，必須綜合考慮，以確定最佳管徑。17反應影響因素氫苯比的影響苯及氫反應理論上氫、苯摩爾比為3：1，反應物濃度越大，有利于向生成物（環(huán)己烷）方向進行。實際生產(chǎn)中，為了使反應更完全，提高轉化率，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熱和移出產(chǎn)物。18反應影響因素壓力的影響苯加氫反應是體積縮小的反應，升高壓力對反應有利，使反應住更趨于完全，而且提高壓力使反應物分子濃度增高，強化反應過程，加快反應速度，提高氫氣利用率，且能縮小設備尺寸。但壓力過大，對設備要求也將提高，將增加設備投資。因此，應選擇適當?shù)膲毫M行苯加氫反應。本裝置苯加氫系統(tǒng)反應壓力為0.50～1.0MPa。20反應影響因素原料純度季及毒物的影響原料中硫的存在對催化劑影響很的大，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，必須嚴格控制氫氣中的CO含量，CO含量過高，一則會造成催化劑中毒，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，催化劑對苯