【正文】 嚴格控制在不高于 260℃,以免發(fā)生副反應(yīng),并損壞催化劑隨著催化劑活性降低,補加新催化劑,當(dāng)催化劑達一定量后,則停車更換催化劑原料苯經(jīng)衡沸蒸餾脫水至100ppm, 產(chǎn)品烷經(jīng)蒸餾精制兩種苯加氫工藝,各有其優(yōu)缺點,各國根據(jù)技術(shù)掌握的情況和產(chǎn)品規(guī)模的大小,選取合適的工藝。苯加氫反應(yīng)常用催化劑的活性金屬組分為 Pt，Ni，其活性排列為:PtNi，加氫活性的比例為：KPt∶KNi=18∶7，這表明鉑的活性比鎳高 倍，但鉑的價格為鎳的幾百倍，因此選擇鎳作為催化劑活性組分更經(jīng)濟，而且鎳作為催化劑活性組分的催化劑研究和開發(fā)工作取得一定進展，主要集中在以下三個方面：改良催化劑載體、加入新組分來調(diào)變鎳基催化劑的催化性能和新型催化劑開發(fā)。通過以上三方面對催化劑研發(fā)，鎳催化劑的經(jīng)濟性和良好的選擇性使得鎳作為苯加氫催化劑在目前的工業(yè)生產(chǎn)中得以廣泛運用。鉑催化劑和鎳催化劑優(yōu)缺點的比較見表 43：表 43 兩種不同催化劑苯氣相加氫工藝比較序號項目 鉑催化劑 鎳催化劑 備注1 反應(yīng)溫度/℃ 200~400 130~2502 反應(yīng)壓力/Mpa ~3 轉(zhuǎn)化率/ % 4 液體空速 ~ ~.年產(chǎn) 6 萬噸苯加氫制環(huán)己烷項目可行性研究報告5 催化劑壽命/年 5~`10 2~46 催化劑來源 進口或國內(nèi)研制 進口或國內(nèi)研制7 產(chǎn)品環(huán)己烷質(zhì)量含苯~20ppm 含苯~100ppm8 操作維護 反應(yīng)溫度范圍較寬 反應(yīng)溫度范圍較窄鉑催化加氫法的優(yōu)點是轉(zhuǎn)化率高，空速大，催化劑使用壽命長。但催化劑價格昂貴，裝置投資大。鎳催化加氫法的優(yōu)點是裝置投資較少，催化劑較便宜，催化劑的活性及選擇性能滿足苯加氫裝置的要求，因此推薦本項目采用鎳催化加氫工藝。綜合上述情況，我們對各種工藝技術(shù)進行了分析比較，權(quán)衡利弊得失，并根據(jù)我們掌握的技術(shù)和操作經(jīng)驗，選擇如下成熟、先進、適用的工藝技術(shù)方案：以苯為起始原料，在鎳催化劑存在下苯蒸汽和氫氣在固定床反應(yīng)器中進行氣相加氫反應(yīng)生成環(huán)己烷。 主要操作條件1）變壓吸附工段：預(yù)處理吸附壓力： Mpa；再生壓力： Mpa；吸附溫度：常溫； 再生溫度：150℃；吸附壓力： Mpa；解吸壓力： Mpa；吸附溫度：常溫； 解吸溫度：常溫；2）環(huán)己烷工段：苯加氫反應(yīng)：反應(yīng)溫度 130～220℃；反應(yīng)壓力 ～ MPa 工藝技術(shù)特點(1) PSA 采用成熟的 PSA 流程，裝置占地面積小，工藝簡單、運.年產(chǎn) 6 萬噸苯加氫制環(huán)己烷項目可行性研究報告行可靠。(2) PSA 采用專用吸附劑，具有良好的解吸性能，在吸附碳烴類后，可以采用直接降壓加抽空解吸的方式實現(xiàn)完全的解吸。(3) PSA 采用選用專利防沖刷自補償?shù)谖宕桨彘y，具有動作壽命長，動作 100 萬次以上無泄露，關(guān)閉速度快，開啟速度慢，并具有閥位狀態(tài)現(xiàn)場指示和遠程傳送信號的性能。(4) 環(huán)己烷采用固定床反應(yīng)氣相加氫，工藝成熟，操作控制容易，轉(zhuǎn)化率高。(5) 環(huán)己烷采用以 Al2O3為載體的鎳催化劑，空速較大,使用壽命長,產(chǎn)品質(zhì)量好。 環(huán)己烷裝置工藝流程 工藝流程圖 PSA 工段.年產(chǎn) 6 萬噸苯加氫制環(huán)己烷項目可行性研究報告 環(huán)己烷工段.年產(chǎn) 6 萬噸苯加氫制環(huán)己烷項目可行性研究報告.年產(chǎn) 6 萬噸苯加氫制環(huán)己烷項目可行性研究報告.年產(chǎn) 6 萬噸苯加氫制環(huán)己烷項目可行性研究報告 工藝流程簡述 PSA 工段本工段主要包括 100壓縮工序、200預(yù)處理工序、300變壓吸附工序。⑴　100壓縮工序原料氣在 （G） 、40℃下，進入本裝置 100壓縮工序，將原料氣壓縮至 ，該工序由 3 臺原料氣壓縮機（兩開一備）組成。⑵ 200預(yù)處理工序壓縮后的原料氣送往 200預(yù)處理工序。200預(yù)處理工序由 1 臺氣液分離器、2 臺除油器、2 臺預(yù)處理器、1 臺再生氣加熱器、1 臺再生氣冷卻器組成。氣液分離器脫除原料氣中可能夾帶的機械水；除油器脫除壓縮機潤滑油；預(yù)處理器進一步脫除其中的烷烴、芳烴等沸點雜質(zhì)，得到符合變壓吸附原料氣要求的凈化氣。2 臺除油器可串并聯(lián)操作，除油劑不再生，約 2 年更換；2 臺預(yù)處理器并聯(lián)操作，預(yù)處理吸附劑可再生，約 3 年更換一次。預(yù)處理器采用變溫吸附工藝，再生時，解吸氣經(jīng)加熱器到 150℃對預(yù)處理器進行再生，再用常溫的解吸氣冷吹降溫，再生后的解吸氣經(jīng)冷卻器冷卻至常溫后去作燃料氣或去界外氣炬。⑶ 300變壓吸附工序預(yù)處理氣進入變壓吸附系統(tǒng)，獲得氫濃度~%的產(chǎn)品氫氣。裝置主程序采用 623/V 工藝，主要由 6 臺吸附塔、1 臺中間罐、1臺氫氣緩沖罐、1 臺解吸氣緩沖罐、1 臺解吸氣混合罐、3 臺真空泵、1 臺真空泵后冷卻器和一系列程控閥組成。623/V 工藝的特點是任何時刻總有 2 個吸附塔處于吸附狀態(tài)，進行 3 次均壓，抽空再生；.年產(chǎn) 6 萬噸苯加氫制環(huán)己烷項目可行性研究報告每個塔均要一次經(jīng)歷吸附(A)、第一次均壓降(E1D)、第二次均壓降 (E2D) 、第三次均壓降(E3D)、逆放(D)、抽空(V)、第三次均壓升(E3R)、第二次均壓升(E2R)、第一次均壓升(E1R)、最終升壓(FR)等步驟。凈化氣自下而上進入正處于吸附狀態(tài)的吸附器中，由其內(nèi)部的吸附劑進行選擇性的吸附，在吸附器頂部得到產(chǎn)品氫氣，吸附器通過逆放和抽空步驟將被吸附的雜質(zhì)解吸出來得到解吸氣，經(jīng)解吸氣緩沖罐和解吸氣混合罐穩(wěn)壓后送到 200工序作再生氣或直接送出界區(qū)。吸附器吸附劑~15 年更換。 環(huán)己烷工段來自罐區(qū)的原料苯在流量控制調(diào)節(jié)下，送入 E101 苯預(yù)熱器的管程，經(jīng)殼側(cè)低壓蒸汽預(yù)熱至 105℃左右，進入苯加熱器 E102 的管程，用殼程低壓蒸汽加熱至汽化，然后導(dǎo)入苯汽化器 E103 中與經(jīng)過加熱后的氫氣一起進入苯汽化器頂部的過熱器，通過蒸汽流量控制進入反應(yīng)器的苯與氫氣混合物料的溫度。進入苯汽化器的氫氣來自氫氣混合罐 V103，由新鮮氫和循環(huán)氫氣混合而成后，進入氫氣換熱器E104 的管程，通過反應(yīng)器出料加熱至 140℃左右進入苯汽化器。從苯蒸發(fā)器 E103 出來的苯氫混合氣分成兩股，分別由兩臺加氫前反應(yīng)器 R101 頂部進入反應(yīng)器并進行反應(yīng)。反應(yīng)器為列管式反應(yīng)器，列管中內(nèi)裝填以氧化鋁為載體的鎳催化劑。反應(yīng)熱用殼側(cè)的熱水通過副產(chǎn)蒸汽的方法移去，維持反應(yīng)溫度最高不得超過 250℃。熱水首先進入熱水循環(huán)泵 P101 的入口，與來自汽水分離器 V101 的熱水一起經(jīng)泵增壓后，進入反應(yīng)器殼側(cè)吸收反應(yīng)放出的熱量后，進入汽水分離器 V101，實現(xiàn)汽水分離，氣體送入管網(wǎng)使用，未蒸發(fā)的熱水循環(huán)使用。流出反應(yīng)器 R101 的物流，進入加氫后反應(yīng)器 R102 頂部并進行反應(yīng)，使苯完全轉(zhuǎn)化為環(huán)己烷，加氫前反應(yīng)器 R101 與加氫后.年產(chǎn) 6 萬噸苯加氫制環(huán)己烷項目可行性研究報告反應(yīng)器 R102 的控制方案相同。加氫后反應(yīng)器 R102 的出料經(jīng)過氫氣換熱器后，進入氣體冷凝器E105 殼側(cè)，經(jīng)循環(huán)水冷凝后，液體進入烷中間罐 V107，氣體進入分離器 V105 分離出夾帶的液體后，進入尾氣冷凝器 E106，同樣的冷凝液進入烷中間罐 V107，氣體進入分離器 V106 分離出夾帶的液體后，主要組分為未反應(yīng)的氫氣，進入循環(huán)氫氣緩沖罐 V104，用壓縮機 K101 增壓后與新鮮氫進入氫氣緩沖罐 V103，然后作為反應(yīng)原料循環(huán)使用。進入烷中間罐 V107 的液相為產(chǎn)品環(huán)己烷，經(jīng)過熱回收換熱器加熱環(huán)己烷后，進入穩(wěn)定塔 T101 脫除溶解在環(huán)己烷中的氫氣，穩(wěn)定塔在正壓條件下操作，塔頂經(jīng)冷卻水冷卻后不凝氣排放到火炬系統(tǒng)，塔釜 100℃左右的環(huán)己烷經(jīng)過熱回收換熱器降溫后，液相環(huán)己烷在E107 經(jīng)過循環(huán)水冷卻后，送入貯罐中。 自控水平 設(shè)計范圍 本設(shè)計包括 6 萬噸/年環(huán)己烷裝置的全部自控系統(tǒng)及儀表裝置，包括 PSA 工段及環(huán)己烷工段。 工藝裝置對自動控制的要求環(huán)己烷裝置原料苯和氫氣以及產(chǎn)品環(huán)己烷均為易燃、易爆介質(zhì)，而且生產(chǎn)過程連續(xù)性強，控制指標(biāo)和防爆要求非常嚴格，因此本裝置采用集散型控制系統(tǒng)(DCS) 對整個生產(chǎn)過程進行監(jiān)視、操作、報警、聯(lián)鎖和控制，同時對關(guān)鍵的電氣設(shè)備進行遠距離控制。為保證裝置的安全生產(chǎn)，所有現(xiàn)場儀表均選擇符合安裝地點的危險區(qū)域等.年產(chǎn) 6 萬噸苯加氫制環(huán)己烷項目可行性研究報告級劃分的防爆儀表，并在危險區(qū)域內(nèi)設(shè)置可燃氣體報警傳感器，此信號送至 DCS 系統(tǒng)進行監(jiān)視和報警，其中 PSA 工段由于程控閥多、動作頻繁，且裝置操作對自動化水平要求較高，采用 S7300 冗余控制系統(tǒng)，裝置操作全部由控制系統(tǒng)完成。重要參數(shù)在計算機屏幕上設(shè)有指示及歷史趨勢和實時趨勢記錄，可實現(xiàn)各種報表的打印。裝置關(guān)鍵參數(shù)均在計算機上實現(xiàn)聲光自動報警。 關(guān)鍵設(shè)備的檢測和控制本裝置約有控制回路 19 套，其中關(guān)鍵的控制系統(tǒng)有：1. 尾氣增壓機壓力控制尾氣增壓機壓力控制，通過調(diào)節(jié)閥用于原料氣入口低壓返流調(diào)節(jié)來實現(xiàn)。2. 苯進料流量控制來自罐區(qū)的苯流量經(jīng)過流量指示控制，準(zhǔn)確計量進入反應(yīng)系統(tǒng)的苯量，防止反應(yīng)氫苯比過低。苯汽化器頂部的換熱器，通過調(diào)節(jié)蒸汽流量控制進入反應(yīng)器的苯氫氣混合物的溫度，保證反應(yīng)起始溫度。反應(yīng)器殼側(cè)采出蒸汽采用壓力控制，蒸汽采出后熱水補充量通過液位控制。反應(yīng)器的壓力通過調(diào)整尾氣的流量來控制。 儀表的選型 現(xiàn)場儀表的防爆形式采用本安結(jié)構(gòu)。在滿足工藝控制和測量要求的前提下，本著節(jié)約投資的原則，盡可能在國內(nèi)采購，國內(nèi)無生.年產(chǎn) 6 萬噸苯加氫制環(huán)己烷項目可行性研究報告產(chǎn)廠家或產(chǎn)品質(zhì)量不能滿足要求的儀表及關(guān)鍵部位的儀表檢測元件，考慮進口。壓縮機的成套儀表，由供貨商隨機供應(yīng)?，F(xiàn)場變送器選用智能電動型產(chǎn)品，傳輸信號為 4～20mADC 標(biāo)準(zhǔn)信號(熱電阻信號除外)。調(diào)節(jié)閥的氣動信號為 ～。 壓力儀表 壓力、差壓變送器：采用智能式變送器，輸出信號為4～20mADC，數(shù)字通訊加載在 4～20mADC 信號上。就地壓力測量一般選用普通壓力表或不銹鋼壓力表。 溫度儀表就地溫度測量采用抽芯式防護型雙金屬溫度計，萬向型。遠傳溫度測量采用鉑電阻（Pt100） 。 流量儀表 流量測量元件的選用一般根據(jù)下列原則：蒸汽及氣體：孔板液體：電遠傳金屬管轉(zhuǎn)子流量計或渦街流量變送器 就地：金屬管轉(zhuǎn)子流量計 原料及產(chǎn)品：采用質(zhì)量流量計準(zhǔn)確計量 液位儀表容器液位測量采用遠傳外浮筒液位變送器，貯罐液位測量采用雷達液位計。就地液位計一般采用玻璃板液面計。 調(diào)節(jié)閥、切斷閥調(diào)節(jié)閥采用氣動方式。根據(jù)介質(zhì)的特性和工況條件，一般選用單座或雙座氣動調(diào)節(jié)閥，調(diào)節(jié)閥采用電氣閥門定位器。切斷閥須配限位開關(guān)，限位開關(guān)須是隔爆型的。關(guān)鍵部位的調(diào)節(jié)閥應(yīng)配置閥位變送器。電磁閥選用二位三通隔爆型電磁閥，在正常情況下，電磁.年產(chǎn) 6 萬噸苯加氫制環(huán)己烷項目可行性研究報告閥帶電。另外，PSA 工段電磁閥電磁閥動作頻繁，故障后直接影響程控閥動作，要求高質(zhì)量電磁閥。 分析儀表分析儀表采用智能式，根據(jù)具體工況確定，有特殊要求或需特殊處理的介質(zhì)，采用相應(yīng)的預(yù)處理措施，預(yù)處理系統(tǒng)由分析儀表供應(yīng)商配套提供。 集散型控制系統(tǒng) DCS 本裝置環(huán)己烷工段的集中管理、監(jiān)視、聯(lián)鎖和控制通過 DCS 完成。該 DCS 系統(tǒng)安裝在本裝置的控制室內(nèi)。以微處理器為基礎(chǔ)的DCS 將是一個先進的、可靠的和開放的系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用全局性數(shù)據(jù)庫和最新版本的 WINDOWS NT 操作系統(tǒng)，系統(tǒng)硬件以及通訊網(wǎng)絡(luò)采用最新的冗余技術(shù)，以確保生產(chǎn)穩(wěn)定、操作安全和維修方便。DCS 將預(yù)留與上位機相連的接口，以便將來與全廠總調(diào)度室的上位管理機聯(lián)網(wǎng)。本裝置有 I/O 約 210 點，其中AI：80，AO：20，DI：60，DO：50。配置 3 個操作站，其中 1 個兼作工程師站，每個操作站都是一個獨立的計算機主機，每個操作站都能互為備用，相互冗余。 PLC 系統(tǒng)本裝置的 PSA 工段選用先進的現(xiàn)場儀表配合先進的 PLC 控制系統(tǒng)完成過程檢測和控制設(shè)計。該方案具有較高的性價比。技術(shù)先進、可靠且功能強大，自動化程度高，可大量減少人工的操作和維護。目前的 PLC 系統(tǒng)除具有 DCS 集散控制系統(tǒng)的一般功能外，而且運算速度快，具有高級語言編程功能，非常適合 PSA 裝置的工藝特點和.年產(chǎn) 6 萬噸苯加氫制環(huán)己烷項目可行性研究報告要求。PLC 的服務(wù)器軟件運行在 WINDOWS 2022 操作環(huán)境下，維護整個系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)庫，可非常方便地通過網(wǎng)絡(luò)來監(jiān)視、控制當(dāng)前的生產(chǎn)過程并采集歷史數(shù)據(jù)、打印數(shù)據(jù)報表。采用視窗化的個人操作站可用于 PLC 的人機操作界面。本裝置的控制范圍是裝置界區(qū)內(nèi)的所有程控閥，閥位檢測，及裝置的壓力，溫度，流量，分析，調(diào)節(jié)等監(jiān)控回路，具體控制點數(shù)見下表：表 44 控制點數(shù)表序號 類型 監(jiān)控信號 總點數(shù)1 DI 無源觸點 562 DO 24VDC 56壓力 15流量 2分析 53 AI溫度4~20mADC54 AO 4~20mADC 6合計 145 UPS 本裝置設(shè)置一個 UPS，要求雙路電源供電，具有自動切換功能，后備電池維持時間不少于 30 分鐘。 儀表防護 選型應(yīng)滿足工藝介質(zhì)所需的防腐、防爆要求。 在環(huán)境溫度下易凍或粘度大于允許范圍的工藝介質(zhì)，其儀表測量管線及變送器測量