【正文】 80～200180～200200反應壓力,MPa催化劑及壽命Pt AL2O3,5年NiAL2O3,2年NiPS2,3～6月可溶性催化劑,連續(xù)消耗轉化率, %100(催化劑活性高時)～100技術特征固定床氣相加氫工藝固定床氣相加氫工藝液相加氫工藝液相加氫工藝反應熱用熱油移去,反應熱用水移去,副產低壓蒸汽反應熱用水移去,副產低壓蒸汽反應熱用水移去,副產低壓蒸汽防止催化劑結塊,原料苯經(jīng)衡沸蒸餾脫水至100ppm）催化劑在氣體鼓泡和液體用泵循環(huán)的聯(lián)合作用下呈懸浮狀態(tài),產品烷經(jīng)穩(wěn)定塔除去輕組分。本篇闡述的是國內技術固定床氣相加氫制得環(huán)己烷的生產工藝. 催化劑的選擇苯氣相加氫法目前采用的催化劑有鉑催化劑和鎳催化劑兩種，兩種加氫工藝均為工業(yè)裝置廣泛采用。但催化劑價格昂貴，須進口，裝置投資大。本篇中10kt/a苯加氫制環(huán)己烷生產工藝選用鎳催化劑.（1）鎳催化劑性質催化劑型號為NCG型。主要物化性質如下：外觀 黑色或灰黑色圓柱形顆粒直徑 5+/ 高度 5+/ 堆密度 比表面 80/170m2/g產品標準：Q/320000NH03691(2)原料和氣體中的有毒雜質對催化劑的影響：①、硫的影響：原料中的硫及硫化物（如：H2S、COS、噻吩等）很容易與催化劑中的主活性成份鎳化合，以最簡單的H2S中毒為例，其反應式為：Ni+H2S NS+H2 有機硫化物的分子愈大，其錨鏈效應也愈嚴重，對活性影響愈嚴重。②、氯的影響：氯對催化劑的毒害比硫大得多，約為數(shù)倍至數(shù)十倍。③、油的影響：油的來源往往出自循環(huán)機或壓縮機上的潤滑油。這樣不但造成催化劑有效表面的不斷減小，而且還會造成催化劑床層阻力的不斷上增。因此，必須采取有效措施。④、氨的影響：氨能可逆地吸附在鎳上，占據(jù)活性中心。因此，以無氨最為理想。⑤、水的影響：水也是能可逆地吸附在鎳上，占據(jù)活性中心，因而對催化劑活性是不利的。當水汽含量小于800PPM時，則對苯加氫反應影響甚微。尤其是鐵粉之類，還會引起副反應。(3)鎳催化劑的活化1)還原原理：NCG型催化劑的預還原過程已在專用的裝置中進行，這樣能具備很好的還原條件。但還原后的催化劑因高活性的金屬鎳微晶具有高的表面自由能，和空氣中的氧接觸會迅速氧化燃燒。以便能在催化劑運輸，裝填中保證安全。純氧化鎳的還原化學反應方程式為：NiO+H2 Ni+H2OΔH373K=在實際還原條件下是微放熱反應，還原氣體中往往會有少量的OCO、CO2等雜質，這些雜質能與催化劑化合發(fā)熱或以催化劑的作用而發(fā)生放熱反應。2)還原操作①、在全系統(tǒng)進行氣密性檢驗合格后，即用含氧小于2%的氮氣徹底置換系統(tǒng)，分析進出口氮氣中氧含量相等為止。③、接著按以下條件進行升溫還原。該工藝采用國內較為成熟的技術，投資少，運行可靠。加氫催化劑（NCG型苯加氫催化劑）以鎳（Ni）為主催化劑，以氧化鋁（AL2O3）為主載體。在這些反應管周圍充有從鍋爐來的熱水，通過其汽化副產低壓蒸汽而移去反應熱。1)苯蒸發(fā) 從罐區(qū)(界區(qū)外)，在苯預熱器（E0102）中用低壓蒸汽加熱，苯以20℃上升到130℃（TI0129顯示）之后，苯進入苯汽化器（E0103）。苯蒸發(fā)的溫度約130℃，苯蒸發(fā)所需的熱量以及用于加熱生成苯蒸汽一氫氣氣體混合物所需的熱量由低壓蒸汽供給。在苯汽化器（E0103）中，液體苯在下部被汽化，當上升到管子時，借氣體混合物的“擾動”，在列管中汽化升溫，保證苯全部汽化并與氫氣混合均勻。所供新鮮氫由PIC0105控制，以保持系統(tǒng)壓力）在混合氫氣緩沖罐（V0102）中與來自氫氣循環(huán)壓縮機（C0101）的循環(huán)氫混合后在氫氣換熱器（E0101）與加氫后反應器（R0102）的氣體預熱后進入苯汽化器（E0103）。3)苯加氫 從苯汽化器（E0103）出來的苯、氫混合物在加氫前反應器（R0101）的頂部進入，混合物的溫度約130℃。進口壓力將略低于PIC0105示出的壓力（由PI0151示出）。在峰值溫度達到后，熱水汽化的冷卻作用降低了反應管中反應混合物的溫度，反應平衡向環(huán)己烷一側移動，苯濃度進一步降低，但反應速度減慢。反應熱由列管間的水汽化副產低壓蒸汽帶走，PIC0102控制汽水分離器的壓力，以保證反應溫度在130160℃。NCG型苯加氫催化劑裝于加氫后反應器（R0102）及加氫前反應器（R0101）的反應管中，加氫前反應器（R0101）與加氫后反應器（R0102）的結構完全相同，各裝有901根長約6m，內徑32mm的管子。當催化劑必須更新時，反應器的頂封頭打開，用吸塵器將老催化劑卸出。由PSV0102保護副產蒸汽系統(tǒng)避免壓力過高。液體環(huán)己烷送去罐區(qū)(界區(qū)外)，部分反應氣體利用循環(huán)壓縮機再循環(huán)。）①冷凝和分離 加氫后反應器（R0102）的反應混合物在氫氣換熱器（E0101）與進入苯汽化器（E0103）的氫氣換熱，從約130℃℃，這些進出反應混合物溫度分別由TR0104和TI0152指示。在分離器（D0103）中，環(huán)己烷液體流入環(huán)己烷中間罐（V0101），環(huán)己烷輸送的動力是分離器（D0103）操作壓力與烷中間槽（V0101）之間的位差。在此，小的夾帶環(huán)己烷液滴匯集成較大液滴而自落到分離器（D0103），氣體通過除沫器再經(jīng)循環(huán)氫緩沖罐（V0103）去循環(huán)壓縮機（C0101）壓縮后進入混合氫緩沖罐（V0103），在正常吸入條件下，循環(huán)壓縮機（C0101）的最大能力為約2800Nm/h。在循環(huán)氫緩沖罐（V0103）去循環(huán)壓縮機（C0101）的管線上有一段大約4m的伴熱，把進壓縮機的氣體溫度升到50℃，伴熱前后的溫度由TI0170和TI0171監(jiān)控，以保證進循環(huán)壓縮機（C0101）的溫度不能過高，防止損壞循環(huán)壓縮機；進循環(huán)壓縮機（C0101）的溫度不能過低，防止環(huán)己烷被冷凝液化損壞循環(huán)壓縮機。此控制器保持加氫前反應器（R0101）和加氫后反應器（R0102）后氫氮氣混合物中氫氣濃度在需要的數(shù)值，以能使苯達到完全轉化。當然，在壓縮機維修時苯加氫裝置是停車的，氫氣壓縮機（C0101）的排出溫度約90℃，由TI0128指示，吸入和排出壓力分別由PI0157和PI0153指示。②反應熱系統(tǒng)從鍋爐來的熱水（約105℃）進入汽水分離器（D0101）隨后從（D0101）底部進入加氫前反應器（R0101）和加氫后反應器（R0102）的管閥下部，在反應器列管間充滿熱水，反應放出的熱被熱水吸收，形成汽水混合物，從反應器的上部出來進入汽水分離器，水蒸汽從汽水分離器（D0101）分離出來，副產的低壓蒸汽去伴熱系統(tǒng)，汽水分離器（D0101）還設有安全閥PSV0102，D0101的液位由LICA0102控制鍋爐進水，另還有LG0151檢查其液位。根據(jù)ASPEN計算軟件，可得160℃、常壓下各反應氣體混合物的物性參數(shù)如表31所示：表31反應氣體混合物的物性參數(shù)序號組分Cp(kj/kg,k)μf(Cp)λf(kcal/. ℃1H22(C6H6)(C6H12)4N25CH46H2O查得熱容與溫度關系Cp=a+bT+Ct2(J/)及，25℃時各物質的生成熱△Hf176。（kj/mol）1H210210402(C6H6)1021033(C (C 6H12)1034CH4102104(1) 進入的熱量（Q進）的計算：Q進= QC6H12+ QC6H6+ QH2+ QCH4 +QN2+ QH2O =（84+78+2+16+ 28+18) (20080) =(2) 出來的熱量（Q出）的計算：Q出= QH2+QN2+QCH4 + QC6H12+ QH2O =（2+28+16+84+ 18) (200 =(3) 反應熱（Q r）的計算：