CN102180762B - 一种制备环已烷的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种制备环已烷的方法，属于有机合成领域。本发明分为两次加氢反应，第一次加氢反应：一部分苯直接进入汽液分离罐。一部分苯与氢气混合后进入汽化器，汽化后进入装有NCG-6型苯加氢催化剂的第三加氢反应器进行苯加氢反应，反应后的油气被凝冷，凝液进入汽液分离罐；第二次加氢反应：氢气与汽液分离罐中的凝液混合后进入汽化器，汽化后进入装有NCG-6型苯加氢催化剂的第一、第二加氢反应器继续进行苯加氢反应，从第一、第二加氢反应器底部出来的油气被冷却后进入汽液分离罐，分离得到环已烷凝液。本发明的生产工艺流程连续，反应后可直接得到纯度比较高的环己烷，不需分离，流程短，耗能少，投入小，操作简单。
Description
技术领域
本发明涉及一种制备环已烷的方法， 属于有机合成领域。
背景技术
现有技术中制备环己烷制备方法很多，但是工艺复杂。在环己烷的制备技术中，反应后都需要进行分离才能得到比较纯的环己烷，因此流程长，消耗高，而且一次性投入大。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供了一种流程短，耗能少的制备环己烷的方法。
为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：
一种制备环己烷的方法，反应所使用的催化剂为NCG-6型苯加氢催化剂，制备方法包括如下步骤：
(a)第一次加氢反应：一部分苯直接进入汽液分离罐。一部分苯与氢气混合后进入第三加氢反应器的原料汽化器，加热至100-160℃汽化，汽化后进入装有NCG-6型苯加氢催化剂的第三加氢反应器进行苯加氢反应，反应后的油气被冷凝至40℃以下，再进入汽液分离罐，分离出来的不凝气体被冷凝至10℃以下，凝液进入汽液分离罐，不凝尾气被冷凝后排至火炬线；
(b)第二次加氢反应：调解氢气压力为0.46-0.50Mpa，氢气与汽液分离罐中的凝液混合后进入原料汽化器，加热至100-160℃汽化，汽化后分为两部分分别进入均装有NCG-6型苯加氢催化剂的第一、第二加氢反应器进行第二次苯加氢反应，或者依次进入均装有NCG-6型苯加氢催化剂的第一、第二加氢反应器进行第二次苯加氢反应，从第一、第二加氢反应器底部出来的油气被冷却至40℃以下，进入汽液分离罐，分离得到环已烷凝液。
进一步地，步骤(b)中汽液分离罐出来的气体为氢气和环己烷的混合气体，所述混合气体用乙二醇水溶液冷却至10℃以下，环己烷凝液回到汽液分离罐，未冷凝的氢气则与苯混合后进入第三加氢反应器的原料汽化器。
进一步地，步骤(a)中苯与氢气在原料汽化器中用0.8Mpa水蒸汽加热至100-160℃汽化。
进一步地，步骤(a)中的油气用循环水冷却，不凝气体用乙二醇水溶液冷却至10℃以下，不凝尾气用冷冻盐水深冷。
进一步地，步骤(b)中氢气与凝液在原料汽化器中用0.8Mpa水蒸汽加热至100-160℃汽化。
进一步地，步骤(b)中的油气用循环水冷却。
进一步地，加氢反应采用列管式固定床反应器。
进一步地，第一、第二和第三加氢反应器中装有L021型加氢稳定催化剂。
本发明的有益效果：苯加氢制环己烷装置中使用了NCG-6型苯加氢催化剂和L021型加氢稳定催化剂，并且采用两台列管反应器并联或串联使反应温度降低，另设一台反应器回收利用氢气。本发明的生产工艺流程连续，反应后可直接得到纯度比较高的环己烷，不需分离，流程短，耗能少，投入小，操作简单。
附图说明
图1为本发明制备环已烷的方法的第一次加氢反应的装置流程图；
图2为本发明制备环已烷的方法的第二次加氢反应的装置流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
主要原料：苯、氢气、NCG-6型苯加氢催化剂、L021型加氢稳定催化剂。其中NCG-6型苯加氢催化剂以镍为主催化剂，以氧化铝为主要载体，120～130℃具有活性，一般使用温度140～180℃，高于200℃长期使用会影响其活性和寿命，氯化物、硫化物、油类物质都能使其中毒，其外观呈黑色或灰黑色圆柱形颗粒，直径为3.5～4mm，高度为3～4mm，堆密度为0.9～1.3Kg/L ，比表面为90～180M2/g。L021型加氢稳定催化剂是一种特殊的助催化剂，能促进与稳定主催化剂的性能正常发挥，L021型加氢稳定催化剂以镍为主要活性组分，以氧化铝为主要载体，并辅以适宜的催化剂组分，其外观呈灰色或灰白色圆球体，尺寸为Ф3.5～5.2mm，堆密度为0.9～1.15Kg/L，抗压碎强度≥80N/颗。
设备：加氢反应器为列管式固定床反应器。
产品：环己烷。
基本原理：采用列管反应器，在NCG-6型苯加氢催化剂作用下，苯与氢气发生加成反应，生成环己烷，反应方程式如下：
这是一个体积缩小、放出大量热量的平衡放应，高压、低温有利于生成环己烷。影响加氢效果的因素有催化剂的活性、氢苯比、反应压力和反应温度。
主要生产过程：炼油厂（或外购）来的苯和氢气经混合加热后，进入加氢反应器，在NCG-6型苯加氢催化剂作用下，苯与氢气发生加氢反应生成环己烷。
所述制备环己烷操作流程如下：
第一次加氢反应：自储运工段用泵送来的新鲜苯，一部分经流量调节仪表调节流量后，直接进入三反汽液分离罐1。一部分经流量调节仪表调节流量后与循环氢冷却器2壳程来的氢气混合，进入第三加氢反应器的原料汽化器3壳程，用0.8 MPa水蒸汽加热至100-160℃汽化，汽化后进入第三加氢反应器4进行苯加氢反应，第三加氢反应器4中装有NCG-6型苯加氢催化剂和L021型加氢稳定催化剂，反应热由蒸发夹套内的水撤出，反应后的油气进入反应器冷却器5壳程，由循环水冷凝冷却至40℃以下，再进入三反汽液分离罐1进行汽液分离，自汽液分离罐分离出来的不凝气体，进入尾气冷凝器6壳程，用乙二醇水溶液继续冷凝冷却至10℃以下，使气体中的少量环己烷、苯冷凝，凝液进入三反汽液分离罐1。不凝尾气进入尾气气液分离罐7、8，用冷冻盐水深冷，经调节压力后排至火炬线。
第二次加氢反应：新鲜氢气自界区进入氢气缓冲罐11，控制氢气缓冲罐11的压力为0.46-0.50Mpa。三反汽液分离罐1中的环己烷、苯混合液由中间产品输送泵18、19，经流量调节仪表调节流量与氢气混合后，一部分进入送至第一加氢反应器的原料汽化器9壳程，另一部分进入第二加氢反应器的原料汽化器10壳程，分别用0.8 MPa水蒸汽加热至100-160℃汽化，汽化后分别进入均装有NCG-6型苯加氢催化剂和L021型加氢稳定催化剂的第一、第二加氢反应器12、13进行第二次苯加氢反应，第一、第二加氢反应器的反应热由蒸发夹套内的水撤出。从第一、第二加氢反应器底部出来的油气进入反应器冷却器14壳程，由循环水冷却至40℃以下后，进入汽液分离罐15进行汽液分离，分离得到环已烷凝液。
汽液分离罐15中的环己烷由环己烷输送泵16、17经计量后送至储运工段。自汽液分离罐分离出来的气体为未反应的氢气和环己烷的混合气体，混合气体进入循环氢冷却器2壳程，用乙二醇水溶液冷却至10℃，使气体中的少量环己烷冷凝，凝液回到汽液分离罐15中，氢气则与储运工段来的新鲜苯混合后进入原料汽化器3。
实施例2
本实施例与实施1不同之处为：
第二次加氢反应步骤中第一加氢反应器和第二加氢反应器采用串联的方式。（图2所示第一与第二加氢反应器为并联方式，在实际应用中可设计为串联的方式。）
第二次加氢反应：新鲜氢气自界区进入氢气缓冲罐，控制氢气缓冲罐的压力为0.46-0.50Mpa。三反汽液分离罐中的环己烷、苯混合液经流量调节仪表调节流量与氢气混合后，首先进入第一加氢反应器的原料汽化器壳程，用0.8 MPa水蒸汽加热至100-160℃汽化，汽化后进入装有NCG-6型苯加氢催化剂和L021型加氢稳定催化剂的第一加氢反应器进行苯加氢反应，然后进入第二加氢反应器的原料汽化器壳程，用0.8 MPa水蒸汽加热至100-160℃汽化，汽化后分别进入装有NCG-6型苯加氢催化剂和L021型加氢稳定催化剂的第二加氢反应器进行苯加氢反应。从第一、二加氢反应器底部出来的油气进入反应器冷却器壳程，由循环水冷却至40℃以下后，进入汽液分离罐进行汽液分离，分离得到环已烷凝液。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种制备环己烷的方法，其特征在于：反应所使用的催化剂为NCG-6型苯加氢催化剂，制备方法包括如下步骤：
(a)第一次加氢反应：一部分苯直接进入汽液分离罐（1），一部分苯与氢气混合后进入第三加氢反应器的原料汽化器，加热至100℃汽化，汽化后进入装有NCG-6型苯加氢催化剂的第三加氢反应器进行苯加氢反应，反应后的油气被冷凝至40℃以下，再进入汽液分离罐（1），分离出来的不凝气体被冷凝至10℃以下，凝液进入汽液分离罐（1），不凝尾气被冷凝后排至火炬线；
(b)第二次加氢反应：调解氢气压力为0.46-0.50MPa，氢气与汽液分离罐（1）中的凝液混合后进入原料汽化器，加热至100℃汽化，汽化后分为两部分分别进入均装有NCG-6型苯加氢催化剂的第一、第二加氢反应器进行第二次苯加氢反应，或者依次进入均装有NCG-6型苯加氢催化剂的第一、第二加氢反应器进行第二次苯加氢反应，从第一、第二加氢反应器底部出来的油气被冷却至40℃以下，进入汽液分离罐（15），分离得到环已烷凝液；
步骤(b)中油气进入汽液分离罐（15）后，出来的气体为氢气和环己烷的混合气体，所述混合气体用乙二醇水溶液冷却至10℃以下，环己烷凝液回到汽液分离罐（15），未冷凝的氢气则与苯混合后进入第三加氢反应器的原料汽化器；
其中，第一、第二和第三加氢反应器中装有L021型加氢稳定催化剂。
2.根据权利要求1所述的一种制备环己烷的方法，其特征在于：步骤(a)中苯与氢气在原料汽化器中用0.8MPa水蒸汽加热至100℃汽化。
3.根据权利要求1所述的一种制备环己烷的方法，其特征在于：步骤(a)中的油气用循环水冷却，不凝气体用乙二醇水溶液冷却至10℃以下，不凝尾气用冷冻盐水深冷。
4.根据权利要求1所述的一种制备环己烷的方法，其特征在于：步骤(b)中氢气与凝液在原料汽化器中用0.8MPa水蒸汽加热至100℃汽化。
5.根据权利要求1所述的一种制备环己烷的方法，其特征在于：步骤(b)中的油气用循环水冷却。
6.根据权利要求1所述的一种制备环己烷的方法，其特征在于：加氢反应采用列管式固定床反应器。
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