CN106187660B - 苯加氢生产环己烷的装置和工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种苯加氢生产环己烷的装置和苯加氢生产环己烷的工艺。所述苯加氢生产环己烷的装置包括：反应器，反应器具有第一容纳腔，第一容纳腔的壁上设有进料口、循环出料口、循环回料口和气相出口；超细气泡发生器，超细气泡发生器具有第二容纳腔，第二容纳腔的壁上设有回料口和气相出口，超细气泡发生器的回料口与反应器的循环回料口连通；和气泡破碎器，气泡破碎器设在第二容纳腔内，气泡破碎器具有气相入口和与反应器的循环出料口连通的液相入口，气泡破碎器的气相入口与反应器的气相出口连通。根据本发明实施例的苯加氢生产环己烷的装置具有传质效率高、反应速率高、反应时间短、物耗能耗低、结构简单、制造成本低、维护费用低。

Description

苯加氢生产环己烷的装置和工艺
技术领域
本发明涉及化学领域，具体而言，涉及苯加氢生产环己烷的装置，还涉及苯加氢生产环己烷的工艺。
背景技术
环己烷是重要的有机化工原料。环己烷无色，易流动，有刺激性气味，是生产尼龙制品的主要原料，同时环己烷是纤维素醚、树脂、蜡、沥青和橡胶的优良溶剂。90％的环己烷是由苯加氢制备而来。
在现有的苯加氢生产环己烷的工艺中，未反应的高温高压氢气、环己烷蒸汽、苯及部分中间产物通过反应釜顶部的气相出口进入到冷阱内，有机化合物冷凝为液相通过冷阱的底部的液相出口经由管线回到反应釜中。冷阱中未冷凝的氢气夹带部分液相通过冷阱的顶部的气相出口经由管线进入到气液分离器内。液相通过汽液分离器的底部的液相出口经由管线回到反应釜中，氢气通过汽液分离器的顶部的气相出口经由管线输送至压缩机。由压缩机压缩的高压氢气经由管线进入反应釜再次利用。
现有的苯加氢生产环己烷的工艺虽然做到了氢气的回收利用，但在氢气的回收过程中经历了一次换热和压缩，这大大增加了能耗，同时压缩机的费用较为昂贵且后续维修成本高。更主要的是，由于现有的反应釜中的氢气进入液相后所形成的气泡直径较大(一般在5-20mm之间)，导致气液接触界面有限，传质效率不高，从而制约了加氢反应效率的提高，致使反应时间较长，过程能耗物耗指标较高。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种苯加氢生产环己烷的装置。
本发明的另一个目的在于提出一种苯加氢生产环己烷的工艺。
根据本发明第一方面实施例的苯加氢生产环己烷的装置包括：反应器，所述反应器具有第一容纳腔，所述第一容纳腔的壁上设有进料口、进气口、循环出料口、循环回料口、排料口和气相出口；超细气泡发生器，所述超细气泡发生器具有第二容纳腔，所述第二容纳腔的壁上设有回料口、排料口和气相出口，所述超细气泡发生器的回料口与所述反应器的循环回料口连通；和气泡破碎器，所述气泡破碎器设在所述第二容纳腔内，所述气泡破碎器具有液相入口、气相入口和气液出口，其中所述气泡破碎器的液相入口与所述反应器的循环出料口连通，所述气泡破碎器的气相入口与所述反应器的气相出口连通。
根据本发明实施例的苯加氢生产环己烷的装置具有传质效率高、反应速率高、反应时间短、物耗能耗低、结构简单、制造成本低、维护费用低。
另外，根据本发明实施例的苯加氢生产环己烷的装置还可以具有如下附加的技术特征：
根据本发明的一个实施例，所述苯加氢生产环己烷的装置进一步包括喷射循环器，所述喷射循环器设在所述第一容纳腔内，所述喷射循环器具有液相入口和喷射口，其中所述喷射循环器的液相入口与所述反应器的循环出料口连通。
根据本发明的一个实施例，所述第一容纳腔的壁上设有液相循环入口，所述液相循环入口与所述第一容纳腔的周向相切。
根据本发明的一个实施例，所述液相循环入口为多个，多个所述液相循环入口沿上下方向间隔开。
根据本发明的一个实施例，所述超细气泡发生器的气相出口通过管路与所述气泡破碎器的气相入口相连。
根据本发明的一个实施例，所述苯加氢生产环己烷的装置进一步包括气体缓冲罐，所述气体缓冲罐具有气体进口和气体出口，所述气体缓冲罐的气体出口与所述反应器的进气口连通。
根据本发明第二方面实施例的利用根据本发明第一方面所述的苯加氢生产环己烷的装置实施的苯加氢生产环己烷的工艺，所述苯加氢生产环己烷的工艺包括以下步骤：向反应器内加入液相苯原料、催化剂和氢气以便进行苯加氢反应；打开所述反应器的循环出料口和气相出口，以便将所述反应器内的反应料液和氢气输送到气泡破碎器内，其中所述反应料液卷吸所述氢气并将所述氢气破碎成超细气泡，所述反应料液和所述氢气从所述气泡破碎器的气液出口喷出并容纳在超细气泡发生器的第二容纳腔内；和所述第二容纳腔内的所述反应料液和所述氢气返回所述反应器内以便进一步反应，直至达到预设的反应转化率。
根据本发明实施例的苯加氢生产环己烷的工艺具有传质效率高、反应速率高、反应时间短、物耗能耗低、结构简单、制造成本低、维护费用低。
根据本发明的一个实施例，所述苯加氢生产环己烷的工艺进一步包括：在打开所述反应器的循环出料口和气相出口之前，将所述反应器内的反应料液输送至喷射循环器。
根据本发明的一个实施例，所述苯加氢生产环己烷的工艺进一步包括：在打开所述反应器的循环出料口和气相出口之前，将所述反应器内的反应料液通过所述反应器的液相循环入口输送回所述反应器以便形成反应料液循环。
根据本发明的一个实施例，当所述反应器内的压力达到第一预设值时，打开所述反应器的循环出料口和气相出口，当所述超细气泡发生器内的压力达到第二预设值时，打开所述超细气泡发生器的气相出口，以便将所述超细气泡发生器内的氢气输送到所述气泡破碎器内。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明实施例的苯加氢生产环己烷的装置的结构示意图；
图2是根据本发明实施例的苯加氢生产环己烷的装置的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面参考图1和图2描述根据本发明实施例的苯加氢生产环己烷的装置100。如图1和图2所示，根据本发明实施例的苯加氢生产环己烷的装置100包括反应器R-1、超细气泡发生器R-2和气泡破碎器S-2。
反应器R-1具有第一容纳腔，该第一容纳腔的壁上设有进料口、进气口、循环出料口、循环回料口、排料口和气相出口。超细气泡发生器R-2具有第二容纳腔，该第二容纳腔的壁上设有回料口、排料口和气相出口，超细气泡发生器R-2的回料口与反应器R-1的循环回料口连通。气泡破碎器S-2设在超细气泡发生器R-2的第二容纳腔内，气泡破碎器S-2具有液相入口、气相入口和气液出口。其中，气泡破碎器S-2的液相入口与反应器R-1的循环出料口连通，气泡破碎器S-2的气相入口与反应器R-1的气相出口连通。
下面参考图1和图2描述根据本发明实施例的利用苯加氢生产环己烷的装置100实施的苯加氢生产环己烷的工艺。根据本发明实施例的苯加氢生产环己烷的工艺包括以下步骤：
向反应器R-1内加入液相苯原料、催化剂和氢气以便进行苯加氢反应；
打开反应器R-1的循环出料口和气相出口，以便将反应器R-1内的反应料液和氢气输送到气泡破碎器S-2内，其中该反应料液卷吸该氢气并将该氢气破碎成超细气泡，该反应料液和该氢气从气泡破碎器S-2的气液出口喷出并容纳在超细气泡发生器R-2的第二容纳腔内；
超细气泡发生器R-2的第二容纳腔内的该反应料液和该氢气返回反应器R-1内以便进一步反应，直至达到预设的反应转化率。
其中，该超细气泡是指直径为微米级的气泡。
根据本发明实施例的苯加氢生产环己烷的装置100通过设置超细气泡发生器R-2以及在超细气泡发生器R-2内设置气泡破碎器S-2，从而可以在苯加氢生产环己烷的反应过程中，利用产生的高温高压气体(氢气、环己烷蒸汽、苯蒸汽)自身的压力能，在超细气泡发生器R-2内产生超细气泡，即在超细气泡发生器R-2内产生微米级的气泡，由此可以充分地利用该高温高压气体的压力能，不仅可以实现工艺过程中能量的回收利用，而且可以增加气液接触界面的面积、提高传质效率、提高反应速率、缩小反应时间、提高生产能力、降低物耗能耗、实现高效反应。
而且，根据本发明实施例的苯加氢生产环己烷的装置100利用超细气泡发生器R-和气泡破碎器S-2代替现有设备中的冷阱、汽液分离器和压缩机，从而不仅减少了能耗，而且降低了设备投入费用及后期维护费用，具有很好的经济性。
因此，根据本发明实施例的苯加氢生产环己烷的装置100具有传质效率高、反应速率高、反应时间短、物耗能耗低、结构简单、制造成本低、维护费用低。
同理，根据本发明实施例的苯加氢生产环己烷的工艺具有传质效率高、反应速率高、反应时间短、物耗能耗低、结构简单、制造成本低、维护费用低。
如图1所示，根据本发明的一些实施例的苯加氢生产环己烷的装置100包括气体缓冲罐C-1、反应器R-1、超细气泡发生器R-2、气泡破碎器S-2、电机S-1、泵P-1和泵P-2。其中，反应器R-1可以是反应釜或反应塔。
气体缓冲罐C-1具有气体进口和气体出口，气体缓冲罐C-1的气体出口与反应器R-1的进气口连通。反应器R-1具有第一容纳腔，该第一容纳腔的壁上设有进料口、进气口、循环出料口、循环回料口、排料口和气相出口。
超细气泡发生器R-2具有第二容纳腔，该第二容纳腔的壁上设有回料口、排料口和气相出口，超细气泡发生器R-2的回料口与反应器R-1的循环回料口连通。其中，超细气泡发生器R-2的回料口位于反应器R-1的循环回料口的上方，以便超细气泡发生器R-2内的反应料液和氢气在自身重力的作用下返回到反应器R-1内。
气泡破碎器S-2设在超细气泡发生器R-2的第二容纳腔内，气泡破碎器S-2具有液相入口、气相入口和气液出口。其中，泵P-1的进口与反应器R-1的循环出料口连通，泵P-1的出口与气泡破碎器S-2的液相入口连通，气泡破碎器S-2的气相入口与反应器R-1的气相出口连通。泵P-2的进口与反应器R-1的排料口以及超细气泡发生器R-2的排料口连通。
有利地，如图1所示，超细气泡发生器R-2的气相出口通过管路与气泡破碎器S-2的气相入口相连。当超细气泡发生器R-2内的压力达到第二预设值时，打开超细气泡发生器R-2的气相出口，以便将超细气泡发生器R-2内的氢气输送到气泡破碎器S-2内。
下面参考图1描述苯加氢生产环己烷的装置100的反应过程。
步骤1：按照工艺要求，向反应器R-1的第一容纳腔内加入常温的液相苯原料和催化剂，并通过气体缓冲罐C-1向反应器R-1中通入设定流量的新鲜氢气，该新鲜氢气的温度为100-120℃，压力为0.3-1MPa，将反应器R-1的第一容纳腔内的物料(液相苯、催化剂和氢气)混合并加热至工艺设定的温度和压力，工艺温度为120-250℃，工艺压力为0.3-2.5MPa。
步骤2：当反应器R-1内的压力达到设定值(即上述的工艺压力)后，反应开始，缓慢开启反应器R-1的顶部的气相出口阀门，控制气体流量，以维持反应器R-1内所需的操作压力；反应器R-1中的反应料液(反应生成的环己烷和部分中间产物以及未反应的苯)通过泵P-1输送至气泡破碎器S-2的液相入口；
步骤3：在超细气泡发生器R-2中，该反应料液快速流入气泡破碎器S-2的顶部的液相入口，并将由反应器R-1的气相出口排出的高温高压的气体(氢气、环己烷蒸汽、苯蒸汽)卷吸入气泡破碎器S-2，高温高压的气体被破碎成超细气泡并由气泡破碎器S-2的气液出口喷出。也就是说，气泡破碎器S-2为卷吸式气泡破碎器。
步骤4：随着超细气泡发生器R-2中液位的升高，超细气液混合相(该反应料液和该超细气泡的混合相)通过超细气泡发生器R-2上方的回料口，利用液位差流回反应器R-1的底部，随着超细气泡发生器R-2内压力和温度逐渐升高，缓慢开启超细气泡发生器R-2上部的气相出口的阀门，控制气体流量，以维持超细气泡发生器R-2内所需的操作压力，气相通过超细气泡发生器R-2上部的气相出口经由管线进入气泡破碎器S-2的气相入口，气体被卷吸破碎。
步骤5：随着反应的进行，达到稳定的反应转化率，反应器R-1中的反应产物通过泵P-1经由管线输送至下一工段。
步骤6：整个装置停车后，打开反应器R-1的排料口以及超细气泡发生器R-2的排料口，底料通过泵P-2输送出去。
如图2所示，根据本发明的一些实施例的苯加氢生产环己烷的装置100包括气体缓冲罐C-1、反应器R-1、超细气泡发生器R-2、气泡破碎器S-2、喷射循环器、泵P-1和泵P-2。其中，反应器R-1可以是反应塔。
气体缓冲罐C-1具有气体进口和气体出口，气体缓冲罐C-1的气体出口与反应器R-1的进气口连通。反应器R-1具有第一容纳腔，该第一容纳腔的壁上设有进料口、进气口、循环出料口、循环回料口、排料口和气相出口。喷射循环器设在反应器R-1的第一容纳腔内，喷射循环器具有液相入口和喷射口。其中，喷射循环器的液相入口与反应器R-1的循环出料口连通。通过泵P-1将反应器R-1的第一容纳腔内的反应料液输送至喷射循环器，以便使反应器R-1的第一容纳腔内的反应料液形成湍流流动。
超细气泡发生器R-2具有第二容纳腔，该第二容纳腔的壁上设有回料口、排料口和气相出口，超细气泡发生器R-2的回料口与反应器R-1的循环回料口连通。其中，超细气泡发生器R-2的回料口位于反应器R-1的循环回料口的上方，以便超细气泡发生器R-2内的反应料液和氢气在自身重力的作用下返回到反应器R-1内。
气泡破碎器S-2设在超细气泡发生器R-2的第二容纳腔内，气泡破碎器S-2具有液相入口、气相入口和气液出口。其中，泵P-1的进口与反应器R-1的循环出料口连通，泵P-1的出口与气泡破碎器S-2的液相入口连通，气泡破碎器S-2的气相入口与反应器R-1的气相出口连通。泵P-2的进口与反应器R-1的排料口以及超细气泡发生器R-2的排料口连通。
如图2所示，在本发明的一些示例中，反应器R-1的第一容纳腔的壁上设有液相循环入口，该液相循环入口与该第一容纳腔的周向相切。通过泵P-1将反应器R-1的第一容纳腔内的反应料液输送至该液相循环入口，以便该反应料液以该第一容纳腔的切线方向进入该第一容纳腔内，以便使反应器R-1的第一容纳腔内的反应料液形成湍流流动。
在本发明的一个示例中，如图2所示，该液相循环入口为多个，多个该液相循环入口沿上下方向间隔开。由此可以使反应器R-1的第一容纳腔内的反应料液形成更加激烈的湍流流动。
如图2所示，有利地，超细气泡发生器R-2的气相出口通过管路与气泡破碎器S-2的气相入口相连。当超细气泡发生器R-2内的压力达到第二预设值时，打开超细气泡发生器R-2的气相出口，以便将超细气泡发生器R-2内的氢气输送到气泡破碎器S-2内。
下面参考图2描述苯加氢生产环己烷的装置100的反应过程。苯加氢生产环己烷的装置100的反应过程包括开车阶段和连续正常操作阶段。
步骤1：在开车阶段，首先按照工艺要求，向反应器R-1的第一容纳腔内加入常温的液相苯原料和催化剂，并通过气体缓冲罐C-1向反应器R-1中通入设定流量的新鲜氢气，该新鲜氢气的温度为100-120℃，压力为0.3-1MPa，将反应器R-1的第一容纳腔内的物料(液相苯、催化剂和氢气)混合并加热至工艺设定的温度和压力，工艺温度为120-250℃，工艺压力为0.3-2.5MPa。
步骤2：当反应器R-1的第一容纳腔内的液面高度超过反应器R-1的中部的循环出料口时，打开泵P-1将反应料液循环输送至喷射循环器和该液相循环入口，该液相循环入口设置在反应器R-1的第一容纳腔的壁的切线方向，该反应料液以该第一容纳腔的切线方向进入反应器R-1，形成湍流流动；当反应器R-1内的压力达到设定值(即上述的工艺压力)后，反应开始，缓慢开启反应器R-1的顶部的气相出口阀门，控制气体流量，以维持反应器R-1内所需的操作压力，此时开车阶段即转入连续正常操作阶段；同时，打开管线8上的阀门，反应器R-1中的反应料液(反应生成的环己烷和部分中间产物以及未反应的苯)通过泵P-1输送至气泡破碎器S-2的液相入口。
也就是说，在打开反应器R-1的循环出料口和气相出口之前，将反应器R-1内的反应料液输送至喷射循环器，以及将反应器R-1内的反应料液通过反应器R-1的液相循环入口输送回反应器R-1以便形成反应料液循环。当反应器R-1内的压力达到第一预设值时，打开反应器R-1的循环出料口和气相出口。
通过泵P-1从反应器R-1中取出的反应料液可以分成三个部分，第一部分的反应料液输送到喷射循环器内，第二部分的反应料液输送到该液相循环入口，第三部分的反应料液输送到气泡破碎器S-2。
步骤3：在超细气泡发生器R-2中，该反应料液快速流入气泡破碎器S-2的顶部的液相入口，并将由反应器R-1的气相出口排出的高温高压的气体(氢气、环己烷蒸汽、苯蒸汽)卷吸入气泡破碎器S-2，高温高压的气体被破碎成超细气泡并由气泡破碎器S-2的气液出口喷出。也就是说，气泡破碎器S-2为卷吸式气泡破碎器。
步骤4：随着超细气泡发生器R-2中液位的升高，超细气液混合相(该反应料液和该超细气泡的混合相)通过超细气泡发生器R-2上方的回料口，利用液位差流回反应器R-1的底部，随着超细气泡发生器R-2内压力和温度逐渐升高，缓慢开启超细气泡发生器R-2上部的气相出口的阀门，控制气体流量，以维持超细气泡发生器R-2内所需的操作压力，气相通过超细气泡发生器R-2上部的气相出口经由管线进入气泡破碎器S-2的气相入口，气体被卷吸破碎。
步骤5：随着反应的进行，达到稳定的反应转化率，反应器R-1中的反应产物通过泵P-1经由管线输送至下一工段。
步骤6：整个装置停车后，打开反应器R-1的排料口以及超细气泡发生器R-2的排料口，底料通过泵P-2输送出去。
实施例1：
向容积为1M3的反应器R-1中加入50kg/h常温苯和催化剂，通过缓冲罐C-1向反应器R-1中加入温度为100℃、压强为0.3MPa的新鲜氢气；开启反应器R-1的电机S-1和换热器H-1，混合和加热至温度为210℃、压强为1.5MPa。当反应器R-1的压力达到设定值1.5MPa后，缓慢开启反应器R-1顶部的气相出口阀门，控制尾气流量在设定值2m3/h，以维持反应所需的压力，尾气通过管路5进入气泡破碎器S-2的气相入口。反应后25kg/h主要含产物环己烷、少量中间产物以及为反应的苯的物料通过管路6由经泵P-1输送至气泡破碎器S-2的液相入口。
超细气泡发生器R-2与反应器R-1之间通过管路10连通，超细气泡发生器R-2的气相通过管路9进入气泡破碎器S-2的气相入口。超细气泡发生器R-2中的超细气液混合相通过管路10流回反应器R-1底部进行高效反应。反应产物通过泵P-1经过管线13输送至后续工段，该工艺最终苯的转化率高达99.9％以上。
实施例2：
向容积为2.5M3的反应器R-1中加入100kg/h常温苯和催化剂，通过缓冲罐C-1向反应器R-1中加入温度为120℃、压强为0.5MPa的新鲜氢气；开启反应器R-1的电机S-1和换热器H-1，混合和加热至温度为250℃、压强为2.0MPa。当反应器R-1的压力达到设定值2.0MPa后，缓慢开启反应器R-1顶部的气相出口阀门，控制尾气流量在设定值4m3/h，以维持反应所需的压力，尾气通过管路5进入气泡破碎器S-2的气相入口。反应后25kg/h主要含产物环己烷、少量中间产物以及为反应的苯的物料通过管路6由经泵P-1输送至气泡破碎器S-2的液相入口。
超细气泡发生器R-2与反应器R-1之间通过管路10连通，超细气泡发生器R-2的气相通过管路9进入气泡破碎器S-2的气相入口。超细气泡发生器R-2中的超细气液混合相通过管路10流回反应器R-1底部进行高效反应。反应产物通过泵P-1经过管线13输送至后续工段，该工艺最终苯的转化率高达99.9％以上。
实施例3：
反应器R-1的塔径为800mm，塔高为4.5m，共有五层筛板，筛板开孔率为60％，喷射循环器固定在第一层筛板中央，筛板之间的板间距为0.4m，在第一层筛板上方有循环出料口。向反应器R-1加入100kg/h常温苯和催化剂，通过缓冲罐C-1向反应器R-1中加入温度为100℃、压强为0.3MPa的新鲜氢气；反应器R-1内的操作温度设定为140℃、压强设定为1.2MPa，当反应器R-1内液面高度超过该循环出料口后，开启泵P-1分别将反应料液输送至喷射循环器和循环液相入口，其中该循环液相入口设置在塔壁的切线方向，循环液相以塔壁切线方向进入反应器R-1内。
当反应器R-1内的压强达到设定值后，缓慢打开反应器R-1顶部的气相出口阀门，控制尾气流量为4m3/h，以维持反应所需的压强，尾气通过管路5进入气泡破碎器S-2的气相入口。反应后，打开管线8上的阀门，控制流量20kg/h主要含产物环己烷、少量中间产物以及为反应的苯的物料通过泵P-1经过管线8输送至气泡破碎器S-2的液相入口。超细气泡发生器R-2的气相通过管路9进入气泡破碎器S-2的气相入口。超细气泡发生器R-2中的超细气液混合相通过管路10流回反应器R-1底部进行高效反应。反应产物通过泵P-1经过管线13输送至后续工段，该工艺最终苯的转化率高达99.9％以上。
实施例4：
反应器R-1的塔径为800mm，塔高为4.5m，共有五层筛板，筛板开孔率为80％，喷射循环器固定在第一层筛板中央，筛板之间的板间距为0.4m，在第一层筛板下方有个循环出料口。向反应器R-1加入150kg/h常温苯和催化剂，通过缓冲罐C-1向反应器R-1中加入温度为120℃、压强为0.5MPa的新鲜氢气；反应器R-1内的操作温度设定为180℃、压强设定为1.6MPa，当反应器R-1内液面高度超过该循环出料口后，开启泵P-1分别将反应料液输送至喷射循环器和循环液相入口，其中循环液相入口设置在塔壁的切线方向，该反应料液以切向速度进入反应器R-1内。
当反应器R-1内的压强达到设定值后，缓慢打开反应器R-1顶部的气相出口阀门，控制尾气流量为3m3/h，以维持反应所需的压强，尾气通过管路5进入气泡破碎器S-2的气相卷吸口。反应后，打开管线8上的阀门，控制流量30kg/h主要含产物环己烷、少量中间产物以及为反应的苯的物料通过泵P-1经过管线8输送至气泡破碎器S-2的液相入口。超细气泡发生器R-2的气相通过管路9进入喷射反应装置S-2的气相入口。超细气泡发生器R-2中的超细气液混合相通过管路10流回反应器R-1底部进行高效反应。反应产物通过泵P-1经过管线13输送至后续工段，该工艺最终苯的转化率高达99.9％以上。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种苯加氢生产环己烷的装置，其特征在于，包括：
反应器，所述反应器具有第一容纳腔，所述第一容纳腔的壁上设有进料口、进气口、循环出料口、循环回料口、排料口和气相出口；
超细气泡发生器，所述超细气泡发生器具有第二容纳腔，所述第二容纳腔的壁上设有回料口、排料口和气相出口，所述超细气泡发生器的回料口与所述反应器的循环回料口连通；和
气泡破碎器，所述气泡破碎器设在所述第二容纳腔内，所述气泡破碎器具有液相入口、气相入口和气液出口，其中所述气泡破碎器的液相入口与所述反应器的循环出料口连通，所述气泡破碎器的气相入口与所述反应器的气相出口连通。
2.根据权利要求1所述的苯加氢生产环己烷的装置，其特征在于，进一步包括喷射循环器，所述喷射循环器设在所述第一容纳腔内，所述喷射循环器具有液相入口和喷射口，其中所述喷射循环器的液相入口与所述反应器的循环出料口连通。
3.根据权利要求1或2所述的苯加氢生产环己烷的装置，其特征在于，所述第一容纳腔的壁上设有液相循环入口，所述液相循环入口与所述第一容纳腔的周向相切。
4.根据权利要求3所述的苯加氢生产环己烷的装置，其特征在于，所述液相循环入口为多个，多个所述液相循环入口沿上下方向间隔开。
5.根据权利要求1所述的苯加氢生产环己烷的装置，其特征在于，所述超细气泡发生器的气相出口通过管路与所述气泡破碎器的气相入口相连。
6.根据权利要求1所述的苯加氢生产环己烷的装置，其特征在于，进一步包括气体缓冲罐，所述气体缓冲罐具有气体进口和气体出口，所述气体缓冲罐的气体出口与所述反应器的进气口连通。
7.一种利用根据权利要求1-6中任一项所述的苯加氢生产环己烷的装置实施的苯加氢生产环己烷的工艺，其特征在于，包括以下步骤：
向反应器内加入液相苯原料、催化剂和氢气以便进行苯加氢反应；
打开所述反应器的循环出料口和气相出口，以便将所述反应器内的反应料液和氢气输送到气泡破碎器内，其中所述反应料液卷吸所述氢气并将所述氢气破碎成超细气泡，所述反应料液和所述氢气从所述气泡破碎器的气液出口喷出并容纳在超细气泡发生器的第二容纳腔内；
所述第二容纳腔内的所述反应料液和所述氢气返回所述反应器内以便进一步反应，直至达到预设的反应转化率。
8.根据权利要求7所述的苯加氢生产环己烷的工艺，其特征在于，进一步包括：在打开所述反应器的循环出料口和气相出口之前，将所述反应器内的反应料液输送至喷射循环器。
9.根据权利要求7所述的苯加氢生产环己烷的工艺，其特征在于，进一步包括：在打开所述反应器的循环出料口和气相出口之前，将所述反应器内的反应料液通过所述反应器的液相循环入口输送回所述反应器以便形成反应料液循环。
10.根据权利要求7所述的苯加氢生产环己烷的工艺，其特征在于，
当所述反应器内的压力达到第一预设值时，打开所述反应器的循环出料口和气相出口，
当所述超细气泡发生器内的压力达到第二预设值时，打开所述超细气泡发生器的气相出口，以便将所述超细气泡发生器内的氢气输送到所述气泡破碎器内。
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