CN106348994B - 一种对环己酮脱氢气体进行增压的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种对环己酮脱氢气体进行增压的方法及装置，该方法是将新鲜氢气及环己醇脱氢气进行一次混合，控制压力为0.75~0.9MPa，然后将一次混合后的气体与循环氢气进行二次混合，控制压力为0.65~0.8MPa，完成环己醇脱氢气体的增压。所述一次混合和二次混合均采用喷射增压器；一次混合时，新鲜氢气作为工作介质，环己醇脱氢气作为引射介质；二次混合时，第一次混合后的气体作为工作介质，循环氢气作为引射介质。本发明采用二级混合喷射的工艺路线，通过工作介质及引射介质的压力差及机械能与势能的相互转换，满足工艺要求，达到节能降耗的目的，具有工艺简单、生产稳定的特点。

Description

一种对环己酮脱氢气体进行增压的方法及装置
技术领域
本发明涉及到环己酮苯加氢反应工艺，属于己内酰胺化工工艺及设备的具体范畴，具体为对环己酮脱氢气体进行增压的方法及装置。
背景技术
环己酮苯加氢工艺中氢气和苯在一定的温度和压力下通过镍催化剂固定床层时，被催化剂吸附的氢分子离解成氢原子，并与吸附的苯分子发生加氢反应，生成环己烷，并放出大量热量。苯加氢的反应理论上氢气与苯的摩尔比是3:1，为保证苯反应完全，将氢气控制过量。本反应的氢气有三个来源：新鲜氢气、脱氢氢气、循环氢气，其中新鲜氢气加脱氢气与苯的摩尔比仍是3:1，但反应后的尾气用压缩机打循环，从而保证进反应器的氢苯比可以达到4.0~4.5:1。由于环己醇脱氢反应是常压，而苯加氢是在0.7MPa高压下进行，因此脱氢气需要压缩机增压后送入苯加氢系统。
目前国内年产10万吨环己酮装置中，循环氢气（称为循环气）及脱氢气均采用活塞式压缩机进行增压，一方面电耗较高，二是部件较多，切换维修时对生产波动较大，另外设备安全风险较大。因此寻求一种高效、安全、节能的增压装置和方法很有必要。
发明内容
本发明的目的提供一种对环己酮脱氢气体进行增压的方法及装置，能够降低设备运行风险，进一步降低生产成本。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种对环己酮脱氢气体进行增压的方法，其步骤为：
将新鲜氢气及环己醇脱氢气进行一次混合，控制压力为0.75~0.9MPa，然后将一次混合后的气体与循环氢气进行二次混合，控制压力为0.65~0.8MPa，完成环己酮脱氢气体的增压。
所述的新鲜氢气来自外界，其压力为1.5~1.8MPa。
所述一次混合和二次混合均采用喷射增压器；一次混合时，新鲜氢气作为工作介质，环己醇脱氢气作为引射介质；二次混合时，第一次混合后的气体作为工作介质，循环氢气作为引射介质。
所述的环己醇脱氢气为常压气体（压力为5~10KPa）；循环氢气的压力为0.6~0.75MPa。
所述二次混合后得到的气体送入苯加氢系统进行利用。
一种对环己酮脱氢气体进行增压的装置，包括第一喷射增压器和第二喷射增压器，第一喷射增压器的工作介质进口连接新鲜氢气管道，引射介质进口连接环己醇脱氢气管道，第一喷射增压器的出口连接第二喷射增压器的工作介质进口，其引射介质进口连接循环氢气管道。
所述第一喷射增压器和第二喷射增压器均由缓冲罐及多个喷射泵组成，喷射泵包括依次设置的工作介质入口、混合室、喉管及扩散管，混合室还设有引射介质入口，工作介质入口与引射介质入口垂直，扩散管位于缓冲罐内。
所述缓冲罐的中部设有滤芯层，扩散管的出口处位于滤芯层的下方，缓冲室在滤芯层的上方还设有混合气体出口。
该装置设有DCS控制系统，根据脱氢气及循环气量，自动控制原料氢气的进气量，使压力及配比更为合理。
本发明中利用的新鲜氢气及脱氢氢气含氢在99%以上，新鲜氢气与苯的摩尔比仍是3:1，但利用苯装置使反应后的尾气打循环，这样就保证了进反应器的氢苯比可以达到4.0~4.5:1，而尾气排空少，甚至有时全部打循环，只是在尾气含氢较低时少量、间断排空，有利于提高转化率和降低氢气消耗。由于有循环氢的流量，使得进反应器床层的气体流速增加了，有利于拉长反应带，使苯加氢的反应热点温度下降，减少了副反应，提高了收率。由于尾气基本上不排空，也就避免了因排空造成的氢气和环己烷的损失，在降低消耗、安全、环境保护上有重要的意义和作用。
本发明采用二级混合喷射的工艺路线，利用申请人单位提供的中压原料氢作为一级工作介质流体，和环己醇转化后的脱氢气等引射介质流体进到混合室中，进行速度的均衡，通常还伴随压力的升高，流体从混合室出来进入扩散器及缓冲罐，压力将继续升高，达到0.75~0.9MPa。该混合气作为二级工作介质流体，引入循环氢气介质进二次混合，其通过机械能与势能的相互转换，满足工艺要求，达到节能降耗的目的，具有工艺简单、生产稳定的特点。
本发明采用气体喷射的原理，选用的喷射增压器比传统的压缩机，每年可节省电消耗费用115.872万元、节省维修费用17万元。
该喷射装置结构简单，部件少，在目前工艺条件下，气质较干净，磨损小，寿命长，一般3年内不必检修，减少设备检修及设备部件磨损振动跳闸引起的安全风险。
附图说明
图1为本发明装置的结构示意图；
图2为喷射泵的结构示意图；
图3为喷射增压器的俯视图。
具体实施方式
下面结合实施例来进一步说明本发明，但本发明要求保护的范围并不局限于实施例表述的范围。
实施例1：
如图1所示，将1.80MPa的新鲜氢气A作为工作介质送往第一喷射增压器，和作为引射介质的环己醇转化后的脱氢气B混合，进行速度的均衡，压力升高至0.75~0.9MPa，该混合气作为第二工作介质流体C，进入第二喷射增压器，将0.65MPa的循环氢气介质作为引射介质D，通过加压达到工艺要求的0.65~0.8MPa的混合气，该混合气E送入加氢反应器。
实施例2： 1.80MPa的新鲜氢气原料作为通过支管送往第一喷射增压器，和作为引射介质的环己醇转化后的脱氢气混合，进行速度的均衡，压力升高至0.85MPa，该混合气作为第二工作介质流体，进入第二喷射增压器，将0.65MPa的循环氢气介质作为引射介质，通过加压达到工艺要求的0.7MPa的混合气，该混合气送入加氢反应器。
实施例3： 1.50MPa的新鲜氢气原料作为通过支管送往第一喷射增压器，和作为引射介质的环己醇转化后的脱氢气混合，环己醇脱氢气的压力为5KPa，进行速度的均衡，压力升高至0.75MPa，该混合气作为第二工作介质流体，进入第二喷射增压器，将0.6MPa的循环氢气介质作为引射介质，通过加压达到工艺要求的0.65MPa的混合气，该混合气送入加氢反应器。
实施例4： 1.60MPa的新鲜氢气原料作为通过支管送往第一喷射增压器，和作为引射介质的环己醇转化后的脱氢气混合，环己醇脱氢气的压力为8KPa，进行速度的均衡，压力升高至0.8MPa，该混合气作为第二工作介质流体，进入第二喷射增压器，将0.70MPa的循环氢气介质作为引射介质，通过加压达到工艺要求的0.75MPa的混合气，该混合气送入加氢反应器。
实施例5： 1.70MPa的新鲜氢气原料作为通过支管送往第一喷射增压器，和作为引射介质的环己醇转化后的脱氢气混合，环己醇脱氢气的压力为10KPa，进行速度的均衡，压力升高至0.9MPa，该混合气作为第二工作介质流体，进入第二喷射增压器，将0.75MPa的循环氢气介质作为引射介质，通过加压达到工艺要求的0.8MPa的混合气，该混合气送入加氢反应器。
一种对环己醇脱氢气体进行增压的装置，包括第一喷射增压器1和第二喷射增压器2，第一喷射增压器的工作介质进口连接新鲜氢气管道3，引射介质进口连接环己醇脱氢气管道，第一喷射增压器的出口连接第二喷射增压器的工作介质进口，其引射介质进口连接循环氢气管道。
进一步地，所述第一喷射增压器和第二喷射增压器均由缓冲罐4及多个喷射泵5组成，喷射泵包括依次设置的工作介质入口、混合室、喉管及扩散管，混合室还设有引射介质入口，工作介质入口与引射介质入口垂直，扩散管位于缓冲罐内。
进一步地，所述缓冲罐的中部设有滤芯层6，扩散管的出口处位于滤芯层的下方，缓冲室在滤芯层的上方还设有混合气体出口。
进一步地，该装置的每级调压单元由喷射泵（含喷射器、混合室、扩散器）及缓冲罐、调节模块（压力/流量检测控制单元、调节阀）组成，调节模块由物料在线检测（温度、压力、流速流量）、DCS控制系统9及调节阀门组成。
在新鲜氢气管道3、第一喷射增压的器缓冲罐4、第二喷射增压器的缓冲罐4、环己醇脱氢分离器出口7、苯加氢分离器出口8（循环氢气出口）安装压力变送器，在新鲜氢气管道、第一至第二喷射增压器缓冲罐管线上安装调节阀。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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 (4)

1.一种对环己酮脱氢气体进行增压的方法，其特征在于，其步骤为：
将新鲜氢气及环己醇脱氢气进行一次混合，控制压力为0.75~0.9MPa，然后将一次混合后的气体与循环氢气进行二次混合，控制压力为0.65~0.8MPa，完成环己酮脱氢气体的增压；所述的新鲜氢气来自外界，其压力为1.5~1.8MPa；所述的环己醇脱氢气的压力为5~10KPa；循环氢气的压力为0.6~0.75MPa；所述一次混合和二次混合均采用喷射增压器；一次混合时，新鲜氢气作为工作介质，环己醇脱氢气作为引射介质；二次混合时，第一次混合后的气体作为工作介质，循环氢气作为引射介质；所述二次混合后得到的气体送入苯加氢系统进行利用。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：采用该方法的装置包括第一喷射增压器和第二喷射增压器，第一喷射增压器的工作介质进口连接新鲜氢气管道，引射介质进口连接环己醇脱氢气管道，第一喷射增压器的出口连接第二喷射增压器的工作介质进口，其引射介质进口连接循环氢气管道。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述第一喷射增压器和第二喷射增压器均由缓冲罐及多个喷射泵组成，喷射泵包括依次设置的工作介质入口、混合室、喉管及扩散管，混合室还设有引射介质入口，工作介质入口与引射介质入口垂直，扩散管位于缓冲罐内。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述缓冲罐的中部设有滤芯层，扩散管的出口处位于滤芯层的下方，缓冲室在滤芯层的上方还设有混合气体出口。
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