CN107141220A - 一种持续保持己二胺生产用催化剂性能的方法 - Google Patents

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陈聚良
高先明
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刘耀文
闫晓满
郭卫东
欧玲
杜红涛
霍美菊
井慧
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Abstract

一种持续保持己二胺生产用催化剂性能的方法，向反应器内每日定量添加高活性催化剂，同时排出对应量的低活性催化剂，以稳定维持反应器内催化剂的整体活性，所述高活性催化剂是由新鲜催化剂和经清洗后的旧催化剂按照1~3:1的重量比混合而成，且以3个月为置换周期，对反应器内的催化剂进行定量置换，单次的置换量为反应器内催化剂总量的10‑40Wt%。本发明所述方法，不仅降低了新鲜催化剂的单耗，缩减成本，也使反应器在长周期高负荷运行的情况下，催化剂的活性、粒度和流动性得以保持。

Description

一种持续保持己二胺生产用催化剂性能的方法
技术领域
本发明涉及己二胺生产技术领域，具体为一种持续保持己二胺生产用催化剂性能的方法。
背景技术
应用在传统流化床反应器的催化剂，在连续性运行中，反应器内催化剂的活性和流动性受其强度、反应时氢气的高度流动、剧烈碰撞、化学反应中部分骨架金属析出以及催化剂再生后机械输送等因素的影响，会出现部分磨损、破碎、老化等现象，最终导致流化床反应器内催化剂活性和流动性变差，反应副产物上升，反应器内催化剂发生堆积、堵塞等不利情况，并且增加了后工序的分离提纯难度。
传统维持反应器内的催化剂性能的方法为：
每日向反应器内定量添加新鲜催化剂——参与反应——旧催化剂排出——清洗（水洗）——重新进入反应器。
应用上述传统工艺方法来保持反应器内的催化剂活性、粒度与流动性存在以下几方面的问题：
1、每日恒定的催化剂添加量使催化剂单耗上升、生产成本增加；
2、单出的旧催化剂排出、清洗，仅仅能将磨损极为严重的漂浮状态的微小颗粒清除，并不能真正的对提高催化剂活性、粒度有所帮助；
3、参与反应的催化剂随着反应运行时间的延长，其流动性、活性及粒度衰减严重，且粘度增加，最终导致在反应器内部发生堆积与挂壁，造成反应器堵塞，生产无法正常运转。
发明内容
针对上述传统生产技术现状的问题，本发明的目的在于提出一种在己二胺生产中，能够持续保持催化剂性能的工艺方法。该方法改变了催化剂每日添加的方法，不仅降低了新鲜催化剂的单耗，缩减成本，也使反应器在长周期高负荷运行的情况下，催化剂的活性、粒度和流动性得以保持。
本发明为了解决上述问题所采用的技术方案为：一种持续保持己二胺生产用催化剂性能的方法，向反应器内每日定量添加高活性催化剂，同时排出对应量的低活性催化剂，以稳定维持反应器内催化剂的整体活性，所述高活性催化剂是由新鲜催化剂和经清洗后的旧催化剂按照1~3:1的重量比混合而成，且以3个月为置换周期，对反应器内的催化剂进行定量置换，单次的置换量为反应器内催化剂总量的10-40Wt%。
所述催化剂均为镍基催化剂，旧催化剂为由反应器外排置换出来的催化剂。
所述方法还包括每周从从反应器多个部位对催化剂进行取样，分析催化剂活性及粒度大小，其中，催化剂活性分析方法为加氢试验，催化剂粒度分析方法采用激光粒度分析仪进行。
所述方法中，旧催化剂的水洗频次为一天一次，用于清洗催化剂的冲洗水总量为280L/h。
所述反应器中催化器排放阀的阀体为圆锥形，其进口的通道大小为6mm。
所述的高活性催化剂为活性高于反应器反应所需催化剂活性的平均值的催化剂；低活性催化剂为活性低于反应器反应所需催化剂活性的平均值的催化剂。
所述的新鲜催化剂为未使用过的催化剂；旧催化剂为在反应器中经过反应后外排出的仍有活性的催化剂。
本发明所述的旧催化剂再生方法除了水洗浮选外，还可以采用碱洗取出附着物的方法来提高催化剂的活性，以达到再生效果。该方法是将氢氧化钠溶液与水以一定比例在碱洗釜内混合，并预热到一定温度，再加入外排旧催化剂进行搅拌，以去除催化剂骨架上的粘稠附着物，一定时间后取样测定催化剂活性，从而实现旧催化剂的再生。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
相对于传统的维持反应器内催化剂性能的方法，本发明的应用较好的解决了连续化工生产中遇到的催化剂长周期运行带来的活性降低、粒径变小和流动性变差，反应器堵塞风险加大，镍过滤器工作周期缩短，反应副产物转化率增加，成品中杂质含量上升的问题，而且规避常规方法大量添加新鲜催化剂、对反应器内的催化剂进行全部置换所带来的新鲜催化剂单耗上升、生产成本增加的问题。另外，本发明的应用，比为采用本发明方法时的运行周期延长了近两倍（约90天），最大化的提高了产品收率，有着较好的经济收益。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作详细说明，本实施例以本发明技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程。
本发明为一种持续保持己二胺生产用催化剂性能的方法，向生产己二胺的反应器内每日定量添加高活性催化剂，同时排出对应量的低活性催化剂，以稳定维持反应器内催化剂的整体活性，所述高活性催化剂是由新鲜催化剂和经水洗后的旧催化剂按照1~3:1的重量比混合而成，且以3个月为置换周期，对反应器内的催化剂进行定量置换，单次的置换量为反应器内催化剂总量的10-40Wt%。
以上为本发明的基本实施方式 ，可在以上基础上作进一步的改进、优化或限定。
进一步的，所述催化剂均为镍基催化剂，旧催化剂为由反应器外排置换出来的催化剂。
进一步的，所述方法还包括每周从从反应器多个部位对催化剂进行取样，分析催化剂活性及粒度大小，其中，催化剂活性分析方法为加氢试验，催化剂粒度分析方法采用激光粒度分析仪进行。
进一步的，所述方法中，旧催化剂的水洗频次为一天一次，用于清洗催化剂的冲洗水总量为280L/h。
所述反应器中催化器排放阀的阀体为圆锥形，其进口的通道大小为6mm。
本发明在实际应用中，具体的实施如下：
第一、调整反应器没催化剂的加入量：传统方法中新鲜催化剂的每日加入量约为80kg，且对反应器内的催化剂进行无定期全部置换操作，催化剂消耗相对较高，单耗极大。为进一步降低催化剂单耗，同时在保证反应器内高负荷连续生产的前提下，现在传统方法加入量的基础上，将新鲜催化剂的每日添加量缩减为原有的三分之一；
第二、对反应器外排的催化剂进行循环再利用：通过对催化剂活性分析发现，反应器内参与反应的催化剂活性指数与新鲜催化剂的活性指数有接近2倍的差距，粒径对比相差约10微米，通过对长时间的分析结果和参数比对确认，旧催化剂活性低主要是其骨架表面附着松散铝及部分有机物所致，粒径变小的主要原因为颗粒间碰撞磨损所致。根据分析结果，决定对反应器外排置换出来的催化剂进行水洗浮选，以提高其活性，然后配合新鲜催化剂再次加入反应器内，单次加入量为42kg，以满足生产需要，达到循环再利用。
水洗浮选后的旧催化剂活性，相比未处理前有0.1-0.2的提升量，将这部分催化剂与新鲜催化剂以1: 1~3的比例向反应器内添加，与传统的添加方式相比，新鲜催化剂的日添加量减少67%（添加量为原添加量的三分之一），吨己二胺催化剂单耗下降30%以上。
第三、对反应器内催化剂实施定期批量置换：以3个月为置换周期，单次置换量约占反应器内催化剂总量比例的20-40Wt%。
在上述方法应用后，经过运行检测，催化剂粒度D50（D50是指一个样品的累计粒度百分数达到50%时所对应的粒径，其物理意义是粒径大于它的颗粒占50%，D50也叫中位径或中值粒径。此处，D50值约等于15-30微米）明显增多，活性有明显提升，催化剂活性指数稳定控制在0.80以上。催化剂定量置换后，反应器内催化剂活性以及粒度指数显著提高，反应副产物转化率同比下降明显，且反应器内催化剂长周期运行的流动性也得到了明显改善。
另外，关于旧催化剂的水洗循环利用，还辅有如下操作：
操作一，定期对反应器内催化剂进行取样分析：每周从反应器不同部位取样，分析催化剂活性以及粒度，催化剂活性分析方法为加氢试验，催化剂粒度分析方法采用激光粒度分析仪进行。
操作二，增大催化剂水洗再生系统的工作频次：将催化剂水洗再生系统的运转周期在原有基础上增大1-10倍，加大水洗频次，同时对增大清洗催化剂冲洗水的总量，在原有基础上提高50L/h，保证水洗效果。
操作三，催化剂排放阀改造，催化器排放阀的阀体由原有的圆柱形改造为圆锥形，同时将排放阀的进口通道扩大为原来的2倍，以增大排放通道面积。
现以实际应用中的具体参数为基础，对传统方法和本申请所述方法的实际应用效果进行如下对比：
催化剂日添加量 催化剂单耗 生产成本 催化剂活性 催化剂粒度
传统 80kg 0.55kg/T-HMD 60.5元/ T-HMD 0.6-0.75 13-18微米
现在 42kg 0.3 kg/T-HMD 48元/ T-HMD 大于等于0.82 15-30微米
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例描述如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述所述技术内容作出的些许更动或修饰均为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (5)

1.一种持续保持己二胺生产用催化剂性能的方法，向生产己二胺的反应器内每日定量添加高活性催化剂，同时排出对应量的低活性催化剂，以稳定维持反应器内催化剂的整体活性，其特征在于：所述高活性催化剂是由新鲜催化剂和经再生后的旧催化剂按照1~3:1的重量比混合而成，且以3个月为置换周期，对反应器内的催化剂进行定量置换，单次的置换量为反应器内催化剂总量的10-40Wt%。
2.如权利要求1所述的一种持续保持己二胺生产用催化剂性能的方法，其特征在于：所述催化剂均为镍基催化剂，旧催化剂为由反应器外排置换出来的催化剂。
3.如权利要求1所述的一种持续保持己二胺生产用催化剂性能的方法，其特征在于：所述方法还包括每周从从反应器多个部位对催化剂进行取样，分析催化剂活性及粒度大小，其中，催化剂活性分析方法为加氢试验，催化剂粒度分析方法采用激光粒度分析仪进行。
4.如权利要求1所述的一种持续保持己二胺生产用催化剂性能的方法，其特征在于：所述方法中，旧催化剂的再生方式为水洗浮选，水洗频次为一天一次，用于清洗催化剂的冲洗水总量为280L/h，水洗温度为75-95℃，水洗停留时间为1小时。
5.如权利要求1所述的一种持续保持己二胺生产用催化剂性能的方法，其特征在于：所述反应器中催化器排放阀的阀体为圆锥形，其进口的通道大小为6mm。
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