RU2296741C1 - Method of controlling cyclohexanol or cyclohexanone production processes - Google Patents

Method of controlling cyclohexanol or cyclohexanone production processes Download PDF

Info

Publication number
RU2296741C1
RU2296741C1 RU2005130595/04A RU2005130595A RU2296741C1 RU 2296741 C1 RU2296741 C1 RU 2296741C1 RU 2005130595/04 A RU2005130595/04 A RU 2005130595/04A RU 2005130595 A RU2005130595 A RU 2005130595A RU 2296741 C1 RU2296741 C1 RU 2296741C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
benzene
phenol
hydrogen
cyclohexanol
condensate
Prior art date
Application number
RU2005130595/04A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Петрович Болдырев (RU)
Анатолий Петрович Болдырев
Виктор Иванович Герасименко (RU)
Виктор Иванович Герасименко
Анатолий Аркадьевич Огарков (RU)
Анатолий Аркадьевич Огарков
Сергей Витальевич Ардамаков (RU)
Сергей Витальевич Ардамаков
Original Assignee
Открытое акционерное общество "КуйбышевАзот"
Анатолий Петрович Болдырев
Виктор Иванович Герасименко
Анатолий Аркадьевич Огарков
Сергей Витальевич Ардамаков
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "КуйбышевАзот", Анатолий Петрович Болдырев, Виктор Иванович Герасименко, Анатолий Аркадьевич Огарков, Сергей Витальевич Ардамаков filed Critical Открытое акционерное общество "КуйбышевАзот"
Priority to RU2005130595/04A priority Critical patent/RU2296741C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2296741C1 publication Critical patent/RU2296741C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: industrial organic synthesis.
SUBSTANCE: invention relates to production of cyclohexanol or cyclohexanone via hydrogenation of phenol or benzene with hydrogen in presence of catalyst and diluent followed by hydration in case of using benzene as starting material. Process is characterized by that hydrogen and benzene or hydrogen and phenol preheated in heat exchanger, provided with condensate intake control circuit, and circulation gas are supplied to vaporizer and preheater, provided with heating steam consumption control circuits, through supply lines provided with shutoff valves. Phenol or benzene and circulation gas, as well as heating steam and condensate consumptions are specified and adjusted. Preheated mix is then fed into separator to separate gas from liquid phase, which is removed, while remaining gas mixture is sent to hydrogenation reactors comprising temperature control zones and heat-extracting tube-type condensers and provided with phenol or benzene, hydrogen and condensate control circuits, temperature sensors connected to controllers to adjust consumptions of phenol or benzene, hydrogen and condensate, and wherein diluent volume level compared to that of catalyst is controlled and hydration temperature is measured. Resulting product enters cooler and then separation column provided with cyclohexanol or cyclohexanone recovery level control and adjusting, wherefrom it is directed to gas circulation line comprising cooler, separator, and compressor equipped with pipelines with circulation gas consumption control circuits.
EFFECT: increased productivity with regard to cyclohexanol or cyclohexanone.
2 dwg

Description

Изобретение относится к способам получения и управления в контактных аппаратах в присутствии катализатора циклогексанола или циклогексанона и может найти применение в химической промышленности, например, в производстве капролактама.The invention relates to methods for producing and controlling contact devices in the presence of a cyclohexanol or cyclohexanone catalyst and may find application in the chemical industry, for example, in the production of caprolactam.

Известен способ автоматического управления каталитическим процессом путем подачи исходной смеси в реактор в зависимости от расхода, перепада давлений по длине реактора. Для повышения качества продукта расход исходной смеси корректируют по активности катализатора, определяемой по среднестатистическому перепаду давлений по длине реактора. (Авт. свид. №480439, В 01 j 9/04, G 05 D 27/00, 1975 г.). Недостатком способа является невысокая точность определения активности катализатора и ухудшение качества получаемого продукта.A known method of automatically controlling the catalytic process by feeding the initial mixture into the reactor depending on the flow rate, pressure drop along the length of the reactor. To improve the quality of the product, the flow rate of the initial mixture is adjusted according to the activity of the catalyst, determined by the average pressure drop along the length of the reactor. (Auth. Certificate. No. 480439, B 01 j 9/04, G 05 D 27/00, 1975). The disadvantage of this method is the low accuracy of determining the activity of the catalyst and the deterioration of the quality of the resulting product.

Известен способ получения циклогексанола/циклогексанона в смеси с циклогексаном и бензолом с последующем выделением из продуктов реакции циклогексанола/циклогексанона и рециркуляции фракции, направляемой на стадию регенерации при повышенных температуре и давлении. Для упрощения процесса смесь подпитывают бензолом и затем окисляют или гидратируют, при этом используют водород, подаваемый в реактор гидрогенизации (Пат. SU №1833359, С 07 С 45/32, 35/05, 1993 г.). Недостатком является невысокий выход циклогексанола/циклогексанона.A known method of producing cyclohexanol / cyclohexanone in a mixture with cyclohexane and benzene, followed by isolation from the reaction products of cyclohexanol / cyclohexanone and recycling the fraction sent to the regeneration stage at elevated temperature and pressure. To simplify the process, the mixture is fed with benzene and then oxidized or hydrated, using hydrogen supplied to the hydrogenation reactor (Pat. SU No. 1833359, C 07 C 45/32, 35/05, 1993). The disadvantage is the low yield of cyclohexanol / cyclohexanone.

Известен способ получения циклогексанола элкектрохимическим путем. Способ включает восстановление фенола в сернокислой среде до циклогексанола при давлении водорода 1,5 МПа (Пат. РФ №2236395, МПК С 07 С 35/08, 29/20, С 25 В 3/04, 2003 г.).A known method of producing cyclohexanol electrochemically. The method includes reducing phenol in a sulfuric acid medium to cyclohexanol at a hydrogen pressure of 1.5 MPa (Pat. RF No. 2236395, IPC C 07 C 35/08, 29/20, C 25 V 3/04, 2003).

Недостатком способа является невысокий выход циклогексанола, кроме того, выход зависит от давления водорода, и для осуществления в промышленных условиях необходима дополнительная аппаратура с соответствущим контролем и управлением.The disadvantage of this method is the low yield of cyclohexanol, in addition, the output depends on the pressure of hydrogen, and for implementation in an industrial environment, additional equipment with appropriate monitoring and control is necessary.

Известен способ выделения циклогексана в промышленных условиях путем ректификации в двух аппаратах с конденсаторами, в которых газы, воду и часть непрореагировавшего циклогексана возвращают в колонну, а концентрированную фракцию используют в производстве капролактама (Пат. РФ №2226185, МПК С 07 С 13/18, 27/28, 45/82, 29/18, 2000 г.).A known method for the isolation of cyclohexane under industrial conditions by distillation in two apparatus with condensers in which gases, water and part of unreacted cyclohexane is returned to the column, and the concentrated fraction is used in the production of caprolactam (Pat. RF No. 2226185, IPC С 07 С 13/18, 27/28, 45/82, 29/18, 2000).

Недостатком указанного способа является ограниченная область применения, а также неиспользование газовых выбросов при переработке исходного сырья (фенола, бензола).The disadvantage of this method is the limited scope, as well as the non-use of gas emissions during the processing of feedstock (phenol, benzene).

Наиболее близким является способ получения циклогексанола путем гидрирования фенола в присутствии катализатора в среде растворителя, при этом используют специфический катализатор и гидрирование ведут в водно-спиртовой среде (SU №1051056, С 07 С 35/08, 1983 г.). Недостатком указанного способа является ограниченная область применения.The closest is the method of producing cyclohexanol by hydrogenation of phenol in the presence of a catalyst in a solvent medium, using a specific catalyst and hydrogenation is carried out in a water-alcohol medium (SU No. 1051056, C 07 C 35/08, 1983). The disadvantage of this method is the limited scope.

Задачей предлагаемого изобретения является расширение области применения способа и повышение производительности по циклогексанолу или циклогексанону.The objective of the invention is to expand the scope of the method and increase productivity on cyclohexanol or cyclohexanone.

Поставленная задача решается тем, что в известном способе управления процессом получения циклогексанола или циклогексанона гидрированием фенола или бензола водородом в присутствии катализатора и разбавителя с последующей гидратацией в случае использования бензола в качестве исходного продукта, при этом по линии подачи, имеющей отсечные клапана, водород и бензол или водород и фенол, предварительно подогретый в теплообменнике с контуром регулирования расхода конденсата, и циркуляционный газ подают в испаритель и подогреватель с контурами регулирования расхода греющего пара, при этом задают и корректируют расходы по фенолу или бензолу и циркуляционному газу, а также греющему пару и конденсату, затем подогретая смесь поступает в сепаратор для разделения газа от жидкой фазы, которую сбрасывают, с последующим поступлением оставщейся газовой смеси в реакторы гидрирования, содержащие зоны регулирования температур и конденсаторы с трубопроводами для снятия тепла и оснащенные контурами регулирования расхода фенола или бензола, водорода и конденсата, датчиками температуры, подключенными к контроллерам с коррекцией расходов бензола или фенола, водорода и конденсата, регулирования уровня объема разбавителя по отношению к катализатору, с определением температуры гидратации, при этом полученный продукт поступает в холодильник, а затем в сепарционную колонну с контуром регулирования и коррекцией уровня выделения циклогексанола или циклогексанона и в линию циркуляции газов, состоящую из холодильника, сепаратора и компрессора, оснащенных трубопроводами с контурами регулирования расхода циркуляционных газов. Исследование производства циклогексанола/циклогексанона показало, что можно производить их совместное производство при модернизации существующего оборудования. При этом показано, что для переработки каменноугольного бензола и для гидрирования нефтяного бензола используют специфику этих процессов. Для переработки каменноугольного бензола используют повышенную температуру, а для переработки исходных реагентов (бензола или фенола) используют ограничения по температуре для исключения побочных реакций. Кроме того, используют методы разбавления верхних и средних слоев катализатора по высоте реактора гидрирования при соответствующем контроле температуры, что повышает селективность и скорость проведения процессов при превращении фенола или бензола в циклогексанол или циклогексанон. Для исключения взрывоопасных ситуаций используют автоматические отсекатели, которые прекращают подачу исходных реагентов для процесса. Для эффективности процессов используют отдувочные и циркуляционные газы. При управлении используют контроллеры, в которых используют типовые П, ПИ-законы регулирования для контроля расходов сырья и продуктов.The problem is solved in that in the known method of controlling the process of producing cyclohexanol or cyclohexanone by hydrogenation of phenol or benzene with hydrogen in the presence of a catalyst and diluent, followed by hydration in the case of using benzene as the starting product, while the feed line having shut-off valves, hydrogen and benzene or hydrogen and phenol preheated in a heat exchanger with a condensate flow control loop, and the circulating gas is fed to the evaporator and heater from the loop In order to control the flow rate of heating steam, the flow rates for phenol or benzene and circulating gas, as well as heating steam and condensate are set and corrected, then the heated mixture enters the separator to separate the gas from the liquid phase that is discharged, followed by the remaining gas mixture in hydrogenation reactors containing temperature control zones and condensers with pipelines for heat removal and equipped with circuits for controlling the flow of phenol or benzene, hydrogen and condensate, temperature sensors s connected to the controllers with the correction of the flow rates of benzene or phenol, hydrogen and condensate, regulation of the volume level of the diluent in relation to the catalyst, with the determination of the hydration temperature, while the resulting product enters the refrigerator, and then into the separation column with a control loop and correction of the level of allocation cyclohexanol or cyclohexanone and into the gas circulation line, consisting of a refrigerator, a separator and a compressor, equipped with pipelines with circulating gas flow control circuits ov. A study of the production of cyclohexanol / cyclohexanone showed that it is possible to produce their joint production with the modernization of existing equipment. It was shown that for the processing of coal benzene and for the hydrogenation of petroleum benzene, the specifics of these processes are used. For the processing of coal benzene, an elevated temperature is used, and for the processing of the starting reagents (benzene or phenol), temperature limits are used to eliminate adverse reactions. In addition, methods are used to dilute the upper and middle layers of the catalyst along the height of the hydrogenation reactor with an appropriate temperature control, which increases the selectivity and speed of the processes during the conversion of phenol or benzene to cyclohexanol or cyclohexanone. To exclude explosive situations, automatic shutoffs are used that cut off the supply of initial reagents for the process. For the efficiency of the processes, stripping and circulating gases are used. When controlling, they use controllers that use standard P, PI control laws to control the costs of raw materials and products.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом, (без ограничения объема изобретения) на котором изображена принципиальная схема управления производством циклогексанола/циклогексанона, получаемого из фенола или бензола. Схема управления (фиг.1) включает аппараты 1-13.The essence of the invention is illustrated by the drawing, (without limiting the scope of the invention) which depicts a schematic diagram of the production control of cyclohexanol / cyclohexanone obtained from phenol or benzene. The control circuit (figure 1) includes devices 1-13.

1 - теплообменник для подогрева фенола;1 - heat exchanger for heating phenol;

2 - испаритель для подогрева фенола/бензола, водорода, циркуляционного и отдувочного газа;2 - evaporator for heating phenol / benzene, hydrogen, circulation and stripping gas;

3 - подогреватель для фенола/бензола;3 - heater for phenol / benzene;

4 - сепаратор для разделения газа от жидкой фазы;4 - a separator for separating gas from the liquid phase;

5 - реактор гидрирования;5 - hydrogenation reactor;

6 - конденсатор для снятия тепла при гидрировании фенола/бензола;6 - condenser for heat removal during the hydrogenation of phenol / benzene;

7 - реактор гидрирования;7 - hydrogenation reactor;

8 - конденсатор для снятия тепла при гидрировании фенола/бензола;8 - condenser for heat removal during the hydrogenation of phenol / benzene;

9 - холодильник для снятия тепла после гидрирования;9 - refrigerator to remove heat after hydrogenation;

10 - сепарационная колонна для выделения циклогексанола/циклогексанона.10 - separation column for the isolation of cyclohexanol / cyclohexanone.

Для циркуляции газов используютсяFor gas circulation are used

11 - холодильник; 12 - сепаратор; 13 - компрессоры, которые образуют циркуляционную систему «колонна 10 - холодильник 11 - сепаратор 12 - компрессор 13» для возвращения газа циркуляции для процесса (в линию отдувочных газов). Система управления построена на базе контроллеров 14, которая соединена с датчиками контроля и клапанами 15-43, образуя контуры регулирования. Электрические линии связи датчиков и клапанов с контроллерами 14 на чертежах условно показаны с разрывом (фиг.1, 2). Система включает11 - refrigerator; 12 - separator; 13 - compressors, which form the circulation system "column 10 - refrigerator 11 - separator 12 - compressor 13" to return the circulation gas for the process (in the line of exhaust gases). The control system is based on controllers 14, which is connected to control sensors and valves 15-43, forming control loops. The electrical communication lines of the sensors and valves with the controllers 14 in the drawings are conventionally shown with a gap (Fig.1, 2). The system includes

- контур регулирования расхода фенола 15, 16(датчик 15, клапан 16), отсечной клапан 17 и контроллер 14 (который в дальнейшем не упоминается);- a phenol flow control loop 15, 16 (sensor 15, valve 16), a shut-off valve 17, and a controller 14 (which is not mentioned hereinafter);

- контур регулирования расхода бензола 18, 19 и отсечной клапан 20;- a benzene flow control loop 18, 19 and a shut-off valve 20;

- контур регулирования расхода водорода 21, 22 и отсечной клапан 23;- a circuit for controlling the flow of hydrogen 21, 22 and a shut-off valve 23;

- контур регулирования расхода циркуляционного газа 15а, 15б;- a loop for regulating the flow of circulating gas 15a, 15b;

- контур регулирования расхода пара (1,6 МПа) 24, 25 (датчик 24 и клапан 25) для подогрева фенола в теплообменнике 1;- steam flow control loop (1.6 MPa) 24, 25 (sensor 24 and valve 25) for heating phenol in heat exchanger 1;

- контур регулирования расхода греющего пара (1,6 МПа или 4 МПа) 26, 27 для подогрева фенола/бензола в испарителе 2;- heating steam flow control loop (1.6 MPa or 4 MPa) 26, 27 for heating phenol / benzene in evaporator 2;

- контур регулирования расхода греющего пара 28, 29 для подогрева фенола/бензола в подогревателе 3;- heating steam flow control circuit 28, 29 for heating phenol / benzene in heater 3;

- контур регулирования расхода конденсата 30, 31 и 32, 33 в конденсаторах 6, 8 для снятия тепла при гидрировании фенола/бензола в реакторах гидрирования 5 и 7;- a condensate flow control loop 30, 31 and 32, 33 in the condensers 6, 8 for removing heat during the hydrogenation of phenol / benzene in the hydrogenation reactors 5 and 7;

- датчики температуры 34, 35, 36 в реакторе гидрирования 5;- temperature sensors 34, 35, 36 in the hydrogenation reactor 5;

- датчики температуры 37, 38, 39 в реакторе гидрирования 7;- temperature sensors 37, 38, 39 in the hydrogenation reactor 7;

- контур регулирования расхода циклогексанола/циклогексанона 40, 41 в сепарационной колонне 10; задвижки 42, 43 на линии подачи фенола и бензола в сепаратор 4.- a flow control loop for cyclohexanol / cyclohexanone 40, 41 in the separation column 10; valves 42, 43 on the supply line of phenol and benzene to the separator 4.

Способ для получения в контактных аппаратах циклогексанола или циклогексанона осуществляют следующим образом.The method for producing cyclohexanol or cyclohexanone in contact apparatuses is as follows.

Задают расходы по нагрузке:Set the cost of the load:

по фенолу до 7000 т/ч (в т.ч. при пуске не более 0,2 т/ч);phenol up to 7000 t / h (including at start-up no more than 0.2 t / h);

по бензолу до 7000 т/ч (в т.ч. при пуске не более 0,5 т/ч);for benzene up to 7000 t / h (including at start-up no more than 0.5 t / h);

по водороду до 65 т/т;hydrogen up to 65 t / t;

расходы по циркуляционному контуру «колонна 10-холодильник 11 - сепаратор 12 - компрессор 13» - 3000 - 4000 нм3/ч;the costs of the circulation circuit "column 10-refrigerator 11 - separator 12 - compressor 13" - 3000 - 4000 nm 3 / h;

уровень объема разбавителя по отношению к катализатору 0,44 (определяется при пуске реактора), diluent volume level with respect to the catalyst 0.44 (determined when the reactor is started),

зоны регулирования по температуре в реакторах 7, 5:temperature control zones in reactors 7, 5:

по фенолу не более 210°С с сигнализацией 210°С и блокировкой 230°С в реакторе 7 и 160-200°С в реакторе 5 с сигнализацией 200°С и блокировкой 220°С; (1а)for phenol no more than 210 ° С with an alarm of 210 ° С and blocking of 230 ° С in a reactor 7 and 160-200 ° С in a reactor 5 with an alarm of 200 ° С and a blocking of 220 ° С; (1a)

по бензолу не более 240°С с сигнализацией 240°С и блокировкой 250°С в реакторе 7 и 170-230°С в реакторе 5 с сигнализацией 230°С и блокировкой 240°С. (1б)benzene no more than 240 ° C with an alarm of 240 ° C and a lock of 250 ° C in a reactor 7 and 170-230 ° C in a reactor 5 with an alarm of 230 ° C and a lock of 240 ° C. (1b)

Вводят в контроллеры 14 информацию о текущих значениях процессов. При работе на феноле подогретый фенол поступает в трубное пространство теплообменника 1, где нагревается за счет конденсата, подаваемого в межтрубное пространство, и далее поступает в испаритель 2, куда добавляется циркуляционный газ и свежий водород, где компоненты нагреваются, и затем смесь поступает в паровой подогреватель 3, где нагревается до температуры за счет подачи греющего пара. Затем исходная смесь поступает в сепаратор 4 (задвижка 42 открыта, а задвижка 43 закрыта) для отделения газа от жидкой фазы, которая затем при необходимости сбрасывается в дренажную емкость. Далее смесь направляется в трубное пространство реакторов 5, 7, снабженных конденсаторами 6, 8 для снятия тепла при гидрировании фенольной смеси.Enter information on the current values of the processes into the controllers 14. When working on phenol, the heated phenol enters the tube space of the heat exchanger 1, where it is heated by condensate supplied to the annulus, and then goes to the evaporator 2, where circulating gas and fresh hydrogen are added, where the components are heated, and then the mixture enters the steam heater 3, where it is heated to a temperature due to the supply of heating steam. Then, the initial mixture enters the separator 4 (the valve 42 is open and the valve 43 is closed) to separate the gas from the liquid phase, which then, if necessary, is discharged into the drainage tank. Next, the mixture is sent to the tube space of the reactors 5, 7, equipped with capacitors 6, 8 to remove heat during the hydrogenation of the phenolic mixture.

После проведения реакции гидрирования циклогексанол-сырец направляется в холодильник 9 и сепарационную колонну 10 для выделения циклогексанола. С верха колонны 10 отдувочные газы направляются в холодильник 11, сепаратор 12 и на компрессор 13, где сжимаются, и возвращаются в процесс, образуя циркуляционную систему «колонна 10 - холодильник 11 - сепаратор 12 - компрессор 13». Затем циркуляционные газы поступают в линию отдувочных газов для подачи с водородом в процесс.After the hydrogenation reaction, the crude cyclohexanol is sent to the refrigerator 9 and the separation column 10 to isolate the cyclohexanol. From the top of the column 10, the exhaust gases are sent to the refrigerator 11, the separator 12 and to the compressor 13, where they are compressed, and returned to the process, forming a circulation system "column 10 - refrigerator 11 - separator 12 - compressor 13". Then, the circulation gases enter the exhaust gas line for supplying hydrogen to the process.

При работе на бензоле подогретый бензол поступает в трубное пространство испарителя 2, куда добавляются отдувочные и циркуляционные газы и водород. Компоненты нагреваются за счет тепла конденсации, подаваемого в испаритель 2, далее смесь поступает в паровой подогреватель 3, где нагревается. Затем нагретую смесь направляют в теплообменник 1,где нагревают до 155°С при использовании нефтяного бензола, а при использовании каменноугольного бензола смесь нагревают до температуры 230°С подачей греющего пара (3,9 МПа) и затем направляют в сепаратор 4 и далее по схеме через реакторы 5, 7, холодильник 9 и сепаратор 10.When working on benzene, the heated benzene enters the tube space of the evaporator 2, where stripping and circulating gases and hydrogen are added. The components are heated due to the condensation heat supplied to the evaporator 2, then the mixture enters the steam heater 3, where it is heated. Then the heated mixture is sent to heat exchanger 1, where it is heated to 155 ° C using petroleum benzene, and when using coal benzene, the mixture is heated to 230 ° C by supply of heating steam (3.9 MPa) and then sent to separator 4 and then according to the scheme through reactors 5, 7, a refrigerator 9 and a separator 10.

Рассмотрим примеры получения циклогексанола и циклогексанона.Consider examples of obtaining cyclohexanol and cyclohexanone.

Пример 1Example 1

Фенол по информации датчика 15 с давлением 0,8 МПа и расходом 2,3 т/ч (при пуске не более 0,2 т/ч) подают в трубное пространство теплообменника 1, где нагревают до температуры 130-150°С за счет тепла конденсации пара давлением 1,6 МПа, подаваемого через клапан 25 (контур регулирования 15, 16,) в межтрубное пространство теплообменника 1. Подача пара производится по температуре (условно не показана) и давлению датчика 24 (контур регулирования 24, 25). Нагретый до 150°С фенол поступает через форсунку в испаритель 2, куда поступает циркуляционный газ и отдувочный газ в количестве 3300 нм3 (контур регулирования 15а, 15б) и свежий водород по информации датчика 21 с давлением 2,1-2,4 МПа при расходе 62 т/т (контур регулирования 21, 22). Испарение фенола в смеси с газом и водородом происходит за счет тепла конденсации пара давлением 1,6 МПа, подаваемого через клапан 27 в межтрубное пространство испарителя 2. Подача пара производится по температуре (условно не показана) и давлению датчика 26 (контур регулирования 26, 27). Затем исходная смесь поступает в подогреватель 3, где происходит нагрев до 175-180°С за счет подачи греющего пара давлением 1,6 МПа, подаваемого через клапан 29 в межтрубное пространство подогревателя 3. Подача пара производится по температуре (условно не показана) и давлению датчика 28 (контур регулирования 28, 29). Из подогревателя 3 реакционная смесь поступает в сепаратор 4 (вентиль 42 открыт, а вентиль 43 закрыт), откуда направляется в реактор гидрирования 5, который заполнен катализатором. Температура процесса существенно сказывается на селективности и скорости реакции гидрирования. Процесс гидрирования фенола протекает с выделением тепла. Оптимальным является предел 170-180°С, чем выше соотношение фенол - водород, тем ниже необходимо иметь температуру в реакторе 5 и 7. Кроме того, при увеличении температуры повышается доля побочных реакций образования циклогексана, метана, воды и других органических соединений, что необходимо учитывать при управлении процессом с учетом ограничения по температуре с фенолом. Для стабильного протекания реакции производится разбавление катализатора (перед пуском реакторов) негидрирующим материалом, который может корректироваться в зависимости от активности катализатора. При этом для контроля используются датчики температуры 34, 35, 36, как среднее, измеренное датчиками ((175+176+180)/3=177°С), расположенными по высоте катализатора. Для поддержания температуры 177°С в зоне реакции используется конденсатор 6. Уровень конденсата поддерживается датчиком уровня 30 и клапаном 31 (контур регулирования 30, 31). Затем реакционная смесь направляется в реактор гидрирования 7, который так же заполнен катализатором и негидрирующим материалом, как реактор 5. Для контроля температуры (активности катализатора) используются датчики 37, 38, 39, как среднее, измеренное датчиками, например 179°С. Тепло снимается конденсатором 8 с датчиком уровня 32 и клапаном 33 (контур регулирования 32, 33). Из реактора 7 реакционная смесь поступает в холодильник 9 (где охлаждается оборотной водой) и направляется в сепарационную колонну 10 (уровень поддерживается контуром регулирования 40, 41), где жидкий циклогексанол-сырец отделяется от циркуляционного газа и в количестве 2,1 т/ч направляется для получения капролактама. Циркуляционный газ (3000-4000 нм3/ч) направляется по контуру «колонна 10 - холодильник 11 - сепаратор 12 - компрессор 13» на сжатие до давления 1 МПа и возвращается в процесс по линии циркуляции газов (контур регулирования 15а, 15б) и вместе с водородом используется для получения очередной партии циклогексанола. При нарушении процесса оператор по команде с контроллера 14 воздействует на отсечной клапан 17 на подаче фенола (например, при подаче 0,1 т/ч) и отсечной клапан 23 на подаче водорода. Кроме того, контролируют ограничения по сигнализации и блокировкам по температуре (1а) при получении циклогексанола в реакторах 5, 7, которые в данном случае не вышли за заданные пределы (177° и 179°С).According to the information of the sensor 15, phenol with a pressure of 0.8 MPa and a flow rate of 2.3 t / h (at start-up no more than 0.2 t / h) is fed into the tube space of the heat exchanger 1, where it is heated to a temperature of 130-150 ° C due to heat condensation of steam with a pressure of 1.6 MPa supplied through valve 25 (control loop 15, 16,) to the annulus of heat exchanger 1. Steam is supplied by temperature (not shown conditionally) and pressure of the sensor 24 (control loop 24, 25). Phenol heated to 150 ° C enters through evaporator 2 through a nozzle, to which circulating gas and stripping gas in the amount of 3300 nm 3 (control loop 15a, 15b) and fresh hydrogen, according to sensor 21, with a pressure of 2.1-2.4 MPa at flow rate 62 t / t (control loop 21, 22). The evaporation of phenol in a mixture with gas and hydrogen occurs due to the heat of condensation of steam with a pressure of 1.6 MPa supplied through valve 27 to the annulus of evaporator 2. The steam is supplied by temperature (not shown conditionally) and pressure of the sensor 26 (control loop 26, 27 ) Then, the initial mixture enters heater 3, where it is heated to 175-180 ° C due to the supply of heating steam with a pressure of 1.6 MPa supplied through valve 29 to the annulus of heater 3. Steam is supplied by temperature (not shown conditionally) and pressure sensor 28 (control loop 28, 29). From the heater 3, the reaction mixture enters the separator 4 (valve 42 is open, and valve 43 is closed), from where it is sent to the hydrogenation reactor 5, which is filled with catalyst. The process temperature significantly affects the selectivity and speed of the hydrogenation reaction. The phenol hydrogenation process proceeds with the release of heat. The optimum range is 170-180 ° C, the higher the phenol-hydrogen ratio, the lower the temperature in the reactor is 5 and 7. In addition, with an increase in temperature, the proportion of side reactions of formation of cyclohexane, methane, water and other organic compounds increases, which is necessary consider when controlling the process, taking into account the temperature limit with phenol. For a stable reaction, the catalyst is diluted (before starting the reactors) with non-hydrogenating material, which can be adjusted depending on the activity of the catalyst. In this case, temperature sensors 34, 35, 36 are used for monitoring, as the average measured by sensors ((175 + 176 + 180) / 3 = 177 ° С) located along the height of the catalyst. A condenser 6 is used to maintain a temperature of 177 ° C in the reaction zone. The condensate level is maintained by a level sensor 30 and valve 31 (control loop 30, 31). Then the reaction mixture is sent to a hydrogenation reactor 7, which is also filled with a catalyst and non-hydrogenating material, as a reactor 5. To control the temperature (activity of the catalyst), sensors 37, 38, 39 are used, as the average measured by sensors, for example 179 ° C. Heat is removed by a condenser 8 with a level sensor 32 and a valve 33 (control circuit 32, 33). From the reactor 7, the reaction mixture enters the refrigerator 9 (where it is cooled with circulating water) and is sent to the separation column 10 (the level is maintained by the control loop 40, 41), where the liquid cyclohexanol is separated from the circulating gas and sent in an amount of 2.1 t / h to obtain caprolactam. Circulation gas (3000-4000 nm 3 / h) is sent along the “column 10 - refrigerator 11 - separator 12 - compressor 13” circuit to compression to a pressure of 1 MPa and returned to the process through the gas circulation line (control loop 15a, 15b) and together with hydrogen is used to obtain another batch of cyclohexanol. If the process is interrupted, the operator, on command from the controller 14, acts on the shut-off valve 17 at the phenol supply (for example, at 0.1 t / h) and the shut-off valve 23 at the hydrogen supply. In addition, control the restrictions on signaling and blocking by temperature (1a) upon receipt of cyclohexanol in reactors 5, 7, which in this case did not go beyond the specified limits (177 ° and 179 ° C).

Пример 2Example 2

Бензол по информации датчика 18 в количестве 2,8 т/ч с давлением 0,75 МПа (при пуске установки не более 0,5 т/ч) подают в трубное пространство испарителя 2, где нагревают до температуры 125-145°С за счет тепла конденсации пара давлением 1,6 МПа или 0,8 МПа, подаваемого через клапан 27 (контур регулирования 18, 19) в межтрубное пространство испарителя 2. Подача пара производится по температуре (условно не показана) и давлению 26 (контур регулирования 26, 27), туда же поступает циркуляционный и отдувочный газ в количестве 3700 нм3 (контур регулирования 15а, 15б) и свежий водород 64 т/г по информации датчика 21 (контур регулирования 21, 22). Затем смесь бензола поступает в подогреватель 3, где происходит нагрев до температуры 150°С за счет подачи в межтрубное пространство пара давлением 1,6 МПа (или 0,8 МПа), подаваемого через клапан 29. Подача пара производится по температуре и давлению датчика 28. Далее нагретая смесь поступает в теплообменник 1 (задвижка 42 закрыта, а задвижка 43 открыта), где нагревается до 160°С при использовании нефтяного бензола с давлением 1,6 МПа, а при очистке каменноугольного бензола до температуры 230°С за счет подачи греющего пара 3,9 МПа, подаваемого через клапан 25 (контур регулирования 24, 25).According to the sensor 18, benzene in the amount of 2.8 t / h with a pressure of 0.75 MPa (when starting up the unit is not more than 0.5 t / h) is fed into the tube space of the evaporator 2, where it is heated to a temperature of 125-145 ° С due to steam condensation heat with a pressure of 1.6 MPa or 0.8 MPa supplied through valve 27 (control circuit 18, 19) to the annulus of evaporator 2. Steam is supplied by temperature (not shown conditionally) and pressure 26 (control circuit 26, 27 ) supplied to the same circulation and stripping gas in an amount of 3700 nm 3 (control circuit 15a, 15b) and fresh odorod 64 m / g by the sensor information 21 (control circuit 21, 22). Then the benzene mixture enters heater 3, where it is heated to a temperature of 150 ° C due to the supply of 1.6 MPa (or 0.8 MPa) of steam to the annular space supplied through valve 29. The steam is supplied by temperature and pressure of the sensor 28 Next, the heated mixture enters the heat exchanger 1 (valve 42 is closed and valve 43 is open), where it is heated to 160 ° C using petroleum benzene with a pressure of 1.6 MPa, and when cleaning coal benzene to a temperature of 230 ° C due to the supply of heating 3.9 MPa steam supplied through the valve 25 (control loop 24, 25).

Из теплообменника 1 смесь поступает в сепаратор 4 и далее в реактор гидрирования 5, который заполнен катализатором с разбавителем (реакция бензола с водородом экзотермическая). Технологический процесс очистки бензола от тиофена и других соединений сводится к поглощению сернистых соединений и гидрированию водородом при температуре 200-230°С. Для стабильного протекания реакции производится замер температуры датчиками 34, 35 и 36 (и как среднее, измеренное датчиками, например 215°С). Для поддержания температуры 215°С в зоне реакции используется конденсатор 6. Уровень конденсата поддерживается датчиком уровня 30 и клапаном 31 (контур регулирования 30, 31).3атем реакционная смесь направляется в реактор гидрирования 7. Для контроля температуры используются датчики температуры 37, 38 и 39 (среднее, измеренное датчиками, например 220°С). Температура 220°С поддерживается конденсатором 8 с датчиками уровня 32 и клапаном 33 (контур регулирования 32, 33). Из реактора 7 циклогексанон поступает в холодильник 9 в количестве 2,6 т/ч и направляется в сепарационную колонну 10, в которой поддерживается уровень 40%, с использованием датчика 40 и клапана 41 (контур регулирования 40, 41) и далее на склад готовой продукции. При нарушении процесса по команде контроллера 14 используют отсечной клапан 20 для подачи бензола (например, 0,3 т/ч) и клапан 23 для исключения подачи водорода на процесс. Кроме того, контролируют ограничения по сигнализации и блокировкам (1б) по температуре при получении циклогексанона в реакторах 5, 7,которые в данном случае не вышли за заданные пределы 215° и 220°С. From the heat exchanger 1, the mixture enters the separator 4 and then into the hydrogenation reactor 5, which is filled with a catalyst with a diluent (the reaction of benzene with hydrogen is exothermic). The technological process of purification of benzene from thiophene and other compounds is reduced to the absorption of sulfur compounds and hydrogenation with hydrogen at a temperature of 200-230 ° C. For a stable reaction, temperature is measured by sensors 34, 35, and 36 (and as the average measured by sensors, for example, 215 ° C). A condenser 6 is used to maintain a temperature of 215 ° C in the reaction zone. The condensate level is maintained by a level sensor 30 and valve 31 (control loop 30, 31) .3 Then the reaction mixture is sent to a hydrogenation reactor 7. Temperature sensors 37, 38 and 39 are used to control the temperature. (average measured by sensors, for example 220 ° C). A temperature of 220 ° C is maintained by a capacitor 8 with level sensors 32 and a valve 33 (control loop 32, 33). From the reactor 7, cyclohexanone enters the refrigerator 9 in the amount of 2.6 t / h and is sent to the separation column 10, which maintains the level of 40%, using the sensor 40 and valve 41 (control loop 40, 41) and then to the finished goods warehouse . If the process is violated, the controller 14 uses the shut-off valve 20 to supply benzene (for example, 0.3 t / h) and valve 23 to prevent the supply of hydrogen to the process. In addition, the temperature and signaling blocking restrictions are monitored (1b) upon receipt of cyclohexanone in reactors 5, 7, which in this case did not go beyond the specified limits of 215 ° and 220 ° C.

Таким образом, модернизация при соответствующей переобвязке оборудования и контуров регулирования позволяет использовать нефтяной и каменноугольный бензол при получении циклогексанона для получения капролактама по сравнению с другими производствами. Для исключения побочных реакций контролируют температуру по высоте катализатора - его активность и при необходимости используют методы разбавления катализатора, что повышает селективность и скорость проведения реакций фенола и бензола для получения циклогексанола или циклогексанона. Для исключения взрывоопасных ситуаций используют отсекатели и для повышения эффективности процессов используют циркуляционные газы, что в итоге повышает эффективность производства.Thus, modernization with appropriate re-equipment of equipment and control loops allows the use of petroleum and coal benzene in the production of cyclohexanone to produce caprolactam in comparison with other industries. To eliminate adverse reactions, the temperature is controlled by the height of the catalyst — its activity and, if necessary, catalyst dilution methods are used, which increases the selectivity and speed of phenol and benzene reactions to produce cyclohexanol or cyclohexanone. To exclude explosive situations, cutoff devices are used and circulating gases are used to increase the efficiency of processes, which ultimately increases production efficiency.

Внедрение способа управления производствами циклогексанола и циклогексанона намечено на 4 кв. 2005 г. в г.Тольятти, «Куйбышевазот».The implementation of the method for managing the production of cyclohexanol and cyclohexanone is scheduled for 4 square meters. 2005 in Togliatti, Kuibyshevazot.

Claims (1)

Способ управления процессом получения циклогексанола или циклогексанона гидрированием фенола или бензола водородом в присутствии катализатора и разбавителя с последующей гидратацией в случае использования бензола в качестве исходного продукта, отличающийся тем, что при этом по линиям подачи, имеющим отсечные клапана, водород и бензол или водород и фенол, предварительно подогретый в теплообменнике с контуром регулирования расхода конденсата, и циркуляционный газ подают в испаритель и подогреватель с контурами регулирования расхода греющего пара, при этом задают и корректируют расходы по фенолу или бензолу и циркуляционному газу, а также греющему пару и конденсату, затем подогретая смесь поступает в сепаратор для разделения газа от жидкой фазы, которую сбрасывают, с последующим поступлением оставшейся газовой смеси в реакторы гидрирования, содержащие зоны регулирования температур и конденсаторы с трубопроводами для снятия тепла и оснащенные контурами регулирования расхода фенола или бензола, водорода и конденсата, датчиками температуры, подключенными к контроллерам с коррекцией расходов бензола или фенола, водорода и конденсата, регулированием уровня объема разбавителя по отношению к катализатору с определением температуры гидратации, при этом полученный продукт поступает в холодильник, а затем в сепарационную колонну с контуром регулирования и коррекцией уровня выделения циклогексанола или циклогексанона и в линию циркуляции газов, состоящую из холодильника, сепаратора и компрессора, оснащенных трубопроводами с контурами регулирования расхода циркуляционных газов.A method of controlling the process of producing cyclohexanol or cyclohexanone by hydrogenating phenol or benzene with hydrogen in the presence of a catalyst and diluent, followed by hydration in the case of using benzene as a starting product, characterized in that in the supply lines having shut-off valves, hydrogen and benzene or hydrogen and phenol preheated in a heat exchanger with a condensate flow control loop, and the circulating gas is fed to the evaporator and heater with flow control loops steam, at the same time, the costs of phenol or benzene and circulating gas, as well as heating steam and condensate, are set and corrected, then the heated mixture enters the separator to separate the gas from the liquid phase, which is discharged, followed by the remaining gas mixture into hydrogenation reactors, containing temperature control zones and condensers with pipelines for heat removal and equipped with control circuits for the consumption of phenol or benzene, hydrogen and condensate, temperature sensors connected to the controller frames with the correction of the flow rates of benzene or phenol, hydrogen and condensate, the regulation of the volume level of the diluent in relation to the catalyst with the determination of the hydration temperature, while the resulting product is sent to the refrigerator, and then to the separation column with a control loop and correction of the level of release of cyclohexanol or cyclohexanone and a gas circulation line consisting of a refrigerator, a separator and a compressor, equipped with pipelines with circulating gas flow control circuits.
RU2005130595/04A 2005-10-03 2005-10-03 Method of controlling cyclohexanol or cyclohexanone production processes RU2296741C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005130595/04A RU2296741C1 (en) 2005-10-03 2005-10-03 Method of controlling cyclohexanol or cyclohexanone production processes

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005130595/04A RU2296741C1 (en) 2005-10-03 2005-10-03 Method of controlling cyclohexanol or cyclohexanone production processes

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2296741C1 true RU2296741C1 (en) 2007-04-10

Family

ID=38000297

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005130595/04A RU2296741C1 (en) 2005-10-03 2005-10-03 Method of controlling cyclohexanol or cyclohexanone production processes

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2296741C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108530264A (en) * 2018-06-01 2018-09-14 李洪震 New heat energy utilization system and heat energy utilization method in a kind of cyclohexanol production
CN111662171A (en) * 2019-03-06 2020-09-15 中国石油化工股份有限公司 Method for removing cyclohexanone and intermediate component in cyclohexanol

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108530264A (en) * 2018-06-01 2018-09-14 李洪震 New heat energy utilization system and heat energy utilization method in a kind of cyclohexanol production
CN111662171A (en) * 2019-03-06 2020-09-15 中国石油化工股份有限公司 Method for removing cyclohexanone and intermediate component in cyclohexanol
CN111662171B (en) * 2019-03-06 2024-03-12 中国石油化工股份有限公司 Method for removing cyclohexanone and intermediate components in cyclohexanol

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106083544B (en) Cyclohexanone refines and cyclohexanol recoverying and utilizing method and system
CN112811984A (en) Baffle plate rectification process and equipment for propynol and butynediol aqueous solution system
RU2296741C1 (en) Method of controlling cyclohexanol or cyclohexanone production processes
KR101834912B1 (en) Reactor
CN218321196U (en) Production system of cyclohexylimine
RU2366651C1 (en) Method for operating mode of caprolactam production
CN103922891B (en) Energy integration method for producing benzyl chloride by two-stage reaction rectification series connection
CN104163761B (en) A kind of method of rectified purified dimethyl succinate
JP5755995B2 (en) Reaction process using supercritical water
CN113248389A (en) Production system and method of 1, 2-cyclohexanediamine
CN108059581B (en) Method for preparing tetrahydronaphthalene by naphthalene hydrogenation
RU2296114C1 (en) Process of producing styrene via liquid-phase dehydration of methyl phenyl carbinol-containing feedstock (options)
CN214991236U (en) Complete device for preparing acrylic acid by using cyclic propylene oxidation method
CN215162266U (en) Production system of 1, 2-cyclohexanediamine
CN218421084U (en) Preparation facilities of o-phenylphenol
CN215162265U (en) 2-hexanetriamine production system
CN113121303B (en) Chloroethylene production process and special device thereof
CN221619387U (en) Dimethyl disulfide apparatus for producing
CN118496054A (en) Cyclohexene production process
CN215428945U (en) Chloroethylene production device
CN114621051A (en) Method and device for industrially preparing cyclohexanol
CN205462176U (en) High -efficient hydrogenation ware of 2 - methylfuran
CN118496053A (en) Efficient ring hexene production process
CN115554944A (en) Production system and method of cyclohexylimine
RU2379740C1 (en) Method of regulating process streams during production of cyclohexane