关于苯选择性加氢制环己烯

分享一下关于苯选择性加氢制环己烯。

1、脱硫

利用钯/氧化铝的吸附作用除去对催化剂有毒害作用的含硫化合物，如噻吩等。同时也除去铁锈和粉尘来防止加氢催化剂的中毒。

其中氧化铝可用来脱除噻吩以外的含硫化合物，钯用来脱除噻吩，同时氧化铝具有较强的吸湿性能，一旦吸附水分，将降低其脱硫能力，应避免混入水。

在R-101A/B装有两层催化剂，上层为氧化铝，下层为钯。这样安排有助于减少昂贵的催化剂钯的使用量。

R-101A和B并联使用也可串联使用，当其中一台反应器催化剂失效时另一台反应器仍旧运行，防止硫化物泄漏进加氢反应器造成催化剂中毒，另一台可更换好催化剂。

2、加氢反应

(1)反应原理：加氢反应为放热反应

主反应；C6H6+2H2----C6H10

△ H=92.5KS/m

副反应；C6H6+3H2----- C6H12

△ H=211.7KS/m

C6H10+H2 --- C6H12

C6H6+4H2 --- C6H14

该反应是在钌—锌催化剂的浆料溶液中进行的。

（2）加氢反应条件及影响因素

1、反应温度

提高反应温度，苯的转化率以及环己烯选择性同时增加，但是高于150℃时，加氢催化剂颗粒直径增大的速度加快，另外，氢的吸附速度加快，将导致活性降低的速度加快，适当的温度为（135~145℃）。

2、反应压力

氢气分压增大，环己烯选择性提高，但另一方面是氢的吸附速度变快，活性降低的速度也变快，再加上反应器的局限等因素，适当的条件为（4.0~5.0MPag）。

3、加氢催化剂中的锌含量

一般的锌含量增加，环己烯的选择性增加，不利情况是催化剂的活性降低，当锌含量低于0.5wt%时，环己烯的选择性将显著降低，正常情况下锌含量应为（1.0wt%）以上。

4、硫酸锌水溶液的浓度

当硫酸锌水溶液浓度增加时，催化剂中锌的溶解度变大，催化剂中的锌含量将减少，环己烯的选择性降低，最适合的条件为（4.0wt%）。

5、浆液中加氢催化剂浓度

加氢催化剂浓度增加，将使传质状况变坏，环己烯选择性就会下降，一般将此指标控制在（1.0wt%）以下。

6、加氢催化剂和分散剂的混合比

加氢催化剂和分散剂的混合比增加，加氢催化剂颗粒直径增大的速度加快，将

导致催化剂活性降低，但是减少加氢催化剂和分散剂的混合比，将使传质情况变糟，环己烯选择性就会下降，一般情况下，比较合适的条件为 (1/5)。7、浆液循环量和苯进料比

水相是反应的场所，浆液的循环量应能保证水相连续性的，一般浆液循环量和苯进料比控制在 2.1 (1.5~3.0 )(2.5最佳）

8、搅拌

搅拌主要是将油水相均匀混合，保证催化剂颗粒的分散程度，以加快传质和反应的进行，搅拌过小，氢的吸附性好，同时传质情况不好，将使向生成的环己烯离子一侧的萃取变差。环己烯选择性下降。搅拌过大，催化剂颗粒增大的速度加快。

一般情况下，比较合适的条件为保证油水完全混合的转速，按照卖方的经验，搅拌转速一般应控制在108rpm。

三、工艺流程叙述

本工段包括苯预处理系统（R-101A/B）。加氢反应系统（R-104、R-105、

D-106A/B）、后处理系统（D-107）及反应除热系统（D-190）。

1、苯预处理系统（R-101A/B）

本系统的主要是通过化学吸附除去原料苯中的噻吩及其他硫化物，同时过滤除去反应器进料中可能带有的铁锈和粉尘，以防止加氢催化剂中毒。

原料苯，从原料罐区苯储罐（V-6201A/B）经苯输送泵（P-6201A/B/C）送入装置内，经FIQ010及TI010控制其流量和温度，在苯预热器（E-111）中由脱硫反应器（R-101A/B）来的脱硫苯换热，然后在苯加热器（E-121）中由1.2Mpa的中压蒸汽加热到操作温度150 ℃后进入预处理反应器（R-101A/B），操作温度通过TIC121增减中压蒸汽量来进行调节。

脱硫反应器（R-101A/B）为固定床反应器。装有两层催化剂，上层为活性氧化铝，用来除去噻吩以外的硫化物。下层为钯催化剂，用来脱除噻吩，其目的是为了减少高价的钯催化剂的用量。两台反应器并联操作。当一台反应器需要更换触媒时，就由后一台单独操作。更换完毕，再切成两台并联操作。脱硫的操作压力要维持在150 ℃下的苯不沸腾，一般控制在约0.8MPa。

在脱硫反应器（R-101A/B）中经过脱硫的苯首先在苯预热器（E-111）中与进料苯进行换热，然后在苯冷却器（E-151A/B）中通过冷却水（WC）冷却至约50 ℃，以防止在常压操作的苯进料槽（D-103）中不沸腾，最后与200#工序循环回来的苯混合，通过苯进料过滤器（F-113A/B）除去铁粉和粉尘等进入苯进料槽（D-103）。

由于铁锈为加氢催化剂的毒物，为防止在苯进料过滤器（F-113A/B）以后产生铁锈，配管材质均改为不锈钢。另外，在苯进料过滤器（F-113A/B）的入口和出口均设有压力表，根据压差可以判断其堵塞情况。

在本系统开车时及停车时，均启动循环泵（P-111）将苯进料槽（D-103）中的苯在脱硫反应器(R-101A/B)中打循环，以此来升温和降温。

苯进料槽（D-103）中的液位LIC103是通过和FIC194组成的串级控制系统调节苯储罐（D-204）来的进料量来维持。

2、加氢反应系统（R-10

3、R-10

4、D-106）

本系统是以苯预处理系统（R-101A/B）送来的苯和制氢工序送来的氢气为原

料，在钌-锌催化剂的存在下，经过部分加氢反应制的环己烯产品和副产品环己烷。

为了抑制对催化剂有害的金属成分的溶出，本设备的材质使用了高品质的金属（哈氏合金HC-276）.

预处理过的苯，从苯进料罐（D-103）和用以调整催化剂浆料界面的高纯水（WPH）混合，用苯进料泵（P-153A/B）加压到大于反应器的压力后，通过FIC114控制其流量（25.3T/h），送入第一加氢反应器（R-104）底部的液体分布器内，氢气从制氢工段送至氢气缓冲罐(V-52009),有PIC52019控制氢气压力后送入第一、二加氢反应器（R-104\R-105）底部的气体分布器内。催化剂浆液从浆料分

离罐（D-106）由浆料循环泵（P-156A/B）送入第一加氢反应器（R-104）底部，催化剂浆液用浆料循环泵（P-156A/B）的变频电机调解其循环量（53T/h），第一、二加氢反应器（R-104\R-105）氢气流量分别由FIC164（4950Nm3/h）和FIC165（3680Nm3/h）来调节。

在第一加氢反应器（R-104）中，经搅拌器（A-104）的搅拌，苯、氢气、催化剂浆液均匀混合进行反应，通过反应器除热系统（D-190）将反应温度控制在135℃--150℃，反应压力是通过反应温度来调整催化剂的活性而控制在

4.0Mpa—

5.0Mpa.

经过反应后的物料和催化剂浆料的混合物在加氢第一反应器（R-104）内从下向上流动。越过上部的溢流堰，靠位差自动进入第二加氢反应器（R-105）底部的液体分布器，在第二加氢反应器（R-105）中通入氢气，发生和第一加氢反应器（R-104）同样的反应，然后溢流至浆液分离罐(D-106),在浆液分离罐中静止分离，比重大的催化剂浆液由浆料循环泵（P-156A/B）抽出返回到第一加氢反应器（R-104），比重轻的油相依靠压差送入后处理系统（D-107）。

反应后苯的转化率为40-50%，环己烯的选择性约70-80%。

本系统的两台加氢反应器具有相同的结构，材质，能力也相同，反应器内设有气体分布器、液体分布器和溢流堰，还设有传热盘管，用来除去反应热，分别采用TIC104和FIC1904以及TIC105和FIC1905的串级控制，通过调节冷却脱盐

水量来调节反应温度，另外此盘管还用于开车时的升温。

在D-106中要分离好浆料和油水的界面，以免催化剂浆料流出造成后处理的脱水系统腐蚀和高价的催化剂的损失，循环浆料的循环量FIC156是通过催化剂浆料循环泵（P-156A/B）的变频电机调解其循环量。

系统压力由PIS52123调节控制，加氢系统压力，受反应器温度与氢气流量的影

响特别大，为了保证反应系统氢气纯度PIS52123应保持适量阀位，并且保证后

处理系统的压力。

催化剂浆料进行再生，即从浆料循环泵（P-156A/B）的出口把一部分催化剂浆料送至加氢催化剂再生单元，再生完成后返回到加氢系统。

另外，本系统设置的加氢催化剂储罐（D-108）主要进行以下操作。

（1）停车及紧急状态下系统内催化剂的排出。

（2）防止在加氢系统紧急泄压时，催化剂和物料同行。

（3）更换催化剂时催化剂的调整。

3、后处理系统(D-107)

来自浆液分离罐（D-106A/B）的压力在4.0-5.0Mpa的物料中含有环己烯、环