环己酮装置生产原理
环己烷氧化制备环己酮

目录环己烷的氧化制环己酮工艺技术作者:指导教师:摘要:环己酮是制备己内酰胺、己二酸的主要中间体,也是制备各种乙烯树脂漆的主要原料,并且被广泛用作许多高分子聚合物的溶剂,因此,环己酮在有机化工、涂料工业等方面都有着极其重要的作用。
目前世界上环己酮生产工艺路线按原料分主要有3种:环己烷液相氧化法、苯酚加氢法和水合法。
山东方明化工有限公司是由环己烷氧化制环己酮,该工序下同时还生成一些其他物质,如环己醇、X油、轻质油等。
合成和制备环己酮的方法较多,工业化生产方法主要有苯酚加氢法;苯部分加氢法;环己烷氧化法。
其中环己烷氧化法的应用最为普遍,本文对以苯为起始原料的合成环己烷然后氧化成环己酮,对公司生产环己酮的过程及原理做了详细叙述,对于生产中出现的异常现象做出合理的解释,也给出其处理方法。
本论文重点介绍了环己烷氧化制备环己酮工艺技术。
关键词:环己烷;环己酮;氧化;进展引言环己酮是一种重要的有机化工产品,是制造尼龙、己内酰胺和己二酸的主要中间体,具有高溶解性和低挥发性,可以作为特种溶剂,对聚合物如硝化棉及纤维素等是一种理想的溶剂;也是重要的有机化工原料,是制备己内酰胺和己二酸的主要中间体。
1893年A. Bayer采用庚二酸和石灰(庚二酸钙)干馏首先合成了环己酮。
1943年德国I.G.Farben公司建成了苯酚加氢法合成环己酮生产装置。
1960年德国BASF公司采用环己烷氧化法建成大型环己酮生产装置,使环己烷氧化技术得以迅速发展,并导致聚酰胺纤维的大规模发展。
本论文突出详述了环己烷氧化制环己酮生产过程。
项目概述公司概况山东方明化工股份有限公司拥有的8万吨/年环己酮装置是目前国内单套最大的环己酮生产装置,采用先进的工艺,各种消耗特别是苯耗、碱耗是国内乃至世界最低的,具有较强的市场竞争力。
公司隶属山东洪业集团,公司董事长余庆明先生是全国五一劳动奖章获得者、并先后荣获全国优秀企业家、山东省劳动模范等荣誉称号,现为山东省人大代表。
环己烯酯化加氢制备环己酮工艺

环己烯酯化加氢制备环己酮工艺一、概述环己烯酯化加氢制备环己酮是一种重要的有机化工工艺,主要用于生产工业上广泛应用的环己酮产品。
在环己酮工业生产中,环己烯酯化加氢工艺具有重要的地位,因此对该工艺的研究和优化具有重要意义。
二、环己烯酯化加氢制备环己酮工艺原理1. 环己烯酯化反应环己烯与一氧化碳在催化剂的作用下发生加成反应,形成环己酮酸酯。
2. 环己酮酸酯加氢反应环己酮酸酯在氢气的作用下发生加氢反应,得到环己酮。
三、环己烯酯化加氢制备环己酮工艺流程1. 原料准备:环己烯、一氧化碳、氢气2. 环己烯酯化反应:将环己烯和一氧化碳在催化剂的作用下进行反应,生成环己酮酸酯。
3. 精制及酯化:对得到的环己酮酸酯进行精制和酯化处理。
4. 环己酮生成:将环己酮酸酯在氢气的作用下进行加氢反应,生成环己酮。
5. 分离及提纯:对生成的环己酮进行分离和提纯处理。
四、环己烯酯化加氢制备环己酮工艺优化1. 催化剂的选择:选择合适的催化剂对环己烯酯化加氢工艺具有重要的影响。
常用的催化剂包括金属催化剂、酸性催化剂等。
对于不同原料和反应条件,需要选择合适的催化剂以提高反应效率和产物质量。
2. 反应条件的优化:反应温度、压力、摩尔比等反应条件对环己烯酯化加氢工艺的影响巨大。
通过对反应条件的优化,可以提高反应效率、降低能耗、减少副反应产物生成。
3. 产品分离和提纯技术:环己酮作为一种重要的有机溶剂和化工中间体,其纯度要求较高。
提高产品分离和提纯技术,可以提高产品质量、降低生产成本。
五、环己烯酯化加氢制备环己酮工艺在工业上的应用环己酮作为一种重要的化工中间体,在有机合成、溶剂、染料、医药等领域有着广泛的应用。
环己烯酯化加氢制备环己酮工艺具有重要的工业应用前景。
六、环己烯酯化加氢制备环己酮工艺发展趋势随着化工技术的不断进步和环保要求的提高,环己烯酯化加氢制备环己酮工艺将朝着低能耗、高效率、环保的方向发展。
未来,更加环保的催化剂、高效的反应条件优化技术将会得到更广泛的应用。
环己烷氧化制备环己酮

目录环己烷的氧化制环己酮工艺技术作者:指导教师:摘要:环己酮是制备己内酰胺、己二酸的主要中间体,也是制备各种乙烯树脂漆的主要原料,并且被广泛用作许多高分子聚合物的溶剂,因此,环己酮在有机化工、涂料工业等方面都有着极其重要的作用。
目前世界上环己酮生产工艺路线按原料分主要有3种:环己烷液相氧化法、苯酚加氢法和水合法。
山东方明化工有限公司是由环己烷氧化制环己酮,该工序下同时还生成一些其他物质,如环己醇、X油、轻质油等。
合成和制备环己酮的方法较多,工业化生产方法主要有苯酚加氢法;苯部分加氢法;环己烷氧化法。
其中环己烷氧化法的应用最为普遍,本文对以苯为起始原料的合成环己烷然后氧化成环己酮,对公司生产环己酮的过程及原理做了详细叙述,对于生产中出现的异常现象做出合理的解释,也给出其处理方法。
本论文重点介绍了环己烷氧化制备环己酮工艺技术。
关键词:环己烷;环己酮;氧化;进展引言环己酮是一种重要的有机化工产品,是制造尼龙、己内酰胺和己二酸的主要中间体,具有高溶解性和低挥发性,可以作为特种溶剂,对聚合物如硝化棉及纤维素等是一种理想的溶剂;也是重要的有机化工原料,是制备己内酰胺和己二酸的主要中间体。
1893年A. Bayer采用庚二酸和石灰(庚二酸钙)干馏首先合成了环己酮。
1943年德国I.G.Farben公司建成了苯酚加氢法合成环己酮生产装置。
1960年德国BASF公司采用环己烷氧化法建成大型环己酮生产装置,使环己烷氧化技术得以迅速发展,并导致聚酰胺纤维的大规模发展。
本论文突出详述了环己烷氧化制环己酮生产过程。
项目概述公司概况山东方明化工股份有限公司拥有的8万吨/年环己酮装置是目前国内单套最大的环己酮生产装置,采用先进的工艺,各种消耗特别是苯耗、碱耗是国内乃至世界最低的,具有较强的市场竞争力。
公司隶属山东洪业集团,公司董事长余庆明先生是全国五一劳动奖章获得者、并先后荣获全国优秀企业家、山东省劳动模范等荣誉称号,现为山东省人大代表。
2021届高三化学三轮复习重难点强化 原电池的应用(一)练习

2021届高三化学三轮复习重难点强化 原电池的应用(一)练习1.2-萘酚()在生产环境中主要以粉尘、气溶胶形式存,可采用催化剂(2Ag@AgBr /mp TiO -,其中2mp TiO -为介孔二氧化钛,具有大的比表面积和渗透能力)条件下的光降解法除去环境中的该污染物,工作原理如图。
下列判断正确的是( )A.该除去方法中的能量转化只有化学能转化为电能B.2mp TiO -可加快2O 的失电子速率C.负极反应:D.该法降解144 g 2-萘酚时,装置吸收空气约为1288 L2.金属(M)-空气电池(如图)具有原料易得、能量密度高等优点,有望成为新能源汽车和移动设备的电源。
该类电池放电的总反应方程式为224M O 2H O4M(OH)n n n ++。
已知:电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能。
下列说法中不正确的是( )A.采用多孔电极的目的是提高电极与电解质溶液的接触面积,并有利于氧气扩散至电极表面B.比较Mg 、Al 、Zn 三种金属-空气电池,Al-空气电池的理论比能量最高C.M-空气电池放电过程的正极反应式:224M O 2H O 4e 4M(OH)n n n n n +-+++D.在M-空气电池中,为防止负极区沉积2Mg(OH),宜采用中性电解质及阳离子交换膜3.热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。
一种热激活电池的基本结构如图所示,其中作为电解质的无水LiCl -KCl 混合物受热熔融后,电池即可瞬间输出电能,此时硫酸铅电极处生成Pb 。
下列有关说法正确的是( )A. 输出电能时,外电路中的电子由硫酸铅电极流向钙电极B. 放电时电解质LiCl -KCl 中的Li +向钙电极区迁移C. 电池总反应为4242Ca PbSO 2LiClPb Li SO CaCl ++++D. 每转移0.2 mol 电子,理论上消耗42.5 g LiCl 4.一种热激活电池的基本结构如图所示,总反应为4224PbSO +2LiCl+CaCaCl +Li SO +Pb 。
环己酮的制备实验报告思考题

环己酮的制备实验报告思考题环己酮的制备实验报告思考题引言:环己酮,也被称为己内酮,是一种常用的有机溶剂和化学原料。
在工业上,环己酮的制备主要通过氧化环己烷来实现。
本文将围绕环己酮的制备实验展开讨论,并提出一些思考题,以加深对实验的理解和应用。
实验目的:本实验的目的是通过氧化环己烷来制备环己酮,并了解反应机理和条件对反应结果的影响。
实验原理:环己酮的制备主要通过氧化环己烷得到,反应方程式如下所示:环己烷 + 氧气→ 环己酮 + 水实验步骤:1. 在实验室条件下,将适量的环己烷和催化剂加入反应瓶中。
2. 向反应瓶中通入氧气,并控制反应温度和时间。
3. 反应结束后,收集生成的环己酮,并进行纯化和分离。
实验结果与讨论:在实验中,我们可以通过气相色谱仪等仪器来检测和分析反应产物。
根据实验结果,我们可以得到环己酮的产量和纯度,并进一步讨论实验条件对反应结果的影响。
1. 催化剂选择:在实验中,我们可以尝试不同的催化剂,如过渡金属盐类或有机过氧化物等,以探究不同催化剂对反应的影响。
我们可以比较不同催化剂下环己酮的产率和选择性,并分析其原因。
2. 反应温度:反应温度是影响反应速率和产物分布的重要因素。
我们可以调节反应温度,并观察环己酮产率和纯度的变化。
通过分析实验结果,我们可以确定最适宜的反应温度,并解释其原因。
3. 反应时间:反应时间也是影响反应结果的关键因素。
我们可以在不同的反应时间下进行实验,并比较不同反应时间对环己酮产率和纯度的影响。
通过实验结果,我们可以确定最佳的反应时间,并探讨其背后的化学原理。
4. 反应条件优化:通过对不同反应条件的比较和分析,我们可以优化环己酮的制备方法,提高产率和纯度。
我们可以综合考虑催化剂选择、反应温度、反应时间等因素,找到最佳的反应条件,并解释其优化原理。
结论:通过对环己酮制备实验的讨论和思考,我们可以深入理解反应机理和条件对反应结果的影响。
同时,我们也可以通过实验结果的分析和比较,优化反应条件,提高环己酮的产率和纯度。
己内酰胺工艺简述

含微量苯己内酰胺水溶液经过苯汽提塔换热器后温度加热到93℃送入苯汽提塔,经汽提可达到去除己水溶液中微量苯的目的。在塔底加热器的作用下,苯汽提塔顶操作条件为温度96℃,塔底为103℃。
汽化的微量苯从苯汽提塔顶排出,含苯的水蒸汽经冷凝液汽提塔进料预热器和冷凝液汽提塔后冷凝器冷凝,并在冷凝液汽提塔冷却器中冷却,冷凝液自流进入苯水分离器,分离出的苯流入苯泵槽并循环到苯贮罐。苯水分离器底部的水相排入冷凝液汽提塔汽提,汽提出的塔顶含少量苯的水蒸气回流至苯汽提塔。
己内酰胺水溶液送入装有阴离子交换树脂的离子交换器,溶液自上而下流经后,再流入装有阳离子交换树脂的离子交换器中,液体是自上而下流过该塔,然后进入另一个阴离子交换树脂的离子交换器。流经三个离子交换器后,己内酰胺经过滤器送入高位槽,再送至加氢工序。经运行一定时间后,阴、阳离子交换树脂废弃,形成固废(S2、S3)。
2、反应溶剂蒸馏工段
含肟反应液送到溶剂(叔丁醇)回收塔,回收的叔丁醇从该塔顶抽出,然后送回肟化反应器。塔底肟和水则送到一个两级萃取系统,用适当萃取溶剂进行萃取。
3、双级萃取系统
用适量甲苯作萃取剂,通过一个双级系统萃取肟。通过第一级萃取(萃取罐),水溶液中的残余肟降至2%左右(重பைடு நூலகம்百分比)。通过第二级萃取(水萃取塔),水溶液中的残余肟可以降低到约100ppmw(重量百分比)。
含有不溶于苯的杂质残液(水相),从己内酰胺萃取塔底分离出来,送入冷凝液汽提塔中,冷凝液汽提塔底部的再沸器中通入蒸汽,通过加热方式,使残存在残液的少量溶剂和水分离出来,进入苯汽提塔,塔底废液进入废液浓缩塔。冷凝液汽提塔底的残液(S5)由冷凝液汽提塔出料泵送入废液浓缩装置。
(2)己内酰胺反萃取
把己内酰胺从苯己溶液中反萃取到工艺冷凝水(脱盐水)中,可使己内酰胺与油溶性杂质分离。
环己酮工艺规程

3.1 苯 项目
名称 比重 色度(Pt—Co) 凝固点
指标 石油纯苯 0.882~0.886
≤20 ≥5.4℃
4
总硫 1~96%馏程(包括 80.1℃) H2S 试验 溴指标 酸洗色度 甲苯+甲基环己烷 正庚烷
≤1mg/kg ≤1℃ 阴性 ≤10 ≤1#
≤300mg/kg ≤50mg/kg
3.2 氢气
环己酮生产工艺规程
1. 范围 本标准规定了产品概述、生产原理、物料衡算、产品所需的原料、中间产品、
工艺过程、岗位安全操作法、安全技术、三废处理、以及产品的包装和运输的特殊 要求等内容。
本标准适用于环己酮生产工艺过程。 2. 产品概述 2.1 产品名称:环己酮 2.1.1 化学分子式:C6H10O 2.1.2 分子量:98.15 2.2 产品规格 2.2.1 物理性质
μ s/Cm
max
H2 CL2 H2S CO CO2 温度 压力
项目
指标 ≥99.5% ≤0.1mg/Nm3 ≤0.1mg/Nm3 ≤10mg/Nm3 ≤10mg/Nm3 ≤40℃ ≥78KPa
3.3 液碱 NaOH NaCl
Fe(以 Fe2O3 计)
30%wt~32% 最大 400mg/kg NaOH, 平均 200mg/kg NaOH
≤50mg/kg NaOH
5
3.4 中间产品环己烷
环己烷作为中间产品,产品质量按企业内部质量标准控制。
序号
项目
指标
1
凝固点(℃)≥
6.0
2
馏程(℃)
80.0~81.0
3
芳烃含量(%)≤
0.1
4
非挥发物(g/kg)≤
10
5
环己酮的制备1

环己酮的制备1一、实验目的1、学习由醇氧化法制备酮的实验室方法;2、进一步了解醇和酮之间的联系和区别;3、进一步熟练掌握分液漏斗的使用方法。
二、实验原理用次氯酸钠作氧化剂,将环己醇氧化成环己酮。
三、主要试剂的物理性质以及规格和用量试剂:环己醇、冰醋酸、次氯酸钠溶液、饱和亚硫酸氢钠溶液、氯化铝、淀粉碘化钾试纸、无水碳酸钠、精制氯化钠、无水硫酸镁。
表1、主要试剂及物理性质名称环己醇环己酮表2、主要试剂规格及用量试剂环己醇冰醋酸次氯酸钠溶液规格化学纯分析纯(CP)生产上海展试剂瓶有限公清楚司化学纯上海展云化工有限公司饱和亚无水氯硫酸氢化铝钠溶液实验室分析纯(AR)上海展云化工有限公司____无(AR)(CP)自制无水碳酸钠 ____分析纯(AR)杭州瓶窑和顺化工试剂厂分析纯(AR)天津市博迪化工有限公司氯化钠无水硫酸镁分子量 100﹒16 98﹒14性状熔点(℃)沸点(℃) 161﹒5 155﹒65溶解度(水) 5﹒67g/ml 2﹒4 g/ml无色液体 22~25 无色液体 ___厂家云化工上看不用量 5﹒2ml 25ml38ml 10ml 3g ____ 适量适量四、仪器装置250ml三颈烧瓶、自动搅拌器、滴液漏斗、温度计、冷凝管、接收器、滴液漏斗、筒、烧杯、皮管、电磁炉、待铁圈的铁架台、玻璃棒、石棉网。
机械搅拌器恒压滴液漏斗回流冷凝管三颈瓶图1、拌装置搅图2、蒸馏装置五、实验步骤及现象1、向装有搅拌器,滴液漏斗和温度计的250ml三颈烧瓶中依次加入5g(5﹒2ml)环己醇和25ml冰醋酸;2、开动搅拌器,将38ml的次氯酸钠(约1﹒8mol/L)滴入三颈烧瓶中,维持温度在30-35℃加完后搅拌5min;3、用碘化钾淀粉试纸检验呈蓝色,使氧化亚反应完全;4、然后撤去冷水,在室温下继续搅拌30分钟,观察温度计,温度保持在18℃左右;5、加入饱和亚硫酸氢钠溶液,直至淀粉碘化钾试纸不变蓝色;6、向反应液中加入30mL水、3g氧化铝和几粒沸石,在石棉网中加热蒸馏至流出液无油珠滴出为止;7、在搅拌下向流出液分批加入无水碳酸钠至反应液呈中性为止,然后加入精制食盐使之变成饱和溶液;8、将反应液倒入分液漏斗,分出有机层,用无水硫酸镁干燥,蒸馏收集150-155℃馏分,计算产率。
己内酰胺工艺简述

本项目是以苯为原料的10万吨/年己内酰胺大型化工生产装置,包含的主要装置有环己酮、环己酮肟化、己内酰胺精制、硫铵装置、双氧水制备装置等,与10万吨/年己内酰胺工程相匹配的各装置生产能力及规模如表2-1所示。
表2-1 主要生产装置生产能力及规模表2.1.2生产工艺流程环己酮肟化装置(1)生产装置说明根据业主提供相关资料,本项目己内酰胺装置采取氨肟化工艺,氨肟化工艺是近几年开发出来的一种环己酮肟生产的新工艺,它采用双氧水、液氨、环己酮为原料,一步反应直接生成环己酮肟,在发烟硫酸的作用下生产己内酰胺。
因此生产流程短,控制简便,设备、管线材质要求一般,三废排放量少,目前国内已有10万吨/年装置在生产。
拟建项目采用意大利安尼公司开发的氨肟化工艺技术。
环己酮、双氧水、气氨、叔丁醇加入到釜式反应器中(1开1备),在温度85℃,压力0.4Mpa,在催化剂(主要成分为Ti)作用下,同时进行双氧水与氨反应合成羟胺和羟胺与环己酮的肟化反应,生成环己酮肟,经分离催化剂、溶剂萃取和环己酮肟的蒸馏得到产品环己酮肟。
其工艺过程包括肟化反应、溶剂回收、双级萃取、洗涤、萃取剂回收净化、肟/酮蒸馏、尾气处理、污水预处理等工序。
氨肟化装置生产出的符合质量标准的环己酮肟全部用于生产己内酰胺。
(2) 工艺流程简述1、反应工段精环己酮、双氧水及液氨等物料自装置外送到氨肟化反应器。
环己酮过滤后,通过一个环形分布器切线送入反应器。
过氧化氢溶液(双氧水)从存储区出来后,首先经过过滤,然后通过一个在合适紊流的环形(喇叭口形的)分布器输送到反应器。
液氨经过过滤,送入反应器底部的内盘管,并在此蒸发,除去部分反应热,然后通过一个分布器送入反应器底部。
非连续的新鲜(补充)溶剂(叔丁醇),与溶剂蒸馏塔顶出来的循环回流溶剂,一并送入反应器。
在氨肟化反应器中,经钛催化剂的作用,各物料发生肟化反应,环己酮的转化率大于99.5%。
其反应原理如下:主反应式:副反应式:在氨肟化反应器顶部充入氮气稀释,避免形成爆炸气体混合物。
2-(1-环己烯基)环己酮的合成

( 东职 业技术 学 院毕业 生就 业指 导处 , 鄂 湖北 黄 冈 480 ; 300 *黄 冈师范学 院化 学 系 , 湖北 黄 冈 480 ) 300
摘要 以稀硫酸或碱作催化剂 , 环己酮 自身催化缩合生成 2一( 一环己烯 基) 己酮。考察 了使用稀 硫酸 、 酸钠 、 1 环 碳 碳 酸钾催化剂在不 同条件下 的缩合反应 , 结果表明 , 用价廉 的 N 2 O 作催 化剂可取 , aC 3 并可使生产成 本大大降低。
1 1 反应 原理 .
合成邻苯基苯酚( P ) O P 的中间体。O P主要用于柑 P 桔 类水 果 的保 鲜剂 , 散 染 料 染 色 的载 体 物 质 , 时 分 同
也 是生 产具有 杀菌 活性 的聚合 物 的原料 , 一种重 要 是 的精 细化 学品 。 目前 国 内 尚无 正 式 的 生产 厂 家 生 产
工 艺路 线 。而 2 1 一( 一环 己烯 基 ) 己酮 正 是环 己酮 环 自缩 的 目标产 物 , 以进 一 步脱氢 生成 O P 可 P 。该 工 艺
红外光 谱仪 ( 国 Ncl 公 司 10 X型 F — I , 美 i e ot 7S T R
K r 片) B压 。
1 2. 试 剂 . 2
中环 己酮 先在 酸或 碱 的催 化 作 用 下 发 生 自身 缩 合 反
应 生成环 己基 环 己酮 、 己烯 基 环 己酮 、 己二 烯 基 环 环
环 己酮 等产 品的混 和物 , 先脱 除原 料环 己酮后 再经 催
化脱 氢 反应生成 目标 产 物 。 目前 , 用弱 碱催化 尚未 见 报 道 , 文重 点考察 了弱 碱对 反应 的影 响 。 本
环 己酮 ,0 H S 4 K H, a H, 2 O , aC 3 5 % 2O , O N O K C 3 N 2 0 ,
废碱焚烧工艺

废碱焚烧锅炉废液处理规模为 25t/h,年操作时间大于 8000 小时,每年处 理混合废液约为 20 万吨。废碱焚烧装置在焚烧处理废液的同时,副产 1.27MPa 的中压蒸汽约 36 万吨,除部分自用外,大部分送全厂中压蒸汽管网,副产碳酸 钠约 1.5 万吨作为副产品外销。所以,废碱焚烧炉不仅有社会效益,也有经济 效益。
NaOH
4%(wt)
(wt)
Na2CO3
H2O 58%(wt)
低位热
值:
正常流量:
12 t/h
30% 8%
15000KJ/Kg(干基) 8-
最大
量:
15 t/h
界区入口温度:
100℃
2、己内酰胺浓缩废液:
密度:1.14-1.2g/ml
己内酰胺浓缩废 C=13.90%, H=8.89%, N=5.02%, S=1000mg/kg
当锅炉汽 包液位 ≥90%时
当锅炉 汽包压 力≥ 1.38MP 时
当引风 机未启
结果
锅炉汽 包紧急 放水阀 自动开 锅炉汽 包紧急 放水阀 自动闭
锅炉自 动停炉
锅炉自 动停炉
锅炉自 动停炉
送风 机、天
备注
废液泵、 废气阀 门 同时关闭
天然气、 三个
机 动时 联 锁
5
引 风 机 当引风 跳 机跳停 停时 联 锁
液数ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ分析
P=1.2mg/kg,
己内酰胺工艺简述 (2)

本项目是以苯为原料的10万吨/年己内酰胺大型化工生产装置,包含的主要装置有环己酮、环己酮肟化、己内酰胺精制、硫铵装置、双氧水制备装置等,与10万吨/年己内酰胺工程相匹配的各装置生产能力及规模如表2-1所示。
表2-1 主要生产装置生产能力及规模表环己酮肟化装置(1)生产装置说明根据业主提供相关资料,本项目己内酰胺装置采取氨肟化工艺,氨肟化工艺是近几年开发出来的一种环己酮肟生产的新工艺,它采用双氧水、液氨、环己酮为原料,一步反应直接生成环己酮肟,在发烟硫酸的作用下生产己内酰胺。
因此生产流程短,控制简便,设备、管线材质要求一般,三废排放量少,目前国内已有10万吨/年装置在生产。
拟建项目采用意大利安尼公司开发的氨肟化工艺技术。
环己酮、双氧水、气氨、叔丁醇加入到釜式反应器中(1开1备),在温度85℃,压力0.4Mpa,在催化剂(主要成分为Ti)作用下,同时进行双氧水与氨反应合成羟胺和羟胺与环己酮的肟化反应,生成环己酮肟,经分离催化剂、溶剂萃取和环己酮肟的蒸馏得到产品环己酮肟。
其工艺过程包括肟化反应、溶剂回收、双级萃取、洗涤、萃取剂回收净化、肟/酮蒸馏、尾气处理、污水预处理等工序。
氨肟化装置生产出的符合质量标准的环己酮肟全部用于生产己内酰胺。
(2) 工艺流程简述1、反应工段精环己酮、双氧水及液氨等物料自装置外送到氨肟化反应器。
环己酮过滤后,通过一个环形分布器切线送入反应器。
过氧化氢溶液(双氧水)从存储区出来后,首先经过过滤,然后通过一个在合适紊流的环形(喇叭口形的)分布器输送到反应器。
液氨经过过滤,送入反应器底部的内盘管,并在此蒸发,除去部分反应热,然后通过一个分布器送入反应器底部。
非连续的新鲜(补充)溶剂(叔丁醇),与溶剂蒸馏塔顶出来的循环回流溶剂,一并送入反应器。
在氨肟化反应器中,经钛催化剂的作用,各物料发生肟化反应,环己酮的转化率大于99.5%。
其反应原理如下:主反应式:副反应式:在氨肟化反应器顶部充入氮气稀释,避免形成爆炸气体混合物。
环己酮的制备实验报告

环己酮的制备实验报告实验目的,通过氧化环己烯制备环己酮,并对制备过程进行分析和总结。
实验原理:环己酮是一种重要的有机化合物,常用于溶剂和中间体。
其制备方法之一是通过氧化环己烯得到。
氧化环己烯的反应方程式为:C6H10 + O2 → C6H10O。
环己烯在空气中与氧气发生氧化反应,生成环己酮。
反应过程中,氧气起到氧化剂的作用,将环己烯氧化成环己酮。
实验步骤:1. 实验器材准备,鼓泡管、试管、分液漏斗、冷凝管、烧杯等。
2. 实验药品准备,环己烯、过氧化苯甲酰、乙醇、硫酸、碳酸钠等。
3. 反应装置,将环己烯、过氧化苯甲酰和乙醇加入试管中,加入少量硫酸作为催化剂,加入碳酸钠作为中和剂,用鼓泡管通入氧气。
4. 反应过程,在室温条件下,通入氧气,观察反应过程,收集生成的环己酮。
实验结果与分析:通过实验我们成功制备了环己酮。
在反应过程中,观察到了氧化环己烯生成环己酮的化学反应。
实验中需要注意控制氧气的通入速度和反应温度,以免产生副反应或者过量生成副产物。
实验总结:通过本次实验,我们成功制备了环己酮,并对制备过程进行了分析和总结。
实验中需要注意控制反应条件,以获得较高的产率和纯度。
此外,实验中的化学品和仪器设备需要妥善使用和保存,确保实验安全和实验结果的准确性。
结语:环己酮作为重要的有机化合物,在化工生产和实验室中具有广泛的应用。
通过本次实验,我们对环己酮的制备方法有了更深入的了解,也增加了化学实验操作的经验。
希望通过今后的实验和学习,能够更好地掌握有机化合物的制备方法和实验技术,为今后的科研工作打下坚实的基础。
电化学-2021年高考复习化学阶段性新题(课标通用版)(解析版)

2021年高考复习化学阶段性新题精选专项特训专项五 电化学1.(2021·陕西宝鸡市·高三其他模拟)环己酮()在生产生活中有重要的用途,可在酸性溶液中用环己醇间接电解氧化法制备,其原理如图所示。
下列说法不正确的是A .a 极与电源正极相连B .理论上生成 1mol 环己酮时,有22.4LH 2生成C .生成环己酮()的反应为氧化反应D .a 极电极反应式是322272Cr 6e 7H O Cr O 14H +--+-+=+ 【答案】B 【详解】A .根据装置图可知,a 极为电解池的阳极,则与电源正极相连,A 正确;B .理论上由环己醇生成1mol 环已酮()时,转移2mol 电子,根据电子守恒可知阴极有1mol氢气放出,但因题中没明确状态,故不能确定氢气的体积,B 错误;C .由图示可知,环己醇被227Cr O -氧化生成环已酮,即生成环己酮的反应为氧化反应,C 正确;D .a 极为阳极,Cr 3+失电子被氧化,电极反应式是322272Cr 6e 7H O Cr O 14H +--+-+=+,D 正确; 故选D 。
2.(2021·山西临汾市·高三二模)羟基自由基(·OH)是自然界中氧化性仅次于氟的氧化剂。
一种能将苯酚(C 6H 5OH)氧化为CO 2、H 2O 的原电池-电解池组合装置如图。
该装置能实现发电、环保二位一体。
下列说法错误的是A .c 极为阴极,M 为阳离子交换膜B .b 极的电极反应式为C 6H 5OH-28e -+28OH -=6CO 2↑+17H 2O C .d 极区苯酚被氧化的反应为C 6H 5OH +28·OH=6CO 2↑+17H 2OD .右侧装置中,每转移0.7 mol e -,c 、d 两极共产生气体11.2L(标准状况) 【答案】B 【详解】A .根据电池装置图可知,左侧是原电池装置,a 电极上重铬酸根离子得到电子,化合价降低,生成氢氧化铬,b 电极上苯酚生成二氧化碳,碳元素化合价升高,被氧化,b 电极是负极,a 电极是正极,c 电极是阴极,d 电极是阳极,A 项不符合题意;B .b 电极上苯酚转化成二氧化碳,苯酚和生成的二氧化碳在碱性条件下不共存,所以应当选择酸性环境,故电极反应式为-+6522C H OH-28e +11H O=6CO +28H ↑,B 项符合题意; C .右侧装置是电解池装置,d 是阳极,结合图示,电极反应中产生羟基自由基(▪OH)和H +,没有生成氧气,正极电极反应式为-+2H O-e =OH+H ,羟基自由基氧化能力很强,能氧化苯酚为二氧化碳和水,故苯酚被氧化大的方程式为6522C H OH+28OH=6CO +17H O ,C 项不符合题意;D .c 极上氢离子放电,电极反应式为2+-2H +2e =H ↑,d 电极的电极反应式为-+2H O-e =OH+H ,结合苯酚的氧化过程知,当转移0.7mol 电子时,d 极生成0.7mol 的▪OH ,它氧化苯酚时生成0.7?6mol=0.15mol 28二氧化碳,标况下体积为3.36L ,c 极上生成0.35mol 的氧气,标况下体积为7.84L ,则气体总量为11.2L ,D 项不符合题意 故正确选项为B3.(2021·四川遂宁市·高三三模)车发动机在稀燃和富燃条件下交替进行,将尾气中的NO x 在催化剂上反应脱除。
环己烯酯化加氢制备环己酮工艺

环己烯酯化加氢制备环己酮工艺环己酮是一种重要的化工原料,广泛应用于溶剂、涂料、塑料等领域。
环己烯酯化加氢制备环己酮是一种常用的合成工艺。
本文将详细介绍该工艺的原理、条件和操作步骤。
原理:环己烯酯化加氢制备环己酮的反应过程主要分为两步:酯化和加氢。
首先,将环己烯与酸酐反应生成环己烯酯,然后通过加氢反应将环己烯酯还原为环己酮。
条件:1. 催化剂:常用的酯化加氢催化剂有铂、钯、钌等。
选择合适的催化剂对反应的效率和选择性有重要影响。
2. 反应温度:酯化反应通常在120-180°C条件下进行,而加氢反应则在100-150°C条件下进行。
适当的反应温度有助于提高反应速率和产率。
3. 反应压力:酯化反应通常在中等压力下进行,反应压力一般在1-5 MPa之间。
而加氢反应则需要较高的压力,一般在5-10 MPa之间。
操作步骤:1. 酯化反应:将环己烯和酸酐按一定比例加入反应釜中,加入酯化催化剂,开始加热并搅拌。
控制反应温度在适宜范围内,同时注意反应压力的稳定。
反应时间一般在数小时至数十小时。
2. 加氢反应:将酯化反应得到的环己烯酯加入加氢反应釜中,加入加氢催化剂。
开始加热并搅拌,控制反应温度和压力。
反应时间一般在数小时至数十小时。
3. 分离与回收:反应结束后,将反应产物进行分离和纯化。
常用的分离方法包括蒸馏、萃取、结晶等。
通过适当的纯化工艺,可以获得高纯度的环己酮产品。
该工艺的优点:1. 原料广泛:环己烯和酸酐作为原料广泛存在,易于获取。
2. 反应条件温和:酯化反应和加氢反应均在相对温和的条件下进行,有利于反应的控制和产率的提高。
3. 反应效率高:该工艺反应效率高,产率稳定。
4. 产品纯度高:通过适当的分离和纯化工艺,可以获得高纯度的环己酮产品。
总结:环己烯酯化加氢制备环己酮是一种重要的工艺,具有原料广泛、反应条件温和、反应效率高和产品纯度高等优点。
该工艺在化工领域得到广泛应用,并对环己酮的生产起到了重要的推动作用。
实验七环己酮的制备

实验七 环己酮的制备环己酮是合成纤维的重要原料,也可以作为溶剂。
工业上是在锌铁催化下,将环己醇在400~450 ℃下氧化脱氢来生产环己酮。
实验室主要采用铬酸氧化环己醇,或者用次氯酸氧化环己醇来制备环己酮。
实验目的1. 掌握氧化法制羰基化合物的原理和方法;2. 掌握萃取、分离、干燥、蒸馏等操作;3. 练习微量合成的操作。
I 微量操作反应式 OHNaOClH +O试剂环己醇200 mg ,冰乙酸0.5 mL ,次氯酸钠水溶液4 mL ,饱和亚硫酸氢钠水溶液,碳酸钠,氯化钠,乙醚,无水硫酸镁。
实验操作在装有磁转子的10 mL 圆底烧瓶中,加入200 mg 环己醇和0.5 mL 冰乙酸。
将此混合物置于冰水浴中冷却,启动磁搅拌,并逐滴加入4 mL 次氯酸钠水溶液。
滴毕后撤掉冰水浴,在室温下搅拌1 h 。
用KI -淀粉试纸检验,若试纸变蓝,说明氧化剂次氯酸钠用量合适,否则应酌情适量补加1~3滴次氯酸钠溶液。
然后用滴管逐滴加入饱和亚硫酸氢钠水溶液,直至反应液不使KI -淀粉试纸变蓝为止。
加热蒸馏,收集2~3 mL 馏出液(环己酮、水和乙酸的混合物)。
冷却后加入2 mL 乙醚,再慢慢加入无水碳酸钠约200 mg 中和乙酸至中性,直到没有二氧化碳放出为止。
再加入100 mg 的NaCl ,充分摇动,使得该两相系统中所有的固体物质均溶解。
分出含环己酮的醚层,让其通过一个用乙醚预先润湿过的柱直径3.5 mm 的微型分馏柱,该分馏柱是由60 mg 氧化铝和400 mg 无水硫酸镁混合填充而成的。
将分离出的乙醚-环己酮溶液置于10 mL 的锥形瓶中温热,慢慢除去乙醚,剩余物则是环己酮。
纯环己酮沸点155 ℃,折光率20D n 1.4507。
本实验约需3 h 。
II 常量操作1. 铬酸氧化法反应式 OH 3+ Na 2Cr 2O 7 + 4 H 2SO 4O 3+ Cr 2(SO 4)3 + Na 2SO 4 + 7 H 2O 试剂2 g(2.1 mL ,0.02 mol)环己醇,2.1 g(0.007 mo1)重铬酸钠(Na 2Cr 2O 7·2H 2O),浓硫酸,乙醚,食盐,无水硫酸镁实验操作称取2.1 g 重铬酸钠于100 mL 烧杯中,加入12 mL 水使之溶解。
己内酰胺工艺标准简述

本项目是以苯为原料的10万吨/年己内酰胺大型化工生产装置,包含的主要装置有环己酮、环己酮肟化、己内酰胺精制、硫铵装置、双氧水制备装置等,与10万吨/年己内酰胺工程相匹配的各装置生产能力及规模如表2-1所示。
表2-1 主要生产装置生产能力及规模表产品名称序号装置名称产品名称单线能力装置总能力1 双氧水装置27.5%双氧水130000 1300002 环己酮肟化装置环己酮肟102200 1022003 己内酰胺装置液态己内酰胺100000 1000004 己内酰胺罐区及装卸站液态己内酰胺44000 440005 己内酰胺造粒装置固态己内酰胺28000 560006 废液浓缩装置废水60000 600007 硫铵装置硫铵160000 1600002.1.2生产工艺流程环己酮肟化装置(1)生产装置说明根据业主提供相关资料,本项目己内酰胺装置采取氨肟化工艺,氨肟化工艺是近几年开发出来的一种环己酮肟生产的新工艺,它采用双氧水、液氨、环己酮为原料,一步反应直接生成环己酮肟,在发烟硫酸的作用下生产己内酰胺。
因此生产流程短,控制简便,设备、管线材质要求一般,三废排放量少,目前国内已有10万吨/年装置在生产。
拟建项目采用意大利安尼公司开发的氨肟化工艺技术。
环己酮、双氧水、气氨、叔丁醇加入到釜式反应器中(1开1备),在温度85℃,压力0.4Mpa,在催化剂(主要成分为Ti)作用下,同时进行双氧水与氨反应合成羟胺和羟胺与环己酮的肟化反应,生成环己酮肟,经分离催化剂、溶剂萃取和环己酮肟的蒸馏得到产品环己酮肟。
其工艺过程包括肟化反应、溶剂回收、双级萃取、洗涤、萃取剂回收净化、肟/酮蒸馏、尾气处理、污水预处理等工序。
氨肟化装置生产出的符合质量标准的环己酮肟全部用于生产己内酰胺。
(2) 工艺流程简述1、反应工段精环己酮、双氧水及液氨等物料自装置外送到氨肟化反应器。
环己酮过滤后,通过一个环形分布器切线送入反应器。
过氧化氢溶液(双氧水)从存储区出来后,首先经过过滤,然后通过一个在合适紊流的环形(喇叭口形的)分布器输送到反应器。
(整理)环己酮装置生产原理

生产原理简述1苯加氢1.1反应原理苯分子在一定的温度、压力和催化剂存在的条件下,与氢分子发生加成反应,生成环己烷,并放出大量的反应热。
Ni-Al2O3C6H6+3H2————→ C6H12+△H,△H=-216.5KJ/mol135~180℃Ni-Al2O3C7H8+3H2 ————→ C7H14+△H,△H=-204KJ/mol180℃该反应为体积缩小放热的平衡反应,高压低温有利于反应向右进行。
以Al2O3为载体的镍催化剂,具有六方晶体结构,镍原子之间的距离为 2.48A。
,具有满足使氢活化的最佳晶格参数,因而可与苯环结构相适应,使苯加氢具有满意的效率和良好的选择性。
在苯加氢过程中,首先是氢分子在催化剂表面受到两个距离适中的活性中心吸附而变形,造成氢原子之间键的断裂,从而发生氢的离解。
↓NiH2 =====2H++2e苯分子在镍表面上,由于结构上的适应,苯环上的碳原子被催化剂表面的活化中心吸引,在活化中心拉力的作用下,使苯环上的三个键减弱而活化,并接受表面氢所放出的电子而使苯环离子化,带上负电。
这样,在催化剂的表面上,被吸引的和活化了的苯分子随着活化中心移动,带有两种相反电荷的离子彼此吸引而中和各自的电性,同时活化了的π键,被活性氢原子所饱和,从而完成了苯环上的加氢反应。
苯与氢在催化剂表面进行加氢反应的过程,一般有以下几个步骤:①苯和氢的气体主流扩散到催化剂颗粒的外表面。
②苯氢组分从颗粒外表面通过微孔扩散到催化剂颗粒的内表面。
③苯、氢组分在内表面上被吸附。
④被吸附的苯、氢组分在内表面上进行加氢反应,生成环己烷。
⑤环己烷组分在内表面脱附。
⑥环己烷组分从催化剂颗粒内表面通过微孔扩散到催化剂颗粒外表面。
⑦反应生成物环己烷从催化剂颗粒外表面扩散到气体主流中。
在以上过程中,关键是被吸引的和活化了的苯分子在催化剂颗粒内表面活化中心的吸附、移动和反应,这一反应过程与一般的气固相催化反应过程是一致的。
1.2影响因素1.2.1反应器结构的影响苯加氢反应是在固定床列管反应器中进行的放热反应,以管间热水汽化的方式移出反应热。
环己酮装置操作规程

反应为体积缩小的放热平衡反应,高压、低温有利于反应向右进行。 同时伴有副反应: C6H6+3H2 C5H9-CH3(甲基环戊烷)
2、环己烷氧化 液态环己烷与空气在 1350kpa 和 183℃~165℃条件下发生氧化反应,该反应的主要产物为环 己基过氧化氢(CHHP) 。 C6H11OOH 总反应方程式为:C6H12+O2
2
第一章 产品介绍
一、产品名称 环己酮 设计能力,年产 10 万吨环己酮 年生产时数 8000 小时 二、产品性质,环己酮 1、物理性质 1)外观:无色透明油状液体,有丙酮气味。 2)相对密度:d400.9644;d4150.951;d4200.9478;d4250.9421。与空气比较的相对密度蒸汽: 3.4。 3)沸点:155.65±0.5℃。 4)熔点:—26℃。 5)折光率:nD201.4507 - - - 6)粘度:n152.45×10 3pa.s, n301.803×10 3pa.s,n65.91.01×10 3pa.s 7)比热:液体(15~18℃)1.803J/g℃ 8)蒸发潜热:4.18×(114-0.141t)KJ/kg 9)闪点:43℃ 10)自燃点:430℃ 11)爆炸极限:1.1~9.4%(体积) 12)溶解度: 水在酮中: (wt)10℃ 5.6%;20℃ 5.7%;50℃ 6.5% 酮在水中: (wt)10℃ 10.5%;20℃ 9.0%;50℃ 6.15% 13)蒸汽压
第一章产品介绍第二章生产的基本原理工艺条件影响因素与工艺控制第三章原料化学品催化剂及公用工程规程第四章原材料辅助材料消耗定额及消耗量表第五章工艺说明及工艺流程叙述第六章生产控制和分析化验项目检测次数第七章安全技术环保指标第八章不正常现象及消除方法第九章设备明细表第一章产品介绍一产品名称环己酮设计能力年产10万吨环己酮年生产时数8000小时二产品性质环己酮1物理性质1外观
环己酮生产工艺

环己酮生产岗位操作法太原化工厂一九九四年目录第一章苯加氢岗亭操纵法 (5)一、岗亭任务 (5)二、岗亭生产原理 (4)三、工艺流程 (4)四、开车 (4)五、停车 (5)六、岗亭正常操纵内容 (6)七、岗亭巡回查抄路线及设备维护要点 (6)八.岗亭工艺控制指标 (6)九、不正常现象、产生原因及处置惩罚要领 (7)十、宁静操纵注意事项 (8)十一、岗亭设备一览表 (8)第二章环己烷氧化岗亭操纵法 (10)一、岗亭事情任务及范畴 (10)二、岗亭生产原理 (10)三、工艺流程叙述 (11)四、开车准备及开、停车操纵步调 (12)五、岗亭正常操纵 (14)六、工艺控制指标 (15)七、不正常现象、原因及处置惩罚要领 (15)八、设备一览表 (16)九、岗亭巡检路线冀设备维护要点 (18)十.岗亭宁静防护步伐 (18)第三章氧化尾气吸收岗亭操纵法 (18)一、岗亭事情任务 (18)二、生产原理 (18)三、工艺流程叙述 (18)四、开车准备及开、停车操纵步调 (19)五、岗亭巡检路线及设备维护要点 (20)六、工艺控制指标 (20)七、不正常现象、原因及处置惩罚要领 (20)八、设备一览表 (20)九、宁静防护步伐: (21)第四章皂化废液浓缩岗亭操纵法 (21)一、岗亭任务: (21)二、生产原理: (21)三、工艺流程: (21)四、开车及停工 (21)五、工艺控制指标: (22)六、岗亭巡检路线及设备维护要点: (22)七、阐发检测项目: (22)八、不正常现象、原因及处置惩罚要领 (22)第五章环己烷精馏岗亭操纵法 (23)一、岗亭事情任务及范畴 (23)二、岗亭生产原理 (23)三、岗亭工艺流程叙述 (23)四、开车准备及开、停车操纵步调 (24)五、岗亭巡检路线及设备维护要点 (25)2六、工艺控制指标 (25)七、不正常现象、原因及处置惩罚要领 (25)八、设备一览表 (26)九、岗亭宁静防护步伐 (27)第六章轻质油精馏岗亭操纵法 (27)一、岗亭任务 (27)二、岗亭生产原理 (27)三、工艺流程 (27)四、开车前的准备事情 (28)五、岗亭正常操纵内容 (29)六、岗亭巡检路线及设备维护要求: (29)七、岗亭工艺控制指标 (30)八、不正常现象、产生原因及处置惩罚要领: (31)九、操纵宁静注意事项 (32)十、本岗亭设备一览表 (32)第七章环己酮、环己醇精馏岗亭操纵法 (33)一、岗亭事情任务 (33)二、岗亭生产原理(同轻质油精馏岗亭操纵法) (33)三、岗亭工艺流程叙述 (33)四、开车准备及开停车操纵步调 (34)五、岗亭正常操纵内容 (35)六、岗亭巡检路线及设备维护要求: (35)七、岗亭工艺控制指标 (36)八、不正常现象、产生原因及处置惩罚要领 (36)九、操纵宁静注意事项(同轻质油精馏岗亭操纵法) (37)十、本岗亭设备一览表 (37)第八章环己醇脱氢岗亭操纵法 (38)一、岗亭任务 (38)二、岗亭生产原理 (38)三、工艺流程 (39)四、开、停车操纵: (39)五、正常操纵内容 (42)六、岗亭巡检路线及设备维护要求: (42)七、岗亭工艺控制指标 (43)八、不正常现象、产生原因及处置惩罚要领: (43)九、宁静操纵注意事项 (44)十、本岗亭设备一览表: (45)第一章苯加氢岗亭操纵法一、岗亭任务本岗亭用石油和氢气在一定温度、压力下,通过触媒层产生加氢反响,生成环己烷供氧化岗亭使用。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
生产原理简述1苯加氢1.1反应原理苯分子在一定的温度、压力和催化剂存在的条件下,与氢分子发生加成反应,生成环己烷,并放出大量的反应热。
Ni-Al2O3C6H6+3H2————→ C6H12+△H,△H=-216.5KJ/mol135~180℃Ni-Al2O3C7H8+3H2 ————→ C7H14+△H,△H=-204KJ/mol180℃该反应为体积缩小放热的平衡反应,高压低温有利于反应向右进行。
以Al2O3为载体的镍催化剂,具有六方晶体结构,镍原子之间的距离为 2.48A。
,具有满足使氢活化的最佳晶格参数,因而可与苯环结构相适应,使苯加氢具有满意的效率和良好的选择性。
在苯加氢过程中,首先是氢分子在催化剂表面受到两个距离适中的活性中心吸附而变形,造成氢原子之间键的断裂,从而发生氢的离解。
↓NiH2 =====2H++2e苯分子在镍表面上,由于结构上的适应,苯环上的碳原子被催化剂表面的活化中心吸引,在活化中心拉力的作用下,使苯环上的三个键减弱而活化,并接受表面氢所放出的电子而使苯环离子化,带上负电。
这样,在催化剂的表面上,被吸引的和活化了的苯分子随着活化中心移动,带有两种相反电荷的离子彼此吸引而中和各自的电性,同时活化了的π键,被活性氢原子所饱和,从而完成了苯环上的加氢反应。
苯与氢在催化剂表面进行加氢反应的过程,一般有以下几个步骤:①苯和氢的气体主流扩散到催化剂颗粒的外表面。
②苯氢组分从颗粒外表面通过微孔扩散到催化剂颗粒的内表面。
③苯、氢组分在内表面上被吸附。
④被吸附的苯、氢组分在内表面上进行加氢反应,生成环己烷。
⑤环己烷组分在内表面脱附。
⑥环己烷组分从催化剂颗粒内表面通过微孔扩散到催化剂颗粒外表面。
⑦反应生成物环己烷从催化剂颗粒外表面扩散到气体主流中。
在以上过程中,关键是被吸引的和活化了的苯分子在催化剂颗粒内表面活化中心的吸附、移动和反应,这一反应过程与一般的气固相催化反应过程是一致的。
1.2影响因素1.2.1反应器结构的影响苯加氢反应是在固定床列管反应器中进行的放热反应,以管间热水汽化的方式移出反应热。
反应器列管管径过大时,管中心气流的反应热将很难及时地传递给金属管壁,管径越大,管中心与管壁温差就越大,即径向温度梯度越大,就容易造成列管中心局部过热,造成副反应增多,并且容易烧坏触媒。
为了保证径向温度的均匀,管径应越小越好,但填装一定数量的催化剂,就需要增加列管数,也就增加了设备制造的材料和费用。
所以,必须综合考虑,以确定最佳管径。
1.2.2氢苯比的影响苯加氢反应理论上氢、苯摩尔比为3∶1,反应物浓度越大,有利于反应向生成物(环己烷)方向进行。
实际生产中,为使苯反应完全,提高转化率,往往采用使氢气过量的方法,提高氢气用量也有利于移走反应热和移出产物,但是氢苯比过大,会造成气流速度大,减少反应物与触媒层的接触时间使反应不完全,同时也增加了氢气的消耗,另外尾气中带走的环己烷也增多。
1-尾气含氢%注:氢苯比=————————————————×3×新氢含氢% 新氢含氢%-尾气含氢%氢氮气流量氢气含氢%-尾气含氢%苯流量=—————————×———————————(m3/h)757.292 1-尾气含量%1.2.3反应温度的影响根据所选用的催化剂不同,苯加氢反应温度也有所不同,本装置所有NCG-6型最佳使用温度130~200℃,温度过低,反应速度慢,同样的催化剂层和接触时间下,反应不完全;温度过高,副反应增多还会影响催化剂的使用寿命,温度高于220℃时,就易生成副产物甲基环戊烷,而且苯在高温下易分解成氢和胶状物质,温度超过260℃时,会烧坏触媒,使触媒粉碎失去活性。
1.2.4压力的影响苯加氢反应是体积缩小的反应,升高压力对反应有利,使反应更趋于完全,而且提高压力使反应物分子浓度增高,强化反应过程,加快反应速度,提高氢气利用率,且能缩小设备尺寸,但压力太高,对设备要求也将提高,增加设备投资。
因此应综合考虑,以选择适当的压力进行苯加氢反应。
本装置苯加氢反应压力为0.7MPa左右。
1.2.5原料纯度及毒物的影响原料中硫和氯的存在对催化剂影响很大。
它与金属镍生成稳定的硫化镍氯化镍,造成催化剂永久性中毒;氯对催化剂的毒害作用比硫化物更大。
为了确保催化剂活性和装置操作人员的安全,必须严格控制氢气中的CO含量,CO含量过高,一则会造成催化剂中毒,二则易在低温下生成易爆的危及操作人员生命安全的羰基镍。
同时,催化剂对苯及氢气中的氧、氯、CO2等也非常敏感,也会使催化剂中毒生成氧化镍、氯化镍等。
但CO、CO2等的中毒系临时性中毒,在氢气流中,在一定温度下,还可使镍还原,重新恢复活性。
液态水也会使催化剂短时失活,因此必须及时排除原料中的水。
注:烷凝固点与烷纯度之间关系的经验公式如下:X%=100-0.412(6.54-P1)此式只能作参考X —烷百分含量 P1 —实测烷凝固点甲苯加氢制甲基环己烷的反应机理及影响因素与苯加氢制环己烷相似。
2环己烷氧化2.1反应原理液相环己烷与空气中的氧在 1.0~1.15MPa,163~180℃条件下发生氧化反应,生成环己基过氧化氢(CHHP)、醇、酮、酸、酯等多种产物。
环己烷氧化反应过程十分复杂,通常认为,环己烷液相氧化与其它烃类液相氧化一样,属于退化支链反应,可按链引发、增长、退化分支、终止四步骤进行。
引发阶段是产生足够的自由基来维持高浓度的自由基,因此要达到高产量,必须使反应物中有较高浓度的容易氧化的化合物存在。
如环己酮、环己醇、己二酸、戊醇、环己基过氧化氢等。
氧化反应主要反应如下:C6H12 +O2→ C6H11OOH -113.5KJ/molC6H12 + 1/2O2→ C6H11OH -201KJ/molC6H12+O2→ C6H10O + H2O -355.9KJ/mol此外还有副反应:C6H11OH + 2O2 → HOOC(CH2)4COOH + H2O -842.4KJ/molC6H10O + 2/3O2 → HOOC(CH2)4COOH -703.0KJ/mOl氧化反应产生大量的反应热,反应热是通过蒸发一部分未转化的环己烷而移出,使反应温度适宜。
氧化反应过程分为诱导期和反应期,诱导期即链引发阶级,这一阶段空气中的氧气被己烷缓慢吸收,诱导期时间的长短与反应温度、原料组成、催化剂有无等条件有关。
本装置无催化氧化工艺,在没有催化剂存在的情况下要经过长达60~70分钟的诱导期,才开始达到显著的吸氧速率。
环己醇、环己酮对氧化反应有催化作用,为了缩短诱导期,本装置在开车阶段用粗醇酮作氧化反应的引发剂,以缩短诱导期。
因为诱导期内氧气消耗速度很慢,所以在初开车时为确保安全,向氧化釜内通气必须采用贫氧通气,即通入氧化釜的压缩空气中配有一定量的高压N2,以降低通入气体中O2的浓度,以免形成爆炸性混合物。
2.2影响因素2.2.1温度的影响氧气的消耗速率随温度的变化而变化,温度升高,反应速度加快,但是由于CHHP的热稳定性差,温度升高,加快了反应产物CHHP的热分解,降低了反应的选择性,导致副产物增加,收率降低。
此外,提高反应温度也要相应提高反应的进料温度,这样,加热进料所需的蒸汽消耗也增加,显得不经济;降低温度会降低氧气吸收率(这样产率也会下降),氧化反应最终会完全停止。
实验结果表明150℃左右时,氧化反应就会终止。
因此,要选择适宜的反应温度。
2.2.2系统压力的影响环己烷在160℃左右进行液相氧化反应,该温度下环己烷的饱和蒸汽压力700kPa,所以反应压力至少必须高于此压力。
反应系统压力越高,尾气中环己烷中的分压就越小,损失的环己烷也相应减小,但对设备要求高,投资增加,空压机能耗也相应要增加,系统压力低,环己烷的蒸发量增加;这样就会增加热回收系统和尾气吸收系统的负荷。
系统压力升高,氧在环己烷中溶解度增大,可加快氧化反应,但是,易发生深度氧化,降低氧化收率。
因此,综合考虑选择的操作压力为1.0~1.15MPa。
2.2.3转化率转化率提高时,环己烷氧化的选择性就下降。
这是由于转化率越高,氧化产物更进一步深度氧化的机会越高,因而有用产物在总产物中比例越低。
一般转化率每增加1%,收率将下降4%。
因此要有高收率,就只有采取低转化率,以降低烷耗;但转化率太低,相应增加了未反应物料的循环量,公用工程消耗和设备投资将相应增加。
因此,转化率的确定要综合考虑。
注:环己烷氧化摩尔转化率%=0.84×醇%+0.8571×酮%+0.575×酸%+0.8129×酯%+0.7241×过%。
2.2.4气液比的影响在环己烷液相氧化中,烷加入量与空气必须有一定的比例(气液比),方能保证一定的转化率和收率,气液比偏大,转化率就偏高,收率降低;气液比偏小,氧化釜内空气供应不足,出现“贫氧”现象,这对原料的使用率不利。
贫氧状况时,氧化尾气中CO2和CO的含量会明显上升,同时氧化尾气含氧会变得极低。
正常状况下,尾氧应为1~2%(干基),各氧化釜的气液比不同,位号大的氧化釜的气液比大于位号小的氧化釜的气液比,这是因为各氧化釜氧化液对氧气吸收速率随转化率增加而增加。
对每个氧化釜而言,其空气分布器小孔气速必须大于8m/s,即有最小通气量,否则会发生“爆震”现象。
2.2.5气泡运动和内循环环己烷氧化反应釜为气升式内循环反应釜,空气通过分布器小孔鼓泡通入环己烷液体。
气泡在液体中的运动状态直接影响到氧化反应的速度和氧气吸收。
气泡在液体中运动快,气泡外膜更新速度就快。
在气泡周围所形成的反应生成物能及时传入液相,减少了生成物中醇、酮深度氧化的几率,氧化液内循环是通过氧化釜中导流筒外液体的气含率差造成液体中的静压差,从而产生液体环流运动,内循环起到了搅拌液体的作用,使气液接触更充分。
同时,增加反应釜的抗干扰能力。
一般地,循环倍率宜大于20。
2.2.6原料的影响当原料环己烷或空气带水时,会抑制氧化反应,导致尾氧升高,反应终止。
在反应器升温之前应将反应器底部水排尽,否则当通入空气时会造成压力波动。
同时,影响空气通入的速度。
氧化釜内有较多水时,氧化釜温度很难提高至所需温度,在装置开车时对进度有很大影响。
原料中苯含量大于5%时,会降低反应速度。
当原料中醇、酮含量高时,易发生深度氧化,降低氧化收率。
2.2.7气量分配的影响各氧化釜的气量分布主要以其单釜尾气含氧为基准(控制各单釜尾气含氧在指标规定范围内,各釜之间的尾气含氧值应基本持平,不宜差别过大),同时参考各氧化釜的温度呈一定的梯度,顺流程递减。
在生产过程中,应根据不同的负荷来调整通气的氧化釜的个数,在负荷较小时,可将1~3#氧化釜不通气,此时不通气的氧化釜相当于管道,但注意通气的氧化釜不得低于最低气速,防止“爆震”。