苯加氢

筒式液位变送器，以避免液位指示失真，对重要工业参数 如主反应器液位指示调节、记录、报警分别采用了4台仪 表，以确保主反应器的安全运行。 ▪ j.危险气体密集的部位，设置可燃气体报警器8台。 ▪ k.为了防止P4002A/B/C三台循环泵机械密封突然泄漏，引 发火灾爆炸事故。特在三台泵的进出口处各加两个快速切 断阀，更进一步保证了安全生产。
联MAC ：5 mg/m3 (工作场所); ▪ 水中允许极限： 0.5mg/l(生活用水) ▪ 禁忌物/禁忌： 强氧化剂、氯气、溴、铁
▪ 泄漏处理：疏散污染区无关人员至安全区，切断火源。现 场通风; 用蛭石、干砂、泥土或类似物质吸收泄漏液至密 闭容器内; 不得将泄漏物排入下水道, 以防爆炸。应急人员 戴自给式呼吸器，在确保安全情况下堵漏。喷水雾减少蒸
反应原理
环己烷的生产是苯分子在一定温度、压力下，通过
镍催化剂的作用，打开双键和氢原子发生加成反应产生环 己烷，同时放出大量的热。反应式如下：
C6H6+3H2
C6H12+2.135×105kJ/kmol]
影响因素
▪ 1、压力的影响 ▪ 2、温度的影响 ▪ 3、氢苯比的影响 ▪ 4、原料纯度及毒物的影响
均相催化剂由专用槽车运来，然后用N2压入催化
剂贮槽，经催化剂泵打入主反应器。主反应器中的反 应产物以气相方式从主反应器顶部引出，从装有固相 催化剂的后反应器顶部进入（特定情况下由后反应器 旁路管线经过），通过进一步的加氢反应后从后反应 器底部出来进入环己烷回收系统，后反应器的目的主 要是保证苯和氢气可以完全反应，以保证环己烷的质 量。
苯加氢装置工艺
讲义
装置简介
▪ 1、巴陵分公司苯加氢装置是借鉴法国石油研究所工艺， 采用液相加氢和气相加氢相结合的工艺。
▪ 2、苯加氢装置原设计能力为年产4.77万吨环己烷，经过 各项技改措施，苯加氢装置实际能力达到年产6.3万吨。 最大时产9.0吨。2006年，为了满足己内酰胺七改十四的 需要，重新建设了一套年产7万吨的苯加氢装置，目前， 装置的生产能力可达到年产14万吨环己烷。
反应系统
P-4
汽包
蒸气
苯 氢气
主反应器
循环泵
热交换器
后反应器 去环己烷回收系统
四、环己烷回收系统
▪ 气相环己烷从后反应器底部出来，进入锅炉给水预热 器与锅炉水进行换热，换热后进入中温冷却器用冷却水冷 却，45℃左右的环已烷气液混合物料进入第一分离器进行 分离，在第一分离器中，未凝的少量环已烷及过剩氢气以 及其它情性气体进入尾气换热器，冷却到40℃后再进入低 温冷却器，经低温水再次冷却后，在第二分离器中气、液 再次分离，液相部份回流至第一分离器，气相部份作为冷 剂进入尾气换热器，换热后作为制氢原料使用。
3、氢苯比的影响
▪ 氢苯比的大小，主要取决于反应温度、压力以及氢气纯度。 理论上氢苯比为3，但实际中由于主反应器产生的环己烷 必须移走，势必要求有一定量的气体运动带走，气相中环 己烷蒸汽的含量决定了一定尾气量所带走的环己烷量，因 此它是温度压力和氢气纯度的函数，具体的情况是当温度 升高，压力降低或氢气纯度降低时氢苯比减小，反之亦然。 其主要是通过调节主反应器液位来体现的。氢苯比过高或 过低都有其优缺点，视实际情况决定，不可形而上学。
发。用活性炭等幅性材料吸收，后用无火花工具收集运至
废物处理场处理。或用不燃分散剂乳液刷洗，稀释后放至 废水系统处理。大量可用圈堤收容、收集、转移、回收。
▪ 二、环己烷
危害/接触
急性危害／症状
预防
急救／消防
火灾 爆炸 吸入 食入 皮肤 眼睛
易燃
需防火防爆防静电技术 措施,远离氧化剂, 远离高热表面。
▪ e.本装置的主反应器R4001装有发射源以测定主反应器内 的液面，但发射源对人体的机体有损害作用，设计时提出 了五条预防措施，以保障人身安全。 f.装置内的电器仪表 均选用防爆型，并有事故说明，用于事故处理；为避免高 电压、消除对地电位差，采用了静电接地措施。
▪ g.物料管道蒸汽保温伴热，防止介质结晶、凝固、 ▪ h.对于环己烷设备的液位测量，采用法兰远传变送器或浮
▪ a.装置的主厂房部分采用露天布置，压缩机厂房采用半敞 开布置，以使装置内易燃易爆物质（如氢气、苯、环己烷 等）能够流通扩散、减少积聚，防止燃烧爆炸。
▪ b.主要设备及装置易燃易爆介质的设备装有安全阀，以保 证设备安全。
▪ c.装置中主要设备装有可燃气体报警仪和联锁控制，以保 证设备及人员安全。
▪ d.在管线上装有在线分析仪，连续测定氢气含水量，保证 系统安全运行。
其蒸汽与空气能形成爆 生产过程与储存系统密
炸性混合物。
闭，全面通风。
切断物流,喷水降温,用 泡沫，二氧化碳， 干粉，砂土灭火。
同上，并防止其远距离 扩散，遇明火回燃。
有轻度粘膜刺激。高浓 生产过程密闭，加强全 移到新鲜空气处输氧，
度时可有麻醉症状
面通风
人工呼吸，就医。
同上
工作场所严禁吸烟，饮 饮大量温水，催吐，就
环己烷回收系统
尾气换热器
尾气去制氢
从后反应器来的环己烷 锅炉预热器
中温冷却器
低温冷却器 第二分离器
第一分离器
产品环己烷 稳定塔
本装置主要生产特点及安全可靠性简评
▪ 生产原料为苯和氢气，产品为环己烷，生产规程介质均为 易燃易爆、有毒有害、但无腐蚀性，装置火灾爆炸危险类 为甲类。另外，苯和环己烷易结晶，结晶点分别为5.3℃ 和6.0℃，反应过程为强烈放热过程，易发生超温、超压 事故及苯中毒事故。为保证安全生产，设计上采取了以下 措施：
2、温度的影响
▪ 加氢反应是放热反应，在温度120℃左右时，苯加氢反应 生成环己烷的平衡常数为7×107，数值非常大，可视为不 可逆反应，再220℃时，平衡常数K值仅为1.86×102，因 此，高温对反应的平衡转化率影响较大，降低反应温度有 利于反应向生成环己烷的方向进行，获得较高的转化率。
▪ 同时，液相加氢工艺的反应产物环己烷的移出是通过饱和 的环己烷蒸汽排出反应器完成的，从反应器出来的环己烷 是在相应压力下的露点状态下，它的组成是温度的函数， 当其它参数不变时，温度的变化将会影响环己烷的移出量， 直接影响主反应器的液位和生产能力，另外，温度还直接 影响反应速度，当温度过低时，会导致苯加氢反应在主反 应器中反应不完全，造成后反应器飞温，因此，反应温度 不宜过低。由于主反应器的均相催化剂HC-402的最佳活 性温度在188～192℃之间，所以，操作温度也规定在此范 围之间。
水和进食
医
刺激有痒感
穿工作服，必要时戴防 脱去污染衣物，大量清
护手套
水清wk.baidu.com。
刺激
戴化学安全防护镜
流动清水冲洗。
▪ 物理性质： 沸点 80.7℃
熔点：6.5℃
▪
溶解性：不溶于水，溶于醇、醚、酮、苯
▪
溶解度： 0.01
▪ 饱和蒸汽压：13.33KPa (60.8℃) 蒸汽相对密度 2.90 (空气=1)
▪ 液体相对密度：0.78 (水=1)
闪点：-16.5℃
▪ 自燃温度：245℃
爆炸极限：1.2-8.4 V%
▪ 燃烧热：3916.1 (kJ/mol)
▪ 空气中允许极限： 美国TWA ：1050 mg/m3 ,ACGIH 美国 IDLH：10000ppm 英国TWA ：13 mg/m3 , HSE 前苏联 MAC ：1.4 mg/m3 (居民区) 测定：用焦炭吸附, 以二硫化 碳解析, 气相色谱分析
1、压力的影响
▪ 从苯加氢反应机理可以看出，苯加氢反应是一个体积缩小 的反应，因此，升高压力有助于反应向生成环己烷的方向 进行，提高环己烷产品的纯度减少催化剂的消耗，但如果 尾气未加以利用，则同时增加了尾气中的氢气含量，造成 环己烷成本的增加。当氢气纯度达到90%以上时，系统压 力只需1.7Mpa即可满足生产要求，当然，生产负荷要偏 低，鉴于以上原理，当氢气压缩机停机时，我们仍可以在 1.7Mpa左右下生产，当然，负荷以5.0±0.5吨/小时为宜。 而当制氢装置尾压机故障时，则应在2.2±0.2Mpa压力下 操作，以减少尾气中氢气含量。
苯干燥系统
苯冷凝器 苯水分离器
排水
原料苯 苯加热器
再沸器
P-2
苯干燥塔
苯冷却器
苯槽
去反应器 苯泵
三、苯加氢反应系统
干燥处理后的氢气经氢气压缩机压缩后，通入主反 应器。苯从原料罐区供来，经苯干燥干燥后进入苯贮槽， 经苯加料泵送入主反应器。主反应器中的液相物料从主反 应器底部经环己烷循环泵送入锅炉给水换热器管程与其壳 程内锅炉水进行热交换后，返回主反应器进行强制式循环。 加热后的锅炉给水进入汽包，产生蒸汽排出，利用水的汽 化焓移出反应热。
▪ 水中允许极限： 前苏联 MAC：0.1mg/l(饮用水) , 0.01mg/l(水中生物)
▪ 禁忌物/禁忌： 氧化剂
▪ 泄漏处理：迅速撤至安全区，切断火源，通风现场,。应 急人员穿防护服，戴自给式呼吸器。在确保安全的情况下 堵漏。用砂土、蛭石等吸附剂覆盖泄漏物表面, 然后铲入 容器中，喷水雾减少蒸发、用惰性材料吸收。用无火花工 具收集运至废物场处理或用不燃性分散剂制成的乳液刷洗、 稀释、放入废水系统。大量泄漏应围堤收容，收集转移回 收或无害化处理。
▪ 由第一分离器来的液相环己烷进入稳定塔，经过稳定 塔送中间罐区或原料罐区。
▪ 锅炉给水由界区外供来，经锅炉给水预热器预热后进 入汽包，然后再进入锅炉给水换热器中，与主反应器的循 环物料进行热交换。锅炉给水以热虹吸方式进行循环、汽 化。汽水混合物在汽包中分离，蒸汽并入低压蒸汽管网 （0.4MPa）。
对粘膜有轻微刺 激
戴防护眼镜
用大量流动清水冲洗。
恶心等，同吸入 症状
工作场所禁进食、饮水。
充分漱口，饮水，洗胃，就医。
▪ 物理性质： ▪ 沸点：80.1℃ ▪ 熔点：5.5℃ ▪ 溶解性：不溶于水、溶于醇、醚、丙酮等多数有机溶剂 ▪ 饱和蒸汽压：13.33KPa（26.1℃) ▪ 蒸汽相对密度：2.11（空气=1） ▪ 液体相对密度：0.88（水=1） ▪ 闪点：-11℃ ▪ 自燃温度：560℃ ▪ 爆炸界限：1.2～8.0V% (空气中) ▪ 空气中允许极限： 美国TWA ：30 mg/m3 , ACGIH 前苏
一、氢气干燥
氢气混合后经氢气冷却冷凝器用冷冻水冷却冷凝后,进入 水分离器,分离出冷凝水后再经干燥器进一步用分子筛吸附脱 水，然后进入氢压机。压缩机压缩后送主反应器参与反应。
干燥器中分子筛吸水饱和后，用压缩机将再生气（废尾 气）进行循环利用，以达到再生分子筛的目的。压缩机压缩 后出来的气体经再生气加热器用高压蒸汽加热后进入干燥器 带出分子筛中水份，再经再生气冷凝器用冷冻水冷却冷凝， 经再生气水分离器分离出水后送至压缩机入口管，如此循环 利用。
氢气干燥系统
氢气
低温换热器
氢气水分离器
排水
氢气干燥器A
氢气干燥器B
氢气压缩机A
氢气压缩机B
去反应器
干燥器再生流程
氢气干燥器A
氢气干燥器B
再生气冷凝器
分离器
高压蒸气
排水
压缩机
再生气加热器
二、苯干燥系统
由原料送来的苯经过进料预热器,加热后进入苯干 燥塔顶部,产生闪蒸,苯水混合物上升经换热冷却后,流 入苯水分离器,在此,苯水分离,底部的水份由现场排水 排出,苯则由于重力作用回流至苯干燥塔进行精馏。底 部出料至苯槽，经苯泵加压后直接进反应系统反应。
4、原料纯度及毒物的影响
▪ 苯加氢采用镍基催化剂，具有金属催化剂共同的缺点，容 易中毒，原料中的硫、CO、氯、氧等均能与镍能生成稳 定的化合物，造成永久性中毒，从而缩短了生产的周期， 增加了催化剂的消耗，另外，原料中的水也能使均相催化 剂中毒。
工艺流程介绍
▪ 1、氢气干燥系统 ▪ 2、苯干燥系统 ▪ 3、反应系统 ▪ 4、环己烷回收系统
苯加氢危险化学品特性
▪ 一、苯
危害/接触 火灾
爆炸
吸入 皮肤 眼睛 食入
急性危害／症状
预防
急救／消防
易燃
禁止明火、禁止火花、禁 切断上游物料。用泡沫、二氧化碳、
止吸烟。
干粉、砂土灭火。
与空气能形成爆 炸性混合物
生产需密闭系统，加强环 境通风，需防火、防 爆、防静电（接地） 措施，禁用产生火花 的设备及工具。
消灭火源。由于其蒸气比空气重， 要防止远距离扩散，遇火回燃， 二次爆炸。
轻度麻醉状，重 者，神志不 清甚至死亡。
加强通风，防泄漏，应急 时戴自给式呼吸器。
移至新鲜空气处，输氧，人工呼吸， 心脏按压术，就医
刺激
防泄漏，戴防化学品手套， 或用皮肤保扩膜，穿 防护服。
脱去污染衣物，用肥皂水、清水、 沏底冲洗。