新型NCG_6苯加氢催化剂的工业应用

210
0. 64
0. 003 9
0. 018 3
0
99. 913 0
0. 035 0
从表 3 可见 ,在空速为 1～1. 14 h - 1 ,NCG - 6 型 苯加氢催化剂的转化率稳定在色谱的有效检测线之 下 ,即苯含量为零 。同时 ,选择性也均达标 。
使用结果分析 : (1) 从产品质量上看 ,中控分析表明 ,新加氢装
3 结论
NCG - 6 型苯加氢催化剂在燕山石化公司聚华 公司与巴陵石化公司化工厂进行工业应用 ,均获得 良好的效果 ,满足了用户的需要 。催化活性与选择 性好 :燕山与巴陵 2 套工业生产装置使用 NCG - 6 型苯加氢催化剂 ,操作稳定正常 ,产品环己烷质量均
达标 ,表明 NCG - 6 型苯加氢催化剂活性与选择性 好 。机械强度好 :从使用 NCG - 6 型苯加氢催化剂 的 2 套装置来看 ,均未发现粉化现象 ,说明该产品具 有足够的使用强度 。
1. 1 苯加氢装置简介 燕山石化有限公司聚华公司苯加氢装置所用的
苯主要来自该公司东方红炼油厂重整苯 ,所用氢气 来自燕山石化公司内部制氢装置 。苯与氢气在蒸发 器内混合加热后进入装有 NCG - 6 型苯加氢催化剂 的加氢反应器 ,反应后的气体与进入蒸发器前的氢 气进行换热 ,再经二级冷凝后 ,成品环己烷流入计量 罐 ,分析合格后打入成品罐 ,含氢尾气则与新鲜氢气 混合后进压缩机入口 ,压缩后的氢气经换热与苯在 蒸发器混合 ,如此循环 。工艺流程见图 1 。
35
(2) 从生产能力上看 ,当新装置苯投料升到 8. 6 m3·h - 1时 ,反应温度在 210 ℃左右 ,环己烷产品含量 为 99. 913 %左右 ,产品质量仍然稳定 。同时 ,从副 产蒸汽利用上看 ,和老加氢装置相比 ,有了一定的提 高 ,老加氢副产蒸汽压力为 0. 4 MPa 左右 ,新加氢为 0. 7～0. 9 MPa (绝压) 。目前新加氢装置的副产蒸汽 已经使用于本厂环己酮装置的轻塔再沸器 ,按轻塔 加料 12 m3·h - 1 ,耗蒸汽 4 t ,按蒸汽 65 元·t - 1计算 , 可节约成本约 260 元·h - 1 ,200. 8 万元/ t 。
继 20 世纪 80 年代中期成功地研制 NCG型苯加 氢催化剂[1～3]至今 ,经过不懈努力 ,新型 NCG - 6 苯 加氢催化剂在实验室研究 、工业放大生产 、工业放大 侧流工作的牢固基础上 ,先后提供给燕山石化公司 聚华公司与巴陵石化公司环己酮装置进行工业应 用 ,均获得良好的效果 。
1 在燕山石化公司聚华公司工业应用情况
06 - 27 99. 87 99. 87 99. 85
06 - 28 99. 92 99. 88 99. 83
06 - 29 99. 83 99. 86 99. 91
1. 5 使用结果分析 NCG - 6 型苯加氢催化剂在该厂苯加氢装置上
运行一年来 ,苯转化率稳定在 99. 8 %以上 ,环己烷
的苯蒸气 、氢氮气的混合气体 ,进入反应器 。在反应 器内苯和氢氮气中的氢气在一定的温度 、压力下进 行气相催化加氢反应 ,使苯转化成环己烷 ;苯加氢反 应是强放热反应 ,反应热由反应器夹套内热水气化 蒸发带出 ;反应产物先经换热器与新鲜的氢氮气换
2 在巴陵石化公司环己酮装置工业应用情况
热后 ,再经循环水冷凝器及低温水冷凝器 ,冷凝了的 反应产物进入成品罐 。
原 NCG型苯加氢催化剂与 NCG - 6 型苯加氢催
NCG - 6 型苯加氢催化剂的装填 :总装 NCG - 6 化剂生产工艺控制指标及产品质量部分统计见表 型苯加氢催化剂约 6 t ,按 NCG型苯加氢催化剂的装 3 。
表 3 原 NCG型与 NCG- 6 型苯加氢催化剂生产工艺控制指标及产品质量部分原始数据对照
LIU Rui2dong ,LIU Bi2wu ,WANG Zhi
( Nanjing Chemical Industry Co. Ltd. Catalyst Plant , Nanjing 210048 , China)
Abstract : By laboratory and bench - scale researches , the performance of NCG - 6 benzene hydrogenation catalyst was proved to be superior to those of other reference catalyst . Thus , this catalyst was used in industry ; For instance it was successfully used in Yanshan and Baling petrochemcial plants. The results showed that NCG - 6 benzene hydrogenation catalyst was a new catalyst with good activity , high mechanical strength and good equity by products of stream. Key words : benzene hydrogenation ; nickel ; catalyst ; cyclohexane ; commercial application
刘瑞栋 ,王 植 ,刘必武 ①
(南京化学工业有限公司催化剂厂 ,江苏 南京 210048)
摘要 :在实验室研究与工业放大的基础上 ,通过在燕山石化与巴陵石化 2 套工业装置上的运行 ,进一步表明 NCG 6 型苯加氢是一种催化活性高 、机械强度好 、副产蒸汽品味提高的新型苯加氢催化剂 。 关键词 :苯加氢 ;镍 ;催化剂 ;环己烷 ;工业应用 中图分类号 :TQ426. 94 文献标识码 :A 文章编号 :1002 - 1116 (2004) 05 - 0033 - 03
第 32 卷第 5 期 2004 年 10 月
江 苏 化 工
Jiangsu Chemical Industry
Vol . 32 No. 5 Oct . 2004
应用与开发
新型 NCG - 6 苯加氢催化剂的工业应用
216
0. 65
0. 006 8
0. 024 9
0
99. 924 4
0. 016 1
7. 4
1. 27
213
0. 64
0. 007 2
0. 025 6
0
99. 923 2
0. 016 5
8. 4
1. 44
212
0. 62
0. 003 7
0. 015 7
0
99. 927 8
0. 038 2
8. 6
1. 48
降温到 140 ℃,便投苯生产 。经 2 d 半负荷运行后 ,
便在一周内步入满负荷运行 。运行近 1 a ,反应温度 为 150～200 ℃,反应压力为 0. 2～0. 5 MPa ,液苯空
速为 0. 2～0. 5 h - 1 ,苯转化率在 99. 8 %以上 ,环己烷
①收稿日期 :2004 - 07 - 22 作者简介 :刘瑞栋 (1954 - ) ,男 ,工程师 ,1980 年毕业于天津大学化工系 ,长期从事工业催化剂物化检测 、研制开发与工业 应用工作 。电话 :025 - 57765433。
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江 苏 化 工 2004 年 10 月
选择性在 99. 9 %以上 ,完全能满足用户的要求 。有 关产品中环己烷含量分析代表数据见表 2 。
表 2 环己烷含量分析代表数据
%
06 - 20 99. 90 99. 93 99. 83
综上所述 ,NCG - 6 型苯加氢催化剂是一种苯加 氢催化活性好 、选择性好 、机械强度高 、工业实用的 新型工业苯加氢催化剂 ,适于在相类似的芳烃与烯 烃加氢饱和的工业装置中推广使用 。
参考文献 :
[1 ] 刘必武 1NCG型苯加氢催化剂动力学研究与在工业生 产中的应用[J ] . 催化重整通讯 ,2003 , (4) :43～48.
184
0. 64
0. 008 1
0. 033 7
0
99. 894 1
0. 029 9
6. 5
1. 11
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0. 006 5
0. 022 8
0
99. 929 0
0. 016 8
6. 7
1. 13
213
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0. 005 2
0. 018 7
0
99. 941 4
0. 015 7
7. 4
1. 27
填方法进行装填 。 苯加氢工艺流程 :苯自苯罐用泵送至苯汽化器
再与经过换热后的氢氮气在混合器内配成一定比例
选择性稳定在 99. 9 %以上 ,达到工业环己烷的质量 指标 ,完全能满足用户的要求 。同时 ,催化剂床层的 热点末发现明显的移动 ,表明 NCG - 6 型苯加氢催 化剂的稳定性好 ,值得在同类装置上推广应用 ,以赢 得更好的经济效益 。
置工艺控制稳定时 ,比老加氢生产出的环己烷质量 要好 。新装置生产出的环己烷产品含量均在99. 9 % 以上 ,产品环己烷当中苯的含量为零 ,对比环己烷的 行业标准 ,新装置生产出的环己烷产品质量完全能 够达到一等品甚至优等品的行业要求 。
第 32 卷第 5 期 刘瑞栋等:新型 NCG- 6 苯加氢催化剂的工业应用
温度/ ℃
起
止
升温速率/ ( ℃·h - 1)
所需时间/ 累计时间/
h
h
室温 100
25
4
4
100
100
恒温
4
8
100 ～190
～20
5
13
190 ～190
恒温
47
60
注 :氢空速 :1 000 h - 1 ;氢压力 :0. 2 MPa 。
1. 4 投苯生产
还原结束后 ,催化剂床层温度在氢气流下自然
0. 030 4
0
99. 897 9
0. 047 7
5. 7
157
Βιβλιοθήκη Baidu
0. 45
0. 003 2
0. 015 3
0. 130 8
99. 815 4
0. 022 2
NCG- 6 型苯加氢催化剂
3. 9
0. 67
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0. 64
0. 002 0
0. 001 8
0
99. 966 9
0. 015 7
4. 9
0. 84
巴陵石化公司环己酮事业部新上一套苯加氢装 置 ,经认真研究后决定 :新装置使用新型的 NCG - 6 型苯加氢催化剂 ,但需要在工业生产装置上进行生 产的各工艺参数调稳调优 ,以实现环己烷的产品质 量达一级和优级标准和提高副产蒸汽的利用率 。
调优后的苯加氢装置的工况条件 :投苯流速 7. 8～8. 0 m3·h - 1 ;氢氮气流速 4 700～5 100 m3·h - 1 ;反 应温度 180～220 ℃;副产蒸汽压力 0. 65 ～0. 70 MPa (表压) ;尾气含氢 5 %～20 %。
投苯流速/ (m3·h - 1)
空速/ h- 1
反应温 度/ ℃
副产蒸汽 压力/ MPa
正己烷
产品环己烷中杂质质量分数/ %
甲基环戊烷
苯
环己烷
甲基环己烷
NCG型苯加氢催化剂
6. 9
156
0. 45
0. 005 6
0. 032 0
0
99. 895 9
0. 047 2
7. 4
157
0. 45
0. 005 0
剂 ,总计装入约 2 t 。装填结束后 ,用清洁的压缩空
气从反应器底部导入 ,以吹出催化剂粉尘后 ,封上 盖 ,再经氮气密试验合格 ,即行氮气置换合格 、氢气
置换合格后 ,全系统进入升温还原 。 1. 3 催化剂的升温还原
升温还原按表 1 条件进行 。
表 1 NCG- 6 型苯加氢催化剂升温程序表
06 - 21 99. 91 99. 89 99. 90
06 - 22 99. 92 99. 89 99. 93
06 - 23 99. 90 99. 92 99. 94
06 - 24 99. 92 99. 91 99. 93
06 - 25 99. 89 99. 86 99. 91
06 - 26 99. 82 99. 81 99. 86
图 1 苯加氢装置的工艺流程示意图
1. 2 催化剂的装填
根据设计及催化剂使用要求 ,进行了催化剂装
填 。由于催化剂出厂时颗粒完整 ,粉末较少 ,装填前
未作过筛处理 。催化剂装填选择晴好天气 ,下层催 化剂的底层垫有双层不锈钢丝网 ,网孔直径约 1. 2
mm ,其上按每根管计量装填 NCG - 6 型苯加氢催化
[2 ] 吴鹤麟 ,朱新宝 ,张金龙 ,等 1 钯系催化剂加氢反应及应 用开发[J ]. 化学工业与工程技术 ,2000 ,21(5) :8～11.
[3 ] 闵恩泽. 环境友好石油炼制技术的进展 [J ] . 化学进展 , 1998 ,10 (2) :207.
Commercial Application of New NCG- 6 Benzene Hydrogenation Catalyst