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文檔簡介
1、一、實習目的 二、實習要求 三、實習內(nèi)容1. 公司概況2. 己內(nèi)酰胺簡介 2.1己內(nèi)酰胺的理化性質(zhì)及主要用途 2.2 己內(nèi)酰胺的生產(chǎn)工藝現(xiàn)狀 2.3市場分析3工藝流程3.1 制氫裝置 3.2 苯加氫裝置 3.3環(huán)己烷氧化高壓裝置 3.4環(huán)己烷氧化低壓裝置 4肟化車間4.1貝克曼重排4.2中和4.3萃取4.4離子交換和加氫 4.5 蒸發(fā)4.6蒸餾4.7結(jié)片4.8副產(chǎn)物硫胺的流程 5聚合車間5.1錦綸6的應(yīng)用5.2原料己內(nèi)酰胺C6H1NO簡介5.3 聚合方式 5.4影響產(chǎn)品質(zhì)量的主要因素 5.5萃取原理5.6干燥原理四、實習心得體會 五、致謝一、實習目的畢業(yè)實習是理論聯(lián)系實際的重要課堂。通過畢業(yè)實
2、習,培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際的作風,加深理解化工 生產(chǎn)的基本原理、生產(chǎn)工藝過程與設(shè)備的基礎(chǔ)理論、基礎(chǔ)知識、生產(chǎn)過程的設(shè)計與原理,培養(yǎng)學生化工生 產(chǎn)技術(shù)經(jīng)濟分析與生產(chǎn)組織管理的能力,提高學習收集和整理生產(chǎn)技術(shù)資料的能力和分析與解決問題的能 力,進一步培養(yǎng)學生具有化工新產(chǎn)品、新工藝、新設(shè)備、新技術(shù)的研究與開發(fā)的初步能力。二、實習要求1. 生在實習期間應(yīng)積極貫徹和遵守黨和政府的各項方針、政策和法令,嚴格遵守實習工廠的安全措施和各 項規(guī)章制度,尊敬師傅、團結(jié)同學;2. 對具體的產(chǎn)品工藝要十分熟悉,操作手續(xù),工藝指標清楚,數(shù)據(jù)齊全,對所涉及的設(shè)備構(gòu)造及工作原理 要有一定的了解;3. 繪制出車間布置及工藝流程
3、草圖。三、實習內(nèi)容1. 公司概況中國石化巴陵石化己內(nèi)酰胺事業(yè)部(以下簡稱事業(yè)部)是綻放在洞庭湖畔的一顆燦爛明珠,依靠不斷地技術(shù)改造和技術(shù)創(chuàng)新,通過完善的質(zhì)量/環(huán)境/職業(yè)健康安全一體化管理體系,提供一流的產(chǎn)品和優(yōu)質(zhì)的服務(wù),使事業(yè)部產(chǎn)品始終走在市場的前沿,生產(chǎn)的”鷹王牌”己內(nèi)酰胺系列產(chǎn)品是深受用戶喜愛的名牌產(chǎn)品。事業(yè)部由原鷹山石油化工廠的主業(yè)部分重組設(shè)立而成。有大型化工、化纖生產(chǎn)裝置10余套,主要產(chǎn)品的生產(chǎn)能力為:己內(nèi)酰胺14萬t/a、環(huán)己酮12.5萬t/a、尼龍-6切片4.2萬噸,是全國最大的己內(nèi)酰胺生產(chǎn)基地之一。事業(yè)部"鷹王牌”己內(nèi)酰胺、”鷹王牌”硫酸銨等連續(xù)多年獲得”湖南省名牌產(chǎn)品
4、”稱號。事業(yè)部堅持”以 質(zhì)量為尊嚴,創(chuàng)造顧客與企業(yè)的最大價值;以預防為宗旨,樹立健康與安全的企業(yè)典范;以環(huán)保為己任,追求人類與環(huán)境的和諧統(tǒng)一 ”,全面推行質(zhì)量、健康、環(huán)境、安全一體化管理,并通過了質(zhì)量/環(huán)境/職業(yè)健康安全一體化管理體系認證。"SINOPEC技術(shù)、王者風范”。事業(yè)部”鷹王牌”己內(nèi)酰胺生產(chǎn)裝置引進荷蘭DSM公司的HPO專利技術(shù)和國外關(guān)鍵設(shè)備,工藝技術(shù)和產(chǎn)品質(zhì)量均達到當今世界先進水平。事業(yè)部先后攻克了己內(nèi)酰胺生產(chǎn)過程中”肟化塔兩頭超標”、”催化劑失活”等23項技術(shù)難關(guān),解決了己內(nèi)酰胺生產(chǎn)廢液處理這一國際性的難題,開發(fā) 了擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的-SINOPEC技術(shù),在將自身裝置產(chǎn)
5、能從7萬噸/年擴展到14萬噸/年的同時,并帶動國內(nèi)己內(nèi)酰胺產(chǎn)業(yè)跨越式發(fā)展。事業(yè)部”鷹王牌”尼龍-6切片品質(zhì)一流,用途廣泛。生產(chǎn)裝置為國內(nèi)最大的生產(chǎn)裝置之一,聚合裝置主要技術(shù)和設(shè)備從德國引進,生產(chǎn)采用兩段聚合、連續(xù)萃取、連續(xù)干燥和DCS集散系統(tǒng)控制,工藝技術(shù)具有當今國際先進水平。事業(yè)部還在常規(guī)切片基礎(chǔ)上,獨立開發(fā)了具有國內(nèi)領(lǐng)先水平的膜用切片,成為國內(nèi)僅 有的兩家生產(chǎn)企業(yè)之一,填補了國內(nèi)膜用生產(chǎn)技術(shù)空白,成功替代了國外產(chǎn)品的使用。事業(yè)部”鷹王牌”硫銨蠻聲國內(nèi)外,遠銷國內(nèi)十多個省市、自治區(qū),并出口東南亞等國家和地區(qū)。事業(yè)部是國內(nèi)首家采用鈀觸煤蒽醌自動氧化技術(shù)生產(chǎn)雙氧水的廠家,”白蓉”牌雙氧水于199
6、5年、1998年、2001年、2004年連續(xù)榮獲”湖南省名牌產(chǎn)品”稱號。2. 己內(nèi)酰胺簡介2.1己內(nèi)酰胺的理化性質(zhì)及主要用途己內(nèi)酰胺caprolactam (簡稱CPL分子式:CH1NO分子量:133.16CHSei Ea<31 爲一J 匚:=0結(jié)構(gòu)式: C匸応沁卜I J己內(nèi)酰胺是£ -氨基己酸H2N(CH)5COOH分子內(nèi)縮水而成的,又稱£-己內(nèi)酰胺,它一種重要的有機化工原料,是生產(chǎn)尼龍一6纖維(即錦綸)和尼龍一6工程塑料的單體,可生產(chǎn)尼龍塑料、纖維、及L-賴氨酸等下游產(chǎn)品。它常溫下為白色晶體或結(jié)晶性粉末。熔點(CH2)5CONH671C,沸點139C(12毫米汞柱
7、)、122124C(665Pa)、130C (1599Pa)、165167C (2247Pa)。比重:1.05(70%水溶液),熔化熱:121.8J/g,蒸發(fā)熱: 487.2J/g。純己內(nèi)酰胺的凝固點為 69.2 C,在760mmH©寸沸點為268.5 C, 85C下密度1010kg/m3。在20C 水中溶解度為100g水溶解82g己內(nèi)酰胺。受熱時起聚合反應(yīng),遇火能燃燒。常溫下容易吸濕,有微弱的胺類刺激氣味,手觸有潤滑感,易溶于水、甲醇、乙醇、乙醚、石油烴、 環(huán)己烯、氯仿和苯等溶劑。受熱時易發(fā)生聚合反應(yīng)。己內(nèi)酰胺(CPL)主要用于生產(chǎn)聚己內(nèi)酰胺纖維樹脂,廣泛應(yīng)用在紡織、汽車、電子、機
8、械等領(lǐng)域。2.2 己內(nèi)酰胺的生產(chǎn)工藝現(xiàn)狀經(jīng)過多年的發(fā)展,己內(nèi)酰胺的生產(chǎn)有多種技術(shù)和原料路線,按技術(shù)方法分主要有環(huán)己酮-羥胺法、甲苯法、環(huán)己烷光亞硝化法等,按原料路線方法分主要有苯法和甲苯法兩種。HSO工藝(苯法)2,用(NMRPN吸收NO得NHNO,用NHNO吸收NH及SO生產(chǎn)羥胺二磺酸鹽,水解得硫酸羥胺。環(huán)己酮和硫 酸羥胺反應(yīng)生成環(huán)己酮肟,環(huán)己酮肟在發(fā)煙H2SQ催化作用下經(jīng)貝克曼Beckmann重排得己內(nèi)酰胺,再用NH 中和多余的發(fā)煙 HSQ而生成(NH4)2SQ。日本宇部興產(chǎn)公司是采用HSO工藝技術(shù)的最大己內(nèi)酰胺生產(chǎn)商,現(xiàn)生產(chǎn)能力為 365kt a-1,占世界己內(nèi)酰胺總生產(chǎn)能力的6.84%
9、,生產(chǎn)裝置分布在日本、西班牙和泰國。該工藝技術(shù)成熟,投資小,操作簡單,催 化劑價廉易得,安全性好。但主要缺點是:(1)原料液HO和fSQ消耗量大,在羥胺制備、環(huán)己酮肟化反應(yīng)和貝克曼重排反應(yīng)過程中均副產(chǎn)大量經(jīng)濟價值較低的(NH0 2SQ,每生產(chǎn)1t己內(nèi)酰胺大約會副產(chǎn)4.5t(NH 4)2SO,副產(chǎn)(NH4)2SO最多;(2)能耗(水、電、蒸汽)高,環(huán)境污染大,設(shè)備腐蝕嚴重,三廢排放量 大。特別是(NH4)2SQ副產(chǎn)高限制了 HSO工藝的發(fā)展。SNIA 工藝(甲苯法)意大利SNIA公司開發(fā)的SNIA工藝是唯一以甲苯為主要原料的己內(nèi)酰胺生產(chǎn)工藝。該工藝又稱為甲苯法,是將甲苯氧化制得苯甲酸,加氫制得苯
10、甲酸,接著與亞硝酰硫酸反應(yīng)生成己內(nèi)酰胺硫酸鹽,己內(nèi)酰胺硫酸 鹽再經(jīng)水解得到己內(nèi)酰胺。在SNIA工藝制備己內(nèi)酰胺中,含己內(nèi)酰胺60%左右的酰胺油先經(jīng)H2O苛化,然后經(jīng)甲苯萃取、水萃取制成30%的己內(nèi)酰胺水溶液。己內(nèi)酰胺水溶液經(jīng)KMnO氧化和過濾、三效蒸發(fā)、脫水濃縮、預蒸餾、NaOH處理和蒸餾、輕副產(chǎn)物蒸餾和精餾、重副產(chǎn)物蒸餾和精餾等精制過程,才能得到符合標準的纖維級己內(nèi)酰 胺成品。1999年,中國石化石家莊化纖責任有限公司采用意大利SNIA公司甲苯法生產(chǎn)技術(shù),耗資 35億元,建成一套生產(chǎn)能力為50kt a-1的己內(nèi)酰胺生產(chǎn)裝置,2002年與中國石化科學研究院合作開發(fā)并應(yīng)用非晶態(tài)鎳催化劑引入苯甲酸
11、加氫反應(yīng)系統(tǒng)部分取代Pd/C催化劑以及己內(nèi)酰胺水溶液加氫取代KMnO工藝技術(shù),將生產(chǎn)能力擴建到70kt a1。盡管SNIA工藝為己內(nèi)酰胺生產(chǎn)提供了新的原料路線,采用甲苯為原料,不經(jīng)過環(huán)己酮肟直接生產(chǎn)己內(nèi)酰胺,但酰胺化反應(yīng)過程條件苛刻,收率較低,生成的副產(chǎn)物成分復雜,每生產(chǎn)1t己內(nèi)酰胺副產(chǎn)3.8t(NH 4)2SQ。而且工藝精制過程存在流程長、工藝控制復雜、能耗大、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定、優(yōu)級品率低的問題,投資大, 生產(chǎn)設(shè)備高度專業(yè)化,難以轉(zhuǎn)換用途?;谏a(chǎn)成本高、(NHk)2SQ副產(chǎn)品量大、影響己內(nèi)酰胺質(zhì)量的副產(chǎn)物多的問題,加之受 SNIA公司規(guī)模及發(fā)展戰(zhàn)略影響,目前國外已無采用SNIA工藝的己內(nèi)酰胺
12、生產(chǎn)裝置。BASF/Polimex-NO 還原工藝(苯法)德國BASF公司和波蘭Polimex公司開發(fā)了 BASF/Polimex-NO還原工藝,對硫酸羥胺制備進行了工藝改 進:采用NH與純Q2催化氧化制得 NQ NO在攪拌釜式反應(yīng)器中,反應(yīng)溫度40 C、壓力1.5MPa、H2SQ介質(zhì)和Pt催化劑作用下被 H2還原來制備硫酸羥胺。環(huán)己酮肟生產(chǎn)采用二段逆流肟化流程,進料環(huán)己酮萃取肟化硫 銨中的有機物后再進入肟化反應(yīng)系統(tǒng)。在肟化過程中每生產(chǎn)1t環(huán)己酮肟(中間產(chǎn)品)會副產(chǎn)0.64t(NH 4)2SQ,(NH4)2SQ溶液中的環(huán)己酮用蒸汽氣提回收后返回反應(yīng)系統(tǒng)。反應(yīng)生成的環(huán)己酮肟經(jīng)過飽和濃度的硫銨母液
13、干燥脫水。環(huán)己酮肟在發(fā)煙H2SQ催化作用下經(jīng)兩級串聯(lián)貝克曼重排器制得己內(nèi)酰胺,用氣氨在真空條件下進行中和反應(yīng),并利用反應(yīng)熱蒸發(fā)部分水分,同時(NH4) 2SQ結(jié)晶從母液中分離出來。己內(nèi)酰胺精制過程有萃取、蒸餾,流程較短。該工藝可以避免羥胺制備過程中生成(NH4)2SQ,因而該工藝技術(shù)被迅速推廣,BASF公司也成為目前世界上最大的己內(nèi)酰胺生產(chǎn)商,現(xiàn)生產(chǎn)能力為1015kt -a-1,占世界己內(nèi)酰胺總生產(chǎn)能力的19.00%,生產(chǎn)裝置分布在美國、德國和比利時。BASF/Polimex-NQ 還原工藝技術(shù)生產(chǎn)的缺點:投資大、工藝路線長、工藝控制過程復雜、生產(chǎn)成本高,而且隨后的肟化和重排反應(yīng)中仍會生產(chǎn)(N
14、H4)2SQ。DSM-HPQ工藝(苯法)荷蘭DSM公司開發(fā)的HPC工藝以羥胺磷酸鹽替代羥胺硫酸鹽與環(huán)己酮在甲苯體系中進行肟化反應(yīng)生成環(huán) 己酮肟,通過無機工藝液和有機工藝液兩大物料循環(huán)系統(tǒng)的分合,將羥胺制備和環(huán)己酮肟化及相關(guān)的物料 分離凈化結(jié)合在一起,形成了物料平衡性能良好的閉路循環(huán)體系。無機工藝液將HNQ勺合成、羥胺的合成和環(huán)己酮肟的合成構(gòu)成了一個無機回路。有機工藝液則構(gòu)成了環(huán)己酮進一步轉(zhuǎn)化、肟分離和無機工藝液凈 化的有機回路。環(huán)己酮肟在含SQ,濃度10%勺發(fā)煙HSQ催化作用下發(fā)生貝克曼重排反應(yīng)制得己內(nèi)酰胺。精制過程有萃取、離子交換、加氫、三效蒸發(fā)、蒸餾等。目前,DSM公司總生產(chǎn)能力為615
15、kt - a-1,占世界總生產(chǎn)能力的11.52%,分別在荷蘭、美國和中國大陸建有2家獨資企業(yè)和1家合資企業(yè)。盡管HPO工藝在傳統(tǒng)液相煙酸貝克曼過程中仍會生產(chǎn)(NHO2SQ,但在羥胺制備、環(huán)己酮肟化反應(yīng)中不副產(chǎn)(NH4) 2SO。H 2Q氨肟化工藝(苯法)H 202氨肟化-氣相重排工藝 意大利Enichem公司開發(fā)了環(huán)己酮與 NH、H2Q在新型鈦硅分子篩(TS-1)催化 作用下高選擇性直接反應(yīng)制備環(huán)己酮肟氨肟化工藝。該工藝實現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用解決的關(guān)鍵問題包括:催化劑和 相應(yīng)工藝形式的優(yōu)化和確定、堿性反應(yīng)介質(zhì)中分子篩骨架硅流失的抑制、昂貴分子篩的高效再生技術(shù)以及 新工藝過程的工程放大問題等。日本住友化學
16、公司工業(yè)化了環(huán)己酮肟氣相貝克曼重排反應(yīng)的新工藝,通過 一種專有的高效 SiQ沸石催化劑代替 H2SQ,避免了(NH)2SQ生成。在氣相下,O.IMPa和380 C在流化床中進 行貝克曼重排反應(yīng),把甲醇與環(huán)己酮肟以1: 1(質(zhì)量比)混合,以提高催化劑的選擇性,甲醇可循環(huán)使用,環(huán)己酮肟的轉(zhuǎn)化率達到 99%己內(nèi)酰胺的轉(zhuǎn)化率達 95%以上。2.3市場分析己內(nèi)酰胺是重要的有機化工原料之一,主要用途是通過聚合生成聚酰胺切片(通常叫尼龍-6切片,或錦綸-6切片),可進一步加工成錦綸纖維、工程塑料、塑料薄膜。尼龍-6切片隨著質(zhì)量和指標的不同,有不同的側(cè)重應(yīng)用領(lǐng)域。世界己內(nèi)酰胺的消費結(jié)構(gòu)為:工程塑料和食品包裝膜
17、占總消費量的25%尼龍6纖維占總消費量的75%在尼龍6纖維的消費量中,民用絲(包括運動服、休閑衣、襪子等)的消費量占47% 地毯的消費量占30%工業(yè)絲(包括簾子布、漁網(wǎng)絲等)占 23%在我國,尼龍6纖維己內(nèi)酰胺總消費量的 86.2%以上,尼龍6工程塑料占12.2%以上,其它方面的消費量不大,約占1.6%。近年來,世界己內(nèi)酰胺的生產(chǎn)能力穩(wěn)步增長。根據(jù)統(tǒng)計,截止到2009年底,全世界己內(nèi)酰胺的總生產(chǎn)能力達到487.2萬噸,巴斯夫、帝斯曼和霍尼韋爾是目前世界上的三大己內(nèi)酰胺生產(chǎn)廠家,生產(chǎn)能力分別占全球總能力的 15.1%、12.6%和 7.7%。我國己內(nèi)酰胺的工業(yè)生產(chǎn)始于20世紀50年代末期,但直到
18、1994年我國引進的兩套大型己內(nèi)酰胺裝置建成投產(chǎn),才使國內(nèi)己內(nèi)酰胺的生產(chǎn)得到較快的發(fā)展。目前我國有中石化巴陵分公司、南京帝斯曼(DSM東方化工有限公司、石家莊化纖責任有限公司以及浙江巨化集團公司4家企業(yè)生產(chǎn)己內(nèi)酰胺,總生產(chǎn)能力為48.7萬噸/年。除了中石化石家莊化纖有限責任公司的裝置采用甲苯法外,其余裝置均采用苯法生產(chǎn)工 藝。從我國生產(chǎn)與消費情況來看,隨著生產(chǎn)能力的不斷增加,我國己內(nèi)酰胺的產(chǎn)量也不斷增加。2000年國內(nèi)總產(chǎn)量為 16.02萬噸;2003年產(chǎn)量突破 20萬噸,達到 20.08萬噸;2004年增長到 23.20萬噸;2005年 由于南京帝斯曼東方化工有限責任公司進行擴能改造,使全國
19、總產(chǎn)量減少至21.21萬噸;20002005年產(chǎn)量的年均增長率為 5.77%。2006年產(chǎn)量進一步增加到 29.05萬噸,比2005年增長約 36.96%。20012006 年產(chǎn)量的年均增長率約為13.76%。盡管我國己內(nèi)酰胺產(chǎn)量增長較快,但仍不能滿足需求,進口不斷增長。據(jù)統(tǒng)計,2000年進口 24.49萬噸;2001年進口 30.6萬噸,約占當年國內(nèi)消費量的 68.2%;而到了 2009年,進口量翻倍到了 60.1萬噸, 呈現(xiàn)連年增長的趨勢。鑒于己內(nèi)酰胺市場需求強勁,價格一直在高位運行,盈利空間較大,國內(nèi)不少生產(chǎn)企業(yè)正準備新建己內(nèi)酰胺裝置。2008年1月浙江恒逸投資40億元,在杭州蕭山臨江工
20、業(yè)園區(qū)新建年產(chǎn)20萬噸己內(nèi)酰胺裝置,計劃于2012年年初建成。江蘇駿馬化纖集團有限公司是我國最大的尼龍6纖維生產(chǎn)公司之一,擬向上游發(fā)展,計劃投資14.5億元在江蘇張家港市新建一座20萬噸/年的己內(nèi)酰胺工廠,擬采用比利時DOM(公司的工藝技術(shù),以苯酚為原料,建設(shè)周期:2008年-2010年。目前浙江三鼎控股集團有意介入己內(nèi)酰胺產(chǎn)品行業(yè),準備在寧波北侖區(qū)投資建造年產(chǎn)50萬噸己內(nèi)酰胺的項目,現(xiàn)處于對此項目進行可行性論證階段。未來幾年,日本、西歐和美國等己內(nèi)酰胺市場需求增速將低于年均2%的水平,而亞洲國家(不包括日本)的己內(nèi)酰胺需求增速有望達到年均3.5%4%拉美國家需求增速則將達到年均6%7%預計今
21、后幾年,世界己內(nèi)酰胺的需求量將以年均3.5%的速度增長,預計未來 5年己內(nèi)酰胺的需求量將以年均2.4%的速度增長,到2014年總需求量將達到 532萬噸。亞洲和拉丁美洲的增長尤其迅猛,將成為全球市場的引領(lǐng)者。近年來,我國己內(nèi)酰胺主要用于生產(chǎn)尼龍6纖維(錦綸6)和尼龍6工程塑料。依據(jù)我國錦綸行業(yè)的發(fā)展規(guī)劃,預計到2010年對己內(nèi)酰胺的總需求量將突破90萬噸。目前,我國尼龍6工程塑料主要用于交通運輸、電子電器、紡織工業(yè)以及薄膜等。預計今后幾年我國尼龍6工程塑料對己內(nèi)酰胺的需求量將以年均10%勺速度增長,預計 2010年對己內(nèi)酰胺的需求量將達到12萬噸。依據(jù)我國錦綸行業(yè)發(fā)展規(guī)劃,加上其他方面的需求量
22、,預計2010年國內(nèi)市場對己內(nèi)酰胺的總需求量將達到約104萬噸,市場缺口仍有 30%以上。3工藝流程3.1制氫裝置環(huán)己酮車間制氫裝置是以石腦油為原料,采用脫砷、脫硫氯除去石腦油中的有害雜質(zhì),然后與過熱蒸汽混合,經(jīng)預轉(zhuǎn)化反應(yīng)生成甲烷等有機物,經(jīng)轉(zhuǎn)化爐對流段加熱至500 C,在總水碳比4.8以上780 C的溫度下轉(zhuǎn)化為大部分的氫氣和剩余的甲烷,以及二氧化碳、一氧化碳。轉(zhuǎn)化氣中的一氧化碳采用中溫變換和 低溫變換轉(zhuǎn)化為二氧化碳和氫氣,變換氣中的二氧化碳采用苯菲爾特溶液脫碳法予以脫除,粗氫氣中的剩余二氧化碳和一氧化碳經(jīng)甲烷化反應(yīng)精制,以純度為92.00% (干基)以上的工業(yè)氫直接提供給苯加氫,另一部分工
23、業(yè)氫送至變壓吸附裝置提純至99.5%以上供羥胺肟化裝置使用。制氫裝置擴能改造后的生產(chǎn)能力達1850標mf/h工業(yè)氫。正常生產(chǎn)時,供苯加氫裝置約8500標m/h,變壓吸附10000標m/h,另外有少量氫氣供己內(nèi)酰胺裝置使用。苯加氫裝置的尾氣經(jīng)過壓縮機返回至脫硫入口,一方面可回收尾氣中的氫氣和甲烷,另一方面可提供鈷鉬加氫反應(yīng)的氫氣。變壓吸附提高羥胺用氫的純度,見笑了羥胺反應(yīng)的尾氣,變壓吸附的解吸氣經(jīng)甲烷壓縮機送至轉(zhuǎn)化入口,作為制氫的原料。本裝置采用了 DCS控制系統(tǒng),使制氫的生產(chǎn)穩(wěn)定,安全可靠,操作靈活。本裝置各種催化劑都已國產(chǎn)化,催化劑升溫還原流程單獨進行,大部分的催化劑可在不停車的情況下進行更
24、換和升溫還原。本裝置分為脫毒、預轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)化、脫碳、壓縮、司爐以及變壓吸附等六個部分。3.1.1 脫毒工序來自原料罐區(qū)的輕油進入輕油罐(T3001),經(jīng)輕油泵(P3001)加壓后,與來自氫氣循環(huán)壓縮機(K3501A/B)的氫氣或來自尾氣壓縮機(K3501C)的苯加氫尾氣混合進入輕油加熱爐,溫度約400 C的輕油、氫混合氣依次進入鈷鉬加氫反應(yīng)器(R3002)、脫硫反應(yīng)器(R3003A/B/C)分別將原料輕油中的砷和硫氯脫至小于1ppb和0.5ppm后,送至預轉(zhuǎn)化工序。3.1.2 預轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)化工序由脫毒處理的合格輕油氣體,按fO/刀C=2.02.5的比例添加過熱蒸汽進入預轉(zhuǎn)化反應(yīng)器,在400490
25、C生成大量的甲烷、部分氫氣、二氧化碳和少量一氧化碳,與甲烷壓縮機回收的變壓吸附解吸氣尾氣以及汽包來的飽和蒸汽和過熱蒸汽混合在總水碳比5.05.5經(jīng)轉(zhuǎn)化爐對流段的原料氣加熱到500520 C左右,然后進入轉(zhuǎn)化爐(F3001)的輻射段轉(zhuǎn)化管進行轉(zhuǎn)化反應(yīng),從轉(zhuǎn)化管出來的約 780C,甲烷含量為4.4% (V)的轉(zhuǎn)化氣進入轉(zhuǎn)化氣鍋爐(E3001 )回收熱量,并副產(chǎn)中壓飽和蒸汽。該副蒸汽與轉(zhuǎn)化爐對流段副產(chǎn)蒸汽額中變鍋爐副產(chǎn)蒸汽一并由汽包(V3001)進入轉(zhuǎn)化爐對流段的蒸汽過熱到420C,過熱蒸汽一部分減壓后配入原料氣中入轉(zhuǎn)化管,其余一部分去預轉(zhuǎn)化,一部分去預轉(zhuǎn)化出口原料氣中入轉(zhuǎn)化管3.1.3 變換工序由
26、轉(zhuǎn)化氣鍋爐出來的溫度約為370 C的轉(zhuǎn)化氣進入中變爐(R3004)進行變換反應(yīng),反應(yīng)后的溫度約 400C,一氧化碳含量為3.0% (V)的中變氣一次通過中變氣一一甲烷化換熱器(E3002),中變氣廢鍋(E3003)和中變氣鍋爐水加熱器(E3004)使中變氣溫度降到 200 C后進入低變爐(R3005A/B),進行低溫變換反應(yīng)。中 變氣的熱量分別用于加熱脫碳氣,副產(chǎn)中壓飽和蒸汽壓和加熱鍋爐水,由低變爐出來的溫度約為210C, 氧化碳含量為0.4% (V)的低變氣一次通過低變氣鍋爐水預熱器(E3005)和低變氣更沸器(E3008)時,低變氣溫度降至127C后進入脫碳吸附塔(C3001)。低變氣的熱
27、量分別用于加熱鍋爐水和苯菲爾溶液。3.1.4 脫碳工序由變換來的低變氣一次通過經(jīng)低變器鍋爐水預熱器和低變氣再沸器后,溫度降至127 C進入吸收塔(C3002)塔底,與來自塔上部和中部的苯菲爾溶液逆流相遇,以除去其中的二氧化碳。脫除二氧化碳的粗氫從塔頂部出來進入凈化氣分離器(S3003),分離后去甲烷化。(P3003A/B)和貧液過濾器(FI3002 )后進入吸收塔上部循環(huán)使經(jīng)變壓吸附裝置的氫氣純度達到99.5%以上供羥胺裝置使用。3.1.5 鍋爐工序經(jīng)甲烷化出來的純度大于92%勺工業(yè)氫一路至苯加氫裝置,另一路至變壓吸附裝置。工業(yè)氫氣在2.05Mpa/ < 40C下進入水分離器(V3801
28、)去除原料中夾帶水,再進入吸附塔(T3801A-G)提純,提純后的氫氣(99%再進入產(chǎn)品氫緩沖罐(V3803)送至羥胺裝置。3.1.6 變壓吸附變壓吸附系統(tǒng)的解吸氣來自逆放、抽空步驟。解吸氣逆放至解吸氣緩沖罐(V3804),再通過真空泵(P3801)抽空混合后至混合罐(V3805),送至甲烷壓縮機后直接送至轉(zhuǎn)化入口。3.2苯加氫裝置3.2.1 氫氣的干燥由制氫裝置供來的氫氣經(jīng)氫氣冷凝器冷卻后,進入水分離器,分離出冷凝水后與環(huán)己酮精制裝置送過來的氫氣混合戶再經(jīng)干燥器進一步用分子篩吸附脫水,然后進入氫氣緩沖器,混合緩沖后進入氫氣壓機。干燥器中分子篩吸水飽和后,利用制氫裝置開工壓縮機,將穩(wěn)定塔、制氫
29、裝置的開工壓縮機以及氫氣干燥 器切換泄壓時放出的氣體進行循環(huán)利用,以達到再生的目的。自制氫裝置開工壓縮機壓縮后出來的氣體經(jīng) 再生氣加熱器用高壓蒸汽加熱后進入氫氣干燥器帶出分子篩中水分,再經(jīng)再生氣冷凝器進行冷卻,再生氣 冷卻器用冷卻水冷卻,經(jīng)再生氣水分分離器分離出水后送至制氫裝置開工壓縮機入口管,如此循環(huán)利用。3.2.2 苯干燥由原料送來的苯經(jīng)過進料預熱器進行初步加熱,預熱器為低壓蒸汽加熱,苯物料加熱至80 C后進入苯干燥塔頂部,苯水混合物再干燥塔內(nèi)會產(chǎn)生閃蒸,苯水混合物由干燥塔頂部進入冷卻器,冷卻器內(nèi)為循環(huán)水冷卻,經(jīng)過冷卻后的物料流入苯水分離器,在此,苯水分離,底部的水分由現(xiàn)場排出,苯則由重力
30、作用回流至苯干燥塔的頂部。苯干燥塔底部出料至苯干燥塔出料冷卻器,冷卻器內(nèi)為循環(huán)水冷卻,冷卻后的苯物料進入苯槽和苯泵入口,直接供苯加氫反應(yīng)系統(tǒng)使用。苯加氫反應(yīng)系統(tǒng)干燥處理后的氫氣經(jīng)氫氣壓縮機壓縮后,通入主反應(yīng)器。苯從原料罐區(qū)供應(yīng),經(jīng)苯干燥塔干燥后進入苯貯罐。經(jīng)苯加料泵送入主反應(yīng)器,回流經(jīng)苯泵出口冷卻器用冷水冷卻后,返回苯貯槽。主反應(yīng)器中的液 相物料從主反應(yīng)器的底部經(jīng)環(huán)乙烷循環(huán)泵送入鍋爐給水換熱器的管程與其殼程內(nèi)鍋爐水進行熱交換后,返 回主反應(yīng)器,進行強制式循環(huán)。均相催化劑HC402-2由專用槽車運來,然后用氮氣壓入催化劑槽,經(jīng)催化劑泵打入主反應(yīng)器的底部出口循環(huán)管內(nèi),經(jīng)循環(huán)泵鍋爐給水換熱器管程后進
31、入主反應(yīng)器。主反應(yīng)器中的反應(yīng)產(chǎn)物以氣相方式從主反應(yīng)器的頂部引出,從裝有固相催化劑LD-143的后反應(yīng)器頂部進入,通過進一步的加氫反應(yīng)后從后反應(yīng)器的底部出去進入鍋爐給水預熱器后進入中溫冷卻器后,45 C左右的環(huán)乙烷氣液混合物料進入第一分離器內(nèi)進行分離,在第一分離器中,未凝的少量環(huán)乙烷及過剩氫氣以及其他情性氣體進入尾氣轉(zhuǎn)換器,冷卻到40 C后再進入低溫冷卻器,經(jīng)低溫水在冷卻后,進入第二分離器,在第二分離器中氣液再次分離,液相部分回流至第一分離器中,氣象部分作為冷劑進入尾氣換熱器,換熱后排至制氫裝置尾 氣開工壓縮機,作為制氫原料使用。鍋爐水由街區(qū)外供來,經(jīng)鍋爐水給水預熱器預熱后進入汽包,然后再進入鍋
32、爐給水換熱器中,與主反應(yīng)器的循環(huán)物料進行熱交換。鍋爐給水以熱缸虹吸方式進行循環(huán)汽化。汽水混合物在汽包中分離,蒸汽送 至脫庚烷塔的再沸器中作為熱源使用。有第一分離器分離過來的液相環(huán)乙烷,在進預料熱器和經(jīng)過與穩(wěn)定塔的再沸器底部流出的環(huán)乙烷換熱后進入穩(wěn)定塔,在穩(wěn)定塔中,環(huán)乙烷中的輕組份雜質(zhì)被蒸出,其冷凝液相部分回流入塔內(nèi),不凝氣與尾氣緩沖罐排除的尾氣匯合,送入燃料氣管網(wǎng)。正常生產(chǎn)時,主反應(yīng)器的外循環(huán)泵密封油是笨泵直接供給的。非正常生產(chǎn)時,主反應(yīng)器的外循環(huán)泵所用的密封油是由第一步分離器底部管線引出環(huán)乙烷,經(jīng)由密封油泵,少量供到主反應(yīng)器外循環(huán)泵的機械密封裝置進入到泵內(nèi),進入反應(yīng)器,大部分循環(huán)回到第一分離
33、器3.3環(huán)己烷氧化高壓裝置3.3.1裝置狀況及特點(1 )裝置狀況環(huán)己烷氧化裝置是己內(nèi)酰胺事業(yè)部的核心裝置之一,它的任務(wù)是以苯加氫裝置來的環(huán)己烷作為原料, 生產(chǎn)環(huán)己酮產(chǎn)品供給肟化裝置作原料。環(huán)己烷氧化裝置為引進裝置,專業(yè)商為斯達米卡本公司,負責工藝包裝設(shè)計,日本千代田化工株式會 社負責基礎(chǔ)設(shè)計,蘭州石油化工設(shè)計院負責詳細設(shè)計。本裝置土建工程由省建五公司承擔,安裝由中石油 五公司承擔。九七年至九九年,氧化高壓裝置進行了“五改七”的改造,氧化高壓裝置氧化反應(yīng)器的擴能 由浙江大學提供技術(shù),熱回收、吸收系統(tǒng)的擴能改造由天津大學提供技術(shù),烷塔的改造由華東理工大學提 供技術(shù),巴陵設(shè)計院負責具體設(shè)計。二零零
34、六年裝置進行擴能改造,中石化工程公司負責氧化高壓裝置的 改造設(shè)計。環(huán)己烷氧化按生產(chǎn)特點分為氧化高壓和氧化低壓兩套裝置。這一劃分,僅僅是針對兩套裝置中大多數(shù) 設(shè)備的相對操作壓力而言的。氧化高壓裝置(也稱5H裝置)的生產(chǎn)目的是為了獲得粗醇酮;氧化低壓裝置(也稱5L裝置)是將粗醇酮經(jīng)過一系列精制,獲得環(huán)己酮,并將另一有效組份環(huán)己醇通過脫氫轉(zhuǎn)換成環(huán)己 酮。本裝置采用集散控制系統(tǒng)進行集中監(jiān)視和控制。為了保證安全生產(chǎn),根據(jù)斯達米卡本規(guī)定,界區(qū)內(nèi)的安全聯(lián)鎖系統(tǒng)“ SSS與DCS系統(tǒng)分開設(shè)計和安裝,但“ SSS'的重要閥門的開關(guān)則在 DCS顯示。本裝置的工藝介質(zhì)主要有:環(huán)己烷、環(huán)己酮、環(huán)己醇、氫氧化鈉
35、以及在氧化反應(yīng)和分解反應(yīng)中產(chǎn)生的 有機酸等。設(shè)備管道采用的材質(zhì):凡與有機酸介質(zhì)接觸的設(shè)備,氧化系統(tǒng)、分解系統(tǒng)的設(shè)備和冷凝、吸收以及廢堿液分離系統(tǒng)中的設(shè)備均采用316L復合鋼板,僅與環(huán)己烷、環(huán)己酮、環(huán)己醇等無腐蝕介質(zhì)接觸的設(shè)備和管道均采用碳素鋼。(2 )裝置規(guī)模環(huán)己烷氧化裝置經(jīng)改造后生產(chǎn)能力為年產(chǎn)8萬噸環(huán)己酮,裝置要求達到“兩年一修”的生產(chǎn)水平。(3 )環(huán)己酮產(chǎn)品的技術(shù)規(guī)格分子式:C6 H10O結(jié)構(gòu)式:. =0分子量:98.15化學特性:環(huán)己酮的結(jié)構(gòu)式中,具有羰基( C=0,羰基中的碳氧雙鍵由氧的 2P軌道和碳的SP2雜化軌道重 疊形成一個 鍵,兩原子的2P軌道右側(cè)面重疊成一個 鍵一起組成雙鍵。
36、C=0鍵能為176179千卡/摩, 比兩個C-0鍵的鍵能(2X 86千卡/摩)還大,而酮分子的羰基,由于氧原子的電負荷性比碳原子大,故其有相當大的極性,對酮的某些化學性質(zhì)起著決定性作用,其易與氫、氫氰酸、亞硫酸氫鈉、格式試劑、羥 胺、苯胺等物質(zhì)起加成反應(yīng),能發(fā)生醇、醛縮合反應(yīng)。外觀:無色透明油狀液體,有丙酮氣味。相對密度:相對密度:d0 0.9644; d;50.951;d:° 0.9478; d70.9421.與空氣的相對蒸汽密度:3.4沸點:155.65 ± 0.5 C熔點:-26 C折光率:nD20 1.4507粘點:15 2.45 X 10-330 丄Pa - s;
37、1.8033X 10- Pa S ;659 1.01 X 10-:Pa - s比熱:液體(15-18 C時)1.803J/g C。蒸發(fā)潛熱:4.18 X(114-0.141t ) KJ/Kg閃點:43 C自然點:430 C爆炸極限:1.19.4vo1%水在酮中溫度10C20 C50 C(wt%)溶解度5.6%5.7%6.5%酮在水中溫度10C20 C50 C(wt%)溶解度10.5%9.0%6.15%溫度C飽和蒸汽壓Pa溫度C飽和蒸汽壓Pa14.021.333 X 1077.532.666 X 102426.46.665 X 1090.41.333 X 1038.731.333 X 10110
38、.345.332 X 1052.52.666 X 103132.55.332 X 10467.85.332 X 103155.61.013 X 104項目名稱指標優(yōu)質(zhì)品一等品合格品色度(Hazen) (Pt-Co色號)15253密度 g/cm (20C)0.946 0.9470.944 C).9480.944 0.948在101.3kPa下餾程范圍C153157153157152157水分(m/m)0.080.150.20酸度 (以乙酸計)0.010.01純度的質(zhì)量分數(shù)%99.899.599.00注:產(chǎn)品規(guī)格(巴陵分公司規(guī)定供 6000裝置環(huán)己酮裝格):環(huán)己酮純度仝99.90wt%3.3.2原
39、輔材料規(guī)格及動力消耗定額項目單位指標優(yōu)等品一等品合格品外觀在 下無沉淀、無渾濁透明液體餾程(在102.3Kpa壓力11.52下包括80.7 C)W正烷烴mg/Kgw200500800顏色Pt-Co標w度101520密度g/cm3 (20C)純度% ( m/m) >99.9099.7099.50苯mg/Kg<50100800非揮發(fā)物mg/100lm w1510總流量mg/Kg<125甲基環(huán)戊烷mg/Kgw150400800甲基環(huán)己烷mg/Kgw200500800項目單位控制指標分析方法氫氧化鈉含量(m/m)%測定值DSM794碳酸鈉含量mg/Kgw 6000DSM794氯化鈉含
40、量mg/Kgw 840貢量法氯酸鈉(NaCIQ)(m/m)%w 0.1鐵(Fe2Q)mg/Kgw 150比色法鈣+鎂mg/Kgw 25原子吸收法硫酸鹽(以SQ計)mg/Kgw 700比濁法二氧化硅mg/Kgw 100-200分光比色法重金屬重量(Pb)mg/Kgw 30DSMcop206氯酸鈉mg/Kgw 100MEROK名稱及規(guī)格單位每噸環(huán)己酮產(chǎn)品消耗定額環(huán)己烷*Kg1041液堿(100% *Kg135銅鋅催化劑Kg0.217燃料KWH950高壓蒸汽*T4.55中壓蒸汽*T1.06低壓蒸汽*T0.11冷卻水*T653電*KWH200氮氣*M3120以上帶*表示為環(huán)己烷氧化高壓裝置與氧化低壓裝
41、置合計值。333工藝控制指標項目指標單位R5420堿度0.8 1.1Meq/gC5501塔頂溫度10± 3CC5704小塔釜溫度143165CS5608Na+濃度W 50ppmR5420相比6.5 ± 0.5轉(zhuǎn)化率3. 50 ± 1%(mol)E5402加熱器出口溫度160170CR5411空氣供應(yīng)流量611900Nnm/hR5412空氣供應(yīng)流量8831400Nnm/hR5413空氣供應(yīng)流量13912700Nnm/hR5414空氣供應(yīng)流量22853500Nnm/hR5415空氣供應(yīng)流量33565200Nnn/h(續(xù)表)項目指標單位R5416空氣供應(yīng)流量450055
42、00Nnm/hR5411R5416尾氣含氧1.5 3.0vo1% (干基)氧化反應(yīng)系統(tǒng)壓力PI55011.0 1.06MPa(表)氧化反應(yīng)系統(tǒng)壓力 PI54271.07 1.15MPa(表)尾氣總管含氧啟動值5.00VO1%氧化開車時通氣含氧量6.0 8.0VO1%1#反應(yīng)釜溫度165± 5C2#反應(yīng)釜溫度165± 5C3#反應(yīng)釜溫度165± 5C4#反應(yīng)釜溫度165± 5C5#反應(yīng)釜溫度155168C6#反應(yīng)釜溫度155167C6#反應(yīng)釜液位LIC542650 70%C5401冷烷流量FIC540190 130t/hC5402熱烷流量FI572670
43、120mi/hC5401頂部溫度TI540525 40C氧化反應(yīng)器進料流量360480m/hC5401塔釜液位0250 ± 20%S5701操作壓力500 ± 20MPa(表)C5701操作壓力400 ± 20MPa(表)C5702操作壓力200 ± 20MPa(表)C5705操作壓力40 ± 20MPa(表)C5706操作壓力400 ± 50MPa(表)C5701回流量20 35mVhC5702回流量20 40m/hC5703回流量30 40mi/hC5701頂溫143± 2C(續(xù)表)項目指標單位C5701釜溫156
44、77; 2CC5702頂溫123± 3CC5702釜溫125± 3CC5703頂溫85 95CS5601界面液位45 65%S5602界面液位20 50%空氣機出口壓力1.29 1.33MPa(表)E5409 出 口溫度 TIC5489150CS5603界面液位1030%3.3.4 反應(yīng)原理和生產(chǎn)方法(1)以環(huán)己烷制備環(huán)己酮的生產(chǎn)由兩部分組成,即反應(yīng)部分和精制部分。反應(yīng)按其化學變化可氛圍兩個 步驟: 環(huán)己烷氧化生成環(huán)己基過氧化氫:C6H12 O2 C6H11OOH 環(huán)己基過氧化氫在堿性條件和鈷催化劑條件下,分解成環(huán)己酮和環(huán)己醇:在氧化和分解反應(yīng)進行的同時,同時也產(chǎn)生了酸、酯
45、、醛以及其它高沸點、低沸點的有機雜質(zhì)。如:3 CeHioO -O2HOOC(CH2)4COOH (己二酸)2cooc6H12C6H11OH 1022HOOC(CH2)4COOH己二酸酯)2H2O算的中和:COOC6H1COONaCOONa酯的皂化:COOC6HlCOONa(CH2)4+2H2OCOOC6H11+2NaOH(2) 影響反應(yīng)的主要因素環(huán)己烷氧化環(huán)己烷氧化過程是一個極為復雜的反應(yīng)過程,影響這個反應(yīng)的因素有溫度、壓力、轉(zhuǎn)化率、原料純度 等。a反應(yīng)溫度和壓力的影響氧化反應(yīng)溫度與壓力是互相有關(guān),不可分割的。因為不同的壓力下環(huán)己烷有不同的沸點,而反應(yīng)溫度 不可能高于該壓力的沸點,因此可以說反
46、應(yīng)溫度決定了反應(yīng)壓力。反應(yīng)溫度和壓力的選擇通常是:首先反應(yīng)溫度應(yīng)該保證氧化反應(yīng)的速度,保證反應(yīng)器中的耗氧率。在 這個前提下,再選擇操作壓力。本裝置氧化采用無催化空氣氧化,因此溫度是反應(yīng)的一個重要條件。提高反應(yīng)溫度會大大加快反應(yīng)速度,但同時副產(chǎn)物也會增加。壓力越高,尾氣中環(huán)己烷分壓越小,損失的環(huán)己烷也會越少, 但設(shè)備的投資及維修費用也會相應(yīng)提高。反之壓力過低,反應(yīng)溫度就要接近沸點溫度,蒸發(fā)帶出的熱量大于反應(yīng)放出的熱量,如要維持反應(yīng)正常進行,必須外加熱量,這對經(jīng)濟運行是不利的。 本裝置氧化采用氧化反應(yīng)溫度 155170C,反應(yīng)壓力I.IMPa, 尾氣含氧2%( V)b反應(yīng)轉(zhuǎn)化率環(huán)己烷氧化反應(yīng)的最大
47、特點是低轉(zhuǎn)化率,大循環(huán)量。反應(yīng)開始后,最初產(chǎn)生的分子態(tài)產(chǎn)物是過氧化物,然后才是醇、酮及酸和酯類。隨著轉(zhuǎn)化率的不斷升高,醇、酮上升幅度較大,過氧化物含量幾乎不變,而 酸酯類上升較慢。當達到一定的轉(zhuǎn)化率時,酸和酯類含量迅速上升,此時有用組分的收率就開始下降。因此,從提高收率的角度看,應(yīng)該采用地轉(zhuǎn)化率的方法,因為這時有用物在總產(chǎn)物中的比例高。但是 轉(zhuǎn)化率低未反應(yīng)的物料循環(huán)量加大,設(shè)備容量就要加大,為輸送這些物料所需能量及加熱、冷卻的能量均 要增加。c環(huán)己烷純度對反應(yīng)的影響環(huán)己烷中存在的雜質(zhì),將影響反應(yīng)的正常進行。這些雜質(zhì)包括苯、醇酮、水及庚烷等。正常的苯加氫 反應(yīng),苯完全轉(zhuǎn)化為環(huán)己烷,如因特殊情況,
48、造成大量的苯進入氧化過程,將導致苯氧化生成焦油,特別 在有酮等物質(zhì)存在下,會加速苯的氧化。其原因是酮的氧化誘導了苯的氧化。此外,苯還有抑制環(huán)己烷氧 化的作用。因此,嚴格控制苯加氫產(chǎn)物環(huán)己烷中苯的含量是極為重要的。要求烷凝固點6.0 C。反應(yīng)介質(zhì)中醇酮進一步氧化,則轉(zhuǎn)變?yōu)樗?,并且醇酮比環(huán)己烷更容易氧化,因此要按規(guī)定嚴格控制烷 蒸餾工序餾出液中的醇酮含量。醇和酮也是環(huán)己烷氧化的引發(fā)劑,少量醇、酮存在,可以縮短反應(yīng)的誘導期。這是因為它們被氧化成 酸之前也會形成游離基,加快了環(huán)己烷氧化反應(yīng),故此,本裝置氧化初開車時,為縮短反應(yīng)的誘導期,可 采取加醇酮作引發(fā)劑。環(huán)己烷中的正庚烷等要嚴格控制,因為正庚烷能
49、與環(huán)己酮形成共沸物而帶到己內(nèi)酰胺產(chǎn)品中,會影響 到己內(nèi)酰胺的揮發(fā)性堿。環(huán)己烷中的水份對反應(yīng)也會有很大影響。在氧化系統(tǒng)中控制水蒸氣的分壓對減少結(jié)渣,延長運轉(zhuǎn)周期 有直接的影響,因此對環(huán)己烷應(yīng)預先分出其中所夾帶的水份,由尾氣帶出的環(huán)己烷也應(yīng)分出水后再返回氧 化系統(tǒng)。d氣泡運動對反應(yīng)的影響氣泡在液體中的運動速度是影響氧化反應(yīng)的因素之一。一般認為,當氣泡過小時,氣泡在液體中運動 的速度慢,氣泡外膜的更新速度也就慢,出于界面上的液體醇、酮的濃度就高,再接觸發(fā)生深度氧化的可 能性增加,酸的產(chǎn)率上升。如果氣泡能迅速在液體中運動,則表面能不斷更新,反應(yīng)生成物迅速轉(zhuǎn)入液相,使氣泡的界面上醇酮 濃度不致于高出整個
50、液體的濃度。本裝置的氧化釜底部設(shè)置有同心環(huán)形分布器,空氣從不同角度的小孔吹入,能夠保證很好的氣液接觸,同時,為了保證上升的氣泡和液體能充分的混合,反應(yīng)器都裝有一臺渦輪式攪拌器,強化了氣泡在液體中 的運動。分解反應(yīng):a溫度的影響:溫度越高,分解反應(yīng)速度越快,分解越完全,但同時,環(huán)己酮在堿性條件下的縮合也相應(yīng)增加。溫度 低,分解反應(yīng)慢,反應(yīng)不完全,適宜的分解溫度要視工藝要求與特點進行選擇。實際操作中,要求其溫度 控制在8595C之間。b堿度的影響:分解反應(yīng)是在堿性條件下進行的,堿度要使環(huán)己基過氧化氫充分分解,得到環(huán)己酮和環(huán)己醇,堿度過 低,分解反應(yīng)不完全,堿度過高,會使環(huán)己酮和環(huán)己醇縮合產(chǎn)生黑褐色
51、膠狀產(chǎn)物,影響收率。c相比的影響:反應(yīng)在有機相和無機相間進行,適當?shù)南啾?,可以獲得足夠的接觸面積,無機相的量太多,就要引入 過量的水到過程中,增加了水的循環(huán)和消耗,同時也增加了后續(xù)過程的負荷,無機相量太少,相間的分散 面積不夠,堿度增加,同時還影響反應(yīng)速度。d攪拌的影響:攪拌的目的是保證有機相和無機相之間充分接觸面積,使無機相完全分散,以利反應(yīng)的進行。(3) 生產(chǎn)方法及工藝路線環(huán)己烷氧化裝置采用荷蘭斯達米卡本的專利技術(shù)。以環(huán)己烷為原料,采用無催化空氣氧化、醋酸鈷催 化低溫分解制得環(huán)己酮和環(huán)己醇。工藝路線環(huán)己烷氧化成環(huán)己基過氧化氫,環(huán)己基過氧化氫低溫分解成環(huán)己醇和環(huán)己酮。在氧化反應(yīng)和分解反應(yīng) 過
52、程中所產(chǎn)生的酸也同時在分解反應(yīng)器中中和。氧化后產(chǎn)物經(jīng)分解、 分離、環(huán)己烷蒸餾、皂化、酮/醇精餾、 環(huán)己醇轉(zhuǎn)化等工序,最后得到環(huán)己酮產(chǎn)品。與國內(nèi)許多大學及研究機構(gòu)合作在環(huán)己烷氧化部分采用了多項新技術(shù)。 工藝技術(shù)特點工藝可靠、已工業(yè)化。采用環(huán)己烷液相無催化空氣氧化醋酸鈷催化低溫分解的工藝路線,氧化反應(yīng)溫度155170C,反應(yīng)壓力1.05MPa(G)。因反應(yīng)過程不加催化劑,因而避免了結(jié)渣的危害,氧化釜和分解器 生產(chǎn)周期可達兩年。盡管工藝屬于有機氧化過程,但仍可得到較高的收率。分解采用新開發(fā)的低溫分解技術(shù),反應(yīng)溫度88C,反應(yīng)壓力0.3MPa,在堿液中加入水溶性鈷鹽催化劑極少(1PPm以下),減少了副
53、反應(yīng),增加了收率。 安全方面的特點在裝置的布局上,將易燃易爆的 5H部分(氧化高壓裝置)單獨布置在廠區(qū)的東側(cè)。根據(jù)國外專利商的 要求,以氧化高壓裝置為中心的 90米半徑內(nèi)不布置有明火的裝置或人員較多的車間。對于易燃易爆的石油 液化氣、環(huán)己烷等貯罐,均布置在廠區(qū)邊緣,并設(shè)有消防設(shè)施,以確保安全。為保證安全生產(chǎn),全廠設(shè)置高壓氮氣(lO.OMPa)系統(tǒng)。其任務(wù)之一是為環(huán)己烷氧化裝置的事故處理時使用。緊急事故處理時需 1.8MPa的氮氣3000Nm3/h,約半小時完成。貯存的高壓氮氣容量為11300Nm3可滿足兩次事故處理的氮氣用量。在環(huán)己烷氧化部分為防止生產(chǎn)波動引起生產(chǎn)事故,在氧化高、低壓設(shè)計了安全
54、聯(lián)鎖,如生產(chǎn)波動范圍 超過安全要求,安全聯(lián)鎖就會啟動保護裝置安全。3.3.5 工藝流程(1)熱回收、氧化系統(tǒng)環(huán)己烷由環(huán)己烷供料泵 P5705從回流槽V5702送出,部分環(huán)己烷可有 P5706A/B供給,流量有 FI54012 指示,一路經(jīng)冷卻器E5401換熱后,由調(diào)節(jié)閥FPV5401控制進入冷卻洗滌塔 C5401頂部,一路經(jīng)調(diào)節(jié)閥TPV5405 送入冷卻洗滌塔 C5401中部,與直接熱交換塔C5402來尾氣進行熱交換后,底部環(huán)己烷由泵P5404送到酸水分離器S5401中,分離的酸水經(jīng) LLPV5403送到5L的廢水提塔(酸水還可送到廢水泵P5605入口、廢堿蒸發(fā)器E5605),環(huán)己烷經(jīng)分離后由 C5401的液位調(diào)節(jié)閥LPV5402送到C5402,同時從烷蒸餾系統(tǒng)送 80100m3/h 熱烷到C5402頂部一起與氧化尾氣換熱,經(jīng)泵P5405送到氧化進料加熱器 E5402,流量控制在360m3/h到480m3/h,由C54
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