环己酮生产工艺.docx
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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
第一章苯加氢岗位操作法
一、岗位任务
本岗位用石油和氢气在一定温度、压力下，通过触媒层发生加氢反应，生成环己烷供氧化岗位使用。
二、岗位生产原理
苯加氢主反应：
C6H6+3H2C6H12+205.1KJ∕mol
副反映：
C6H6+3H2—→
C6H6+9H2—→6CH4
三、工艺流程
（一）收苯：
石油苯从易燃品仓库（6263﹟）用专用管线送入分厂苯储槽V1104由苯泵P1105打入苯预热器E1110而后进入汽化器E1106,（本岗位使用含硫S＜5ppm石油苯，不得收用焦化苯）。
（二）电解氢：
从本厂二分厂电解氢管线经阻火器（V1501）送入氢气柜（V1502）储存。
气柜中氢气经（V1503）、（V1101）阻火器和氢气缓冲罐（V1102）进入氢气压缩机（C1103），经压缩达到系统压力，与氢氮气在V104混合罐混合。
（三）氢氮气：
化肥厂H2N2经总管进入（V101﹟）阻火器，然后进入氢氮气缓冲罐（V102﹟）,保持储罐在规定压力，而后经出口阻火器（V103﹟）与电解氢在V104﹟混合。
来自化肥厂的氢氮气与二分厂电解氢混合后，经E1109﹟换热器进入汽化器E1106与苯蒸汽混合，进入加氢反应器。
反应后的环己烷蒸汽及过量氢气经换热器E1109、冷凝器E1111（28℃水）、尾冷气E1112（5℃水），将环己烷冷凝下来，在流入V1114环己烷计量槽，经分析合格后压入烷储槽（V11153,4,5）.不合格的环己烷压入苯储槽V1104重新加氢。
加氢尾气经尾气分离器V1113、回收环己烷，不凝物经尾气压力自调排空。
加氢器（R1108）内的反应热，用管间水沸腾排出蒸汽而移走。
加氢副产蒸汽经汽水分离器V1107，分离出来的水回到R1108管间循环，副产蒸汽经压力调节阀，去烷一塔使用。
加氢器管间热水泵P1223从V022a槽来加入。
四、开车
（一）开车前准备
1、开动氢压机，用N2气对设备、管线进行气密性实验。
升压至0.5MPa后保压。
每小时压将小于0.5MPa为合格。
2、用N2吹洗全系统。
氢氮气管线从V103进口引入N2气，一路经V103、V104、E1109、E1106、R1108至尾气排空。
另一路从V101、V104、V101进口排空。
电解氢则从V1501阻火器引入N2气吹洗加氢全系统，至尾气排空。
氮气吹洗时要关闭所有流量仪表。
至排空尾气含O2气＜3％为合格。
3、检查有无水、电、汽。
4、检查所有仪表是否完好、灵敏、准确。
5、与调度联系收氢氮气、电解氢及收苯。
6、通知分析室分析电解氢气、H2N2气及氢气混合气的分析指标。
7、通知分析室、冷冻室、压缩机、空压站、水泵房和厂调度室苯加氢准备开工。
（二）开车：
经班长同意，加氢岗位方可开车。
（本岗位开、停车，班长必须事先请示值班主任、厂调度，取得同意方可开车）。
1.用注水泵P1223向加氢器R1108管间注水至液位计规定高度。
2.向E1111、E11121.2送冷却水。
3.向系统送原料气进行置换。
H2N2气：
开H2N2气进入管阀门（收H2N2气操作按我厂与化肥厂收送H2N2气有关规定办）。
向加氢生产系统送H2N2气,当排空尾气含O2＜0.5％为合格，然后保持规定压力排空。
电解氢：
通知压缩机岗位，送氢气置换全系统，至尾气含O2＜0.5％为合格。
氢气打循环。
4.向加氢器管间（R1108）送蒸汽升温，控制升温速度25℃∕h,升至130～150℃，试触媒情况方可投苯开车。
（触媒活化程序见附录）。
5.触媒活化完成后，当压力、温度均在规定范围时，开动苯泵P1105向E1110送适量苯，保持E1110温度在80～100℃。
（先开蒸汽后投苯）。
6.开E1106上下蒸汽入口阀门及物料管线保温蒸汽阀门。
7.用P1223泵向R1108管间注水，维持反应温度在规定值。
8.开E1114﹟进口阀，收环己烷。
五、停车
（一）计划停车：
停车前半小时通知厂调度，加氢岗位准备停车，氢氮气和电解氢可以停送。
1、通知分析室、氧化岗位、冷冻，加氢准备停车。
2、停苯泵，当预热器（E1110）汽化器（E1106）的苯蒸发完后，停加热蒸汽。
保持R1108温度，继续通氢气1小时，然后通知调度，加氢岗位停车，要求停送H2N2气（或通知压缩机岗位停压缩机）。
视V102缓冲罐压力降至0.45MPa,关H2N2气进口阀门，关排空阀，保压，自然降温。
3、将V1114环己烷全部压至V1115。
4、停止给R1108注水。
5、所有冷凝器停送冷却水，（冬季停车要将所有设备、管线内存水放尽，严防冬裂）。
6、停工一周以上时，管间注水降温，等反应器温度降至80℃以下，方可通N2气置换系统内的氢气，至排空气体中含H2＜2％，停止置换，继续保压降温。
7、要检修时，设备内的物料要用完放尽。
将设备内、管线内残存物料用蒸汽吹除8小时以上，经分析合格后方可动火。
（二）紧急停车：
遇到下列紧急情况，需紧急停车。
这时要采取有效措施，防止加氢器内触媒层温度急剧升高，烧坏触媒或发生爆炸，用氢气带苯活化后，当温度降至80℃以下，方可通钝化触媒。
1、停电：
（1）用电解氢时，关闭加氢系统的进出口阀门、保压。
（2）用氢氮气时，停苯泵，关闭泵出口阀。
（3）保持加氢器压力及温度。
2、停气：
（1）停止加苯，关闭苯泵出口阀。
（2）继续吹氢气半小时，然后保温、保压。
（3）停止注水。
3、停水：
（1）停止加苯，关闭苯泵出口阀。
（2）视停水时间长短确定是否应停蒸汽。
（3）用氢氮气（或电解氢）吹扫汽化器、反应器内积苯，同时保温、保压。
4、发生事故：
（1）当发生较大的物料泄漏时，停止加苯。
（2）停汽。
（3）停送氢氮气（或电解氢）。
（4）通知调度室停送氢氮气或电解氢。
（5）如发生着火事故，可向系统通N2灭火，而后停送H2或氢氮气，以防回火。
六、岗位正常操作内容
（一）经常注意反应温度，力求稳定。
严格防止忽高忽低。
（二）根据放空尾气中氢气含量和烷凝固点，及时调节加苯量。
（三）待V1114装满后，经分析合格后压入V1115槽，不合格时返回V1104槽。
每班下班时，V1114槽要留有液面，以便分析和计量。
（四）每日8～16点班要收足24小时用的苯量。
（五）R1108管间水位要经常保持在规定高度。
（谨防假液位）
（六）每30分钟记录一次。
七、岗位巡回检查路线及设备维护要点
（一）岗位巡回检查路线：
仪表室—→E1109氢气换热器—→R1108加热器—→V1107汽水分离器—→V1113尾气回收罐—→E1111冷凝器—→E1112尾冷器—→E1106汽化器—→E111?
苯预热器—→V022软水槽—→V1114计量槽—→V1105苯泵—→V1104苯槽—→V1103阻火器—→V104混合罐—→V102氢氮气储罐—→V101阻火器—→仪表室
（二）设备维护要点：
1、经常注意气柜高度，常与压缩机及空压站岗位联系，切不可抽气过量将氢气柜抽瘪。
2、经常检查加氢器管间水位，注意反应温度，以免造成因失水而燃烧触媒。
3、经常注意机泵运转声音是否异常，定时定量给机泵添加润滑油。
八．岗位工艺控制指标
1、苯预热器温度：
80～100℃
2、苯汽化器温度：
80～130℃
3、过热器温度：
130～160℃
4、加氢器温度：
120～230℃
5、加氢器压力：
0.35～0.45MPa
6、H2:
C6H6（摩尔比）：
3：
2～5：
1
7、电解氢纯度：
H2≥97.0％，O2＜0.4%
氢氮气纯度：
H2≥70％，O2＜0.4％
无S、Ar、P
CO+CO2＜30ppm
8、苯中含硫：
＜5ppm
9、环己烷凝固点：
≥5℃
九、不正常现象、发生原因及处理方法
序号
不正常现象
发生原因
处理方法
1
反应温度突然升高
（1）加料量突然增大
（2）E1106、E1110有积苯
（3）管间水液面太低（假液面）
（4）氢氮气、氢气含氧高。
（1）适当减少加料
（2）使苯逐渐蒸发减少加料量。
（3）停加料。
注水降温。
液面正常后再投料警惕假液面。
（4）分析含氧量
2
加氢热点温度升高
（1）管间缺水
（2）加苯量太大
（3）管间压力高
（4）氢气量少
（1）向管间注水，保持液面
（2）适当减少投苯量。
（3）缓慢开大排气阀，使管间蒸汽压力降低
（4）积极联系氢气加大氢气流量
3
环己烷凝固点低
（1）触媒活性降低
（2）苯、烷中含水多
（3）氢苯比小，苯反应不完全。
（4）氢苯比大，流速快
（5）反应温度低，
（6）反应温度高（副产物增多）
（7）物料走短路或分布不均
（1）重新活化（或更换触媒）
（2）V1104放水，检查反应器列管及保温夹套是否漏水。
（3）增大氢苯比
（4）减少氢气流量，降低流速
（5）提高反应温度
（6）降低反应温度，减少副产物生成
（7）停加料。
检查
4
CH4生成量大
（1）反应温度高
（1）降低反应温度
5
环己烷中水多
（1）设备（加氢器、预热器、汽化器、过热器）及夹套漏水
（1）停车检修
6
尾气含烷高
（1）系统压力低
（2）冷凝效果查
（3）待料严重
（1）更换触媒
（2）停车清理冷凝器
（3）及时压料
7
系统阻力增高
（1）触媒粉化或结焦
（2）E1106气体分布器堵塞
（3）R1108筛板堵孔
（1）更换触媒
（2）停车清理分布孔
（3）停车清理筛板
8
电解氢或氢氮气管线不畅通
（1）有水堵
（2）阻火器堵塞
（1）及时排放积水
（2）停加苯、清理阻火器
9
加氢反应温度波动幅度大
（1）氢氮气或电解氢流量波动大
（2）系统压力不稳
（1）调节电解氢、氢氮气流量趋于稳定
（2）检查尾气自调阀
十、安全操作注意事项
1.化肥厂送进系统氢氮气时，不准随便关闭排空阀，停送气时要及时与调度或化肥厂联系。
2.系统含O2＜3%,氢气方可进系统。
3.严格控制加氢器水位，防止水位低于触媒层而烧坏触媒。
4.经常注意加氢系统压力，维持反应压力在0.35～0.45MPa之间。
5.加氢系统开车送蒸汽时要缓送汽，慢升温，以防积水击坏管线和设备。
6.加氢器管间压力不准超过0.8MPa，一般控制在0.4～0.6MPa。
7.冬季停车要适量保温，以防冻坏设备、阀门、管线。
动火是按动火程序进行清理置换。
8.经常注视仪表盘温度、压力、流量、气柜高度，以防发生事故。
9.环己烷计量槽液位要维持稳定在玻璃液面计处，避免压空泄压或国满造成尾气跑料。
10.加氢触媒准备卸掉时，必须按钝化程序进行，待分析进出口含O2证明钝化到终点。
11.必须按时巡回检查，按时记录，发现问题及时处理，必要时向有关领导反映，
十一、岗位设备一览表
位号
设备名称
规格型号
数量
V-1104
苯储槽
2600×3000、V=16M3
2
P-1105
苯泵
25CPW-60,25入口直径，C-常温，P-屏蔽泵，W-卧式，60－扬程
2
E-1106
汽化器
过热器
1000×3871，F=6M2
450×1636,F=10M2
1
1
R-11081.2
加氢器
φ1600×4906,F=400M2,列管φ38×3，691根管，测温管φ57×3.5，3根。
φ1800×6493，F=645M2列管φ45×3，715根管
1
1
E-1109
氢气换热器
6000×4906，F=80M2
1
E-1110
苯预热器
400×2600，F=15M2
1
E-1111
全凝器
600×4565，F=90M2
1
E-11121.2
尾凝气
800×2582，F=45M2
2
V-1113
尾气回收罐
800×1300
1
V-11141.2
烷计量槽
1000×1212，V=0.8M3
2
V-1118
旋风分离器
300×2500
1
P-1223
注水泵
2DB-1.5/30
1
V-11153.4
烷储槽
2800×5000,V=30M3
2
V-11155#
烷储槽
4000×5000,V=60M3
1
V-101
氢氮气进口阻火器
800×1700
1
V-102
氢氮气缓冲罐
2000×9120V=32M3
1
V-103
氢氮气出口阻火器
800×1700
1
V-104
氢气混合罐
1600×5000,V=10M3
1
附录：
一．加氢触媒活化程序及条件
无论是新触媒，还是短期或长期停车后的触媒，开车投苯之前均需通氢气活化，以？
触媒的活化中心，具备投苯条件。
1、通氢活化过程中，要保持足够的氢气流量，电解氢在500M3/h以上或氢氮气在1000M3/h以上，如不足时，及时与调度室联系。
2、活化开始时，通知分析室取样分析氢气及排放尾气的含氢量，密切注意氢气纯度？
化。
3、触媒升温时，适量放掉管间水，通蒸汽升温。
升温或降温过程中，避免大起大落
表－1新触媒活化条件
升温范围℃
升温速度℃/h
所需时间h
常温——100
25
3
100
恒温
4
100～170
20
4
170
恒温
12
170～130
－20
2
总计25小时
表－2长期停车后触媒活化条件
升温范围℃
升温速度℃/h
所需时间h
升温－100
25
3
100～160
20
3
160
恒温
8
160－140
－20
1
总计15小时
短期停车触媒活化条件：
在氢气流中逐渐升温，达到反应温度后，继续活化四小时，即可投苯生产。
二、加氢触媒钝化程序及条件
由于触媒失活需更换，或由于反应器设备故障，需卸出触媒时，应对触媒进行钝化避免卸出的触媒自燃。
1.停止加苯后，继续用氢氮气或电解氢吹扫整个系统，同时冷却水降低加？
触媒层温度，等温度降至80℃以下时，通氮气（N2＞97.5%）开始钝化4小时。
2.逐渐从阻火器（V103）处掺入压缩空气。
3.密切注意加氢器个点温度不得超过100℃，若温度过高，适当减少空气掺入量。
4.逐渐加大空气掺入量，直至完全通入空气。
5.若加氢器系统阻力过大，可以使加氢器系统憋压，然后迅速泄压，如此往复几次。
从系统用氮气钝化开始，需定期分析进出口气体的含氧量，掌握触媒耗氧情况，以调节空气统入量，确保触媒层温度无明显上升。
这一分析需进行到通空气后进出口气体的含氧量，基本一致为止，才可进行触媒的泄出操作。
第二章环己烷氧化岗位操作法
一、岗位工作任务及范围
本岗位的工作任务是将加氢岗位生产的环己烷，在一定的温度、压力和环烷酸钴及HEDP酯的催化作用下，用空气液相氧化，制得环己酮、环己醇，供烷精馏岗位作原料。
本岗位的范围是从环己烷储槽（V-11151.2）到烷一塔的进料阀。
二、岗位生产原理
本岗位有以下四部分组成，即氧化、分解、皂化，皂化液与水洗液的分离。
1、氧化
液态环己烷与空气在0.95～1.0MPa和150～160℃的条件下，并在一定浓度的环烷酸钴和HEDP酯催化作用下进行氧化反应，该反应的产物为环己基氢过氧化物（环己基过氧化氢）（CHHP）俗称过氧化物。
过氧化物稳定性差，极易分解为环己酮、环己醇等产物。
由于环己酮、环己醇等物质易被氧化生成酸（以己二酸为主），其中一部分酸与醇反应生成酯类（以己二酸环己醇酯为主）。
氧化反应的最终产物是酸。
醇、酮只是中间产物，为了获得较多的醇、酮，抑制酸的生成，必须严格控制氧化反应的转化率。
下面为简化的氧化反应方程式：
？
＋O2---→?
+113.5KJ/mol
?
＋1/2O2---→?
＋201.0KJ/mol
？
＋O2---→？
＋H2O+355.9KJ/mol
?
+2O2---→HOOC（CH2）4COOH+H2O+842.4KJ/mol
?
+3/2O2---→HOOC（CH2）4COOH+703.0KJ/mol
2+HOOC（CH2）4COOH---→?
+2H2O
2、分解
由最后一个氧化反应器内溢流出的氧化液（以环己烷为主）中，任有一定量的过氧化物，这样，氧化液需在分离器内使过氧化物进一步分解完全。
由于分解反应是一放热反应，为使副反应降到最低限底，有效的控制分解温度，使其尽可能地达到定向分解。
3、皂化
由于氧化液中含有一定数量的酸和酯，为减轻设备腐蚀，是酯类分解成产物，提高醇酮收率，尽量减少醇酮缩合的损失，因此要对氧化液进行中和及皂化。
为了使中和完全，皂化彻底，必须控制一定的碱度和温度。
皂化反应原理：
HOOC（CH2）4COOH+2NaOH---→NaOOC（CH2）4COONa＋2H2O
？
＋2NaOH---→NaOOC（CH2）4COONa+2?
整个中和、皂化反应是在一装满填料的塔内进行的。
4、皂化液、水洗液分离
经中和、皂化后的氧化液，含有一定量碱液和有机羧酸盐。
先在皂化液分离器内靠重力沉降分离，然后进一步用水洗、分离出去氧化油中夹带的少量碱液及有机酸盐。
三、工艺流程叙述
（一）液相部分
环己烷储槽（V-11151.2）内的环己烷经加料泵（P-1201#）、气远传转子流量计检测后进入环己烷换热器（E-1204-1#）,与氧化反应器（E-12041.2.3#）顶部出来的混合气体（156℃左右的环己烷、氮气等）换热后，流入环己烷加热器（E-1204-2#）使环己烷温度达150℃以上后，进入氧化反应器（R-1211-1#）,然后依次溢流入（R－1211－2＃）（R－1211－3＃）,与从每台反应器底部进来的空气接触反应，为了控制氧化反应的温度，并保证物料与空气充分接触，使反应均匀，物料呈平推流状态，采用釜式外循环，即用屏蔽泵（P-1212#）分离从各反应器上部抽出物料，经各自的加热器（E-1213#）进入各反应器底部，进行大流量（200m3/h左右）的循环、搅拌。
氧化液自（R-1211-3#）反应器溢流出，进入分解器（R-1234#）保持分解器内物料在液面机1/2处，（该液面的稳定对整个氧化安全、稳定的生产起着至关重要的作用），经分解后的物料从分解器底部出来，与来自碱泵（P-1223#）的稀碱水混合，一道从皂化塔（R-1220#）底部进入皂化塔，进行中和、皂化反应，反应后，碱水和物料从皂化塔顶部流出，进入皂化液分离器（V-1221#）分离，保持液界面在液面计的1/3处。
分离后的物料从（V-1221#）顶部流出，并与来自泵（P-1223#）的软水混合洗涤残碱，然后进入水洗液分离器（V-1222#）.分离出的碱水从（V-1221#）底部出来，经流量检测和自调装置，进入皂化液浓缩岗位的蒸发器（E-1285#）.水洗混合液在（V-1222#）,保持液界面在液面计1/10处，分离后的物料从（V-1222#）顶部流出，经流量计检测及自调装置后，进入环己烷精馏岗位的烷一塔。
分离后的有机水从（V-1222#）底部流出，经泵（P-1223#）加入皂化塔底部。
氧化反应所需的触媒环烷酸钴与HEDP酯，按一定比例在触媒槽（V-1202#）中配制（配触媒所用的环己烷是由加料泵（P1201#）加入到（V-1202#）内的），配制好的触媒从（V-1202#）底部流出，经触媒泵（P-1247）加入到（P-1212-1#）的进口管内，进入氧化系统。
皂化所需的碱液，有二分厂将42％的浓碱液送至浓碱槽（V-1218#）,经浓碱泵（P-1206-3#）打入配碱槽（V-1228#），用水稀释成一定浓度的稀碱后，经碱泵（P-1206#）加入皂化系统。
（二）气相部分
氧化反映所需的空气，由压缩机（C-1205#）送出的压缩空气，经由分离器（V-1207#）、空气缓冲罐（V-1209#）、空气预热器（V-1208#）进入空气分配台（V-1210#），将空气按一定比例分配，经各自流量计检测后，分别从各氧化反应器底部进入，进行氧化反应。
氧化反应器内产生的环己烷蒸汽和未参加反应的氮气、微量的氧气及副反应生成的二氧化碳等混合气体，汇集到集气器（V-1214#）与由泵（P-1201#）送出的冷环己烷在换热器（E-1204-1#）内进行换热，未冷凝的环己烷与惰性气体依次进入冷凝器（E-1215#）（E-1216#）（E-1217#）进一步冷凝、冷却，从（E-1217#）出来的不凝性气体进入氧化尾气吸收岗位的尾气吸收塔。
经（E-1214－1#）（E-1215#）（E-1216#）（E-1217#）冷凝下来的环己烷和水及氧化过程中的副反应所生成的有机酸类，汇集到酸水分离器（V-1219#）内进行分离，保持（V-1219#）液面在液面计1/2处，分离后的环己烷等有机物从（V-1219#）上部溢流出，进入氧化反应器（R-1211-2#）（R-1211-3#）继续进行氧化反应，分离后的酸水从（V-1219#）底部出来，进入皂化塔。
整个氧化系统压力是有尾气吸收后的压力自调装置来调节、控制的。
四、开车准备及开、停车操作步骤
（一）开车准备
1.检查有无水、电、蒸汽、氮气、仪表用气，（V-12151.2）槽内的环己烷、（V-1202#）槽内的触媒、（V-1218#）槽内的碱是否够用；
2.检查所有管线、阀门、仪表是否完整好用；
3.检查所有转动设备是否完好、单台试车符合生产要求；
4.给所有冷凝器、冷却器送冷凝水，给环己烷加热器（E-1204－2#）、外循环加热器（E-12131.2.3#）、空气预热器（E-1208#）送少量蒸汽。
5.通知分析室、冷冻、空压站、压缩机、水泵房、烷精馏、苯加氢等岗位及厂调度室，本岗位准备开车。
（二）开车步骤
得到有关领导通知后方可开车
1、氧化系统试压
通知压缩机岗位送氮气进入氧化系统试压，将压力升至0.95～1.0MPa后，停压缩机，保持系统压力两小时，每小时压力降低不大于0.05MPa为试压合格，
2、氮气置换系统
重新启动压缩机，继续向氧化系统送氮气进行系统置换，气体经尾气吸收岗位的压力自调排空，分析尾气含氧小于3％为系统置换合格。
3、系统置换合格后，启动加料泵（P-1201#），将环己烷储槽（V-11151.2）中的环己烷加入氧化反应器（R-12111.2.3#）内，并通过尾气压力自调装置，将系统压力控制在0.95～1.0MPa
4、将加热器（E-1214－2#）的蒸汽进口阀门缓慢打开，送加热蒸汽。
5、当分解器（R-1234#）液位出现后，打开皂化塔（R-1220#）进口阀门，向皂化系统送料，同时给个屏蔽泵送润滑液后，启动屏蔽泵（P-1212#）。
6、缓慢向加热器（E-1213#）送蒸汽，氧化系统开始升温，温度控制在150～160℃之间，升温过程的烷流量控制在12～18M3/hr之间。
7、启动触媒泵（P-1247#）将配制好的触媒（此时触媒加入量较正常开车应少许过量）加入氧化系统，启动碱泵（P-1206#）将配好的稀碱液加入皂化系统，启动水洗泵（P-1223#）进行水洗并将洗后的有机水加入皂化系统。
8、用给烷一塔（T-1301#）送料自调调节分解器（R-1234#）液位，送料初始物料从流量计旁路进入自调阀，以防气体冲撞转子，损坏仪表。
9、当氧化反应（R-12111.2.3
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