苯加氢生产环己烷.ppt

苯加氢生产环己烷,伍娟 王伟 2011年3月19日,2,主要内容,环己烷产品的概述 市场调研 项目分析与设计 工艺方案说明 过程模拟 项目经济技术分析 安全分析 结论,3,1.环己烷产品概述,环己烷产品概述 环己烷，分子式为C6H12，无色透明液体，有汽油味。能与大多数有机溶剂互溶，不溶于水，无腐蚀性，易挥发，易燃烧。 环己烷是一种重要的有机化工原料。它主要用于生产环己醇、环己酮及用来制造尼龙-66 和尼龙-6的单体己内酰胺、己二酰、己二胺等产品，并且能溶解多种有机物，毒性比苯小，是纤维素醚、树脂、蜡、沥青和橡胶的优良溶剂。,4,环己烷的物理化学性质,5,2市场调研,由图可知，我国就2010年进口总量28690.754吨，而出口总量为1469.934吨。显而易见，我国生产的环己烷不足以满足国内市场的要求，所以生产环己烷有非常好的市场。,6,3项目分析与设计,（1）设计内容 对苯加氢工艺流程生产环己烷过程进行概念设计。 对气相苯加氢法进行经济可行性分析。,原料预处理系统 反应器系统 分离系统,7,3项目分析与设计,（2）设计目标 设计规模：年产47700吨的环己烷概念设计并模拟 产品要求：环己烷的最小质量纯度达到99.99%。,8,3项目分析与设计,（3）设计任务 根据生产要求和工艺条件设计出年产47700吨环己烷的生产流程。 用Aspen plus 对流程进行模拟，确定设备的操作参数（温度，压力，采出量，回流比等），输出设计报告。 对模拟流程进行经济核算,9,4工艺方案说明,根据反应条件的不同, 苯加氢法生产环己烷可分为液相法和气相法两大类。常用的催化剂有Pt、Pd 和Ni 等。其中气相法工艺比较成熟，而且催化剂比较容易得到，转化率和收率都很高。所以本概念设计决定采用气相苯加氢法生产环己烷。,10,工艺方案选择,反应温度的选择 苯加氢反应是一个复杂的反应体系。其中, 反应(1) 为主反应, 生成目的产物环己烷反应; (2) 是苯的加氢裂解, 最终产物为碳和甲烷; 反应(3) 是环己烷的异构化; 反应(4) 则是环己烷的裂解反应。对于苯而言, 反应(1) 和(2) 是平行反应。尽管反应(1) 和(3) 均为可逆反应, 但前者为放热反应, 后者为吸热反应, 这就导致温度对反应的影响各不相同. 可以通过控制反应温度来抑制副反应发生，选择温度在200.,体积缩小、产生大量热的平衡反应 低温、高压有利于生成环己烷,11,反应压力的选择 苯加氢是强放热反应, 化学计量方程表明反应发生伴随着分子数目的减少, 因而降低温度、提高压力在热力学上有利于反应的进行。 塔的操作压力范围内 ( 0.853MPa) 在反应器出口处，苯的转化率x均可达99.99% 。因此在设计反应器设备及操作运转时, 选择适当操作压力可以减少设备以及操作的费用, 从而提高经济效益。 选定压力2.68Mpa.,12,LD143催化剂选择： 规格： 外观 球形24mm 组成 载有镍的氧化铝 含镍量 14.35%(wt) 表观密度 0.87g/cm3 抗碎强度 10kg 总孔容 0.450.06cm3 比表面 223（21023）m2/g,应用： 反应器 固定床,13,5工艺方案流程图,原料苯,原料氢,原料预处理,反应器,分离器,尾气处理,产品环己烷,14,15,全流程模拟,16,6项目经济技术分析,原料消耗: H2消耗量为302.46kmol/h 氢气市场价48元/瓶 C6H6消耗量为6145.62kg/h 苯市场价 4100元/吨 产品: 环己烷：6.625t/h 产品质量纯度99.9% 环己烷年产量：6.625 24 300=47700吨,17,18,19,20,总操作费用是有直接操作费用、固定操作费用和管理费用三部分组成的。,Fixed Capital Investment(FCI)：987万元 /年 Cost of Operating Labor(COL)：1200万元 /年 Cost of Utilities(CUT): 350万元 /年 Cost of Waste Treatment(CWT) ：100万元 /年 Cost of Raw Materials(CRM)：18875万元 /年,COM=0.304FCI+2.73 COL+1.23(CUT+ CWT+ CRM) =971.508+5460+36654=27345.798 万元/年 DMC= CRM +CWT+CUT +1.33COL+0.069FCI+0.03COM = 21809.476万元/年 FMC=0.708 COL+0.168FCI=1015.416万元/年 GE=0.177 COL+0.009FCI+0.16COM= 4596.61万元/年 总 费 用 =DMC+FMC+GE =27421.50万元/年 总销售额= 45315万元/年,（年）利润总额=年产品销售收入 年产品销售税金及附加- 年总成本费用 =45315-45315*14%-27421.50=14721.45万元/年 （税后）静态投资回收期1.9年。,7 安全分析,反应器： 平稳控制反应温度不超过200，反应压力不超过3.1MPa，保持氢分压0.6MPa不变。 所用催化剂雷尼镍遇空气能自燃，因此必须杜绝外漏。联锁控制系统和安全设施要保持处于良好状态。 应定期检查水喷淋系统，保持好用。定期用高温测厚仪检测壁厚，并做好记录，如有问题，要及时处理。,其它部位： 氢气压缩机的联锁控制和安全附件要保证好用，杜绝泄漏。 苯泵和环已烷泵要平稳运转，不产生摩擦、憋压；密封完好，不泄漏。 废催化剂雷尼镍要排入废催化剂处理池及时处理，处理完后及时运出装置区。 配制催化剂用的铬酸酐腐蚀性很强，岗位工人要做好个人防护。 维修工人在进行检修时，必须十分注意周围的一切阀门，特别是在动火时，一定要有安全措施，以防发生火灾。 苯、氢、环已烷的管线法兰、阀门等部位发生跑、冒、滴、漏很危险，要经常检查其泄漏情况，一旦发现有漏点，要立即堵漏。 在装置的易泄漏点设有固定式可燃气检测报警仪，以监测其泄漏情况。有泄漏，控制室发出声光报警，及时安排处理。要对可燃气监测报警仪进行定期校验，保证好用。 装置区内设置的水幕，要定期检查，保持好用。,应急处置,皮肤接触：脱去被污染的衣着，用肥皂水和清水彻底冲洗皮肤。 眼睛接触：提起眼睑，用流动清水或生理盐水冲洗。就医。 吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给予输氧。如呼吸停止，立即进行人工呼吸。