环己烷及其制备

环己烷

整理课件环己烷中文名称：环己烷；六氢化苯；六亚甲基；六环烷结构或分子式：C6H12，C原子以sp3杂化轨道形成σ键。相对分子量或原子量：84.16密度〔25℃〕：0.7739g/cm3熔点：6.5℃沸点：80.7℃折射率：1.4264性状：有汽油气味的无色流动性液体。溶解情况：不溶于水，可与乙醇、乙醚、丙酮、苯等多种有机溶剂混溶，在甲醇中的溶解度为100份甲醇可溶解57份环己烷〔25摄氏度〕。

椅型构象的环己烷分子处于直立键的氢原子标记为红色，处于平伏键的氢原子标记为蓝色。整理课件用途环己烷在石油化工领域的用途广泛，是重要的化工原料，最主要经济用途是生产合成尼龙的中间体己内酰胺和己二酸等;环己烷还可以用作熔剂，是树脂、沥青、蜡、纤维素醚和橡胶的优良熔剂。除少数从石油馏分中蒸馏别离得到环己烷外，90％的环己烷均来源于苯加氢工艺。因此，苯加氢制环己烷具有较高的经济价值。整理课件制备方法

苯加氢法石油烃馏分的分馏精制法工业上常采用的苯加氢生产环己烷的方法主要有气相法和液相法两种。加氢过程可在固定床反响器或液相循环反响器(IFP技术)中进行。气相法的优点是催化剂与产品别离容易,所需反响压力也较低,但设备多而大,投资费用比液相法高,而且床层温度不易控制。液相法的优点是反响温度易于控制,缺乏之处是所需压力比较高,转化率较低。整理课件化学反响原理苯加氢反响是一个复杂的反响体系。在反响条件下,苯与氢可能发生以下各种反响：整理课件整理课件由反响(1)可知,苯加氢制环己烷的反响是一个放热的、体积减小的可逆反响,因此,低温和高压对该反响是有利的。平衡常数在高温下显著降低也正说明了这一点。另外,由表1数据还可以发现,当温度超过560K以后,反响(1)的苯转化率将减小,这说明苯加氢制环己烷的适宜反响温度不应超过560K;否那么只有提高系统压力才能保证高的转化率,而这无疑将增加设备投资和操作费用。反响(3)是一个可逆吸热反响,低温有利于反响向逆方向进行。因此,苯加氢制环己烷的反响温度不宜过高;当然也不能太低,否那么反响分子不能很好地活化,进而导致反响速率比较慢。反响温度超过300℃，反响将向有利于生成苯的方向进行。控制反响温度以及有效移除反响热是苯加氢工艺过程的关键。整理课件气相法典型工艺:UOP法、Bexane法、ARCO法、Houdry法和Hytoray法等。特点：反响物和氢气气体混合均匀，转化率和收率较高;反响产物和催化剂容易别离。缺点是反响剧烈，容易产生飞温现象，设备多且大，投资费用大。整理课件UOP法是最早实现工业化的方法。目前,在世界各地运行着十几套采用此工艺的生产装置,是气相法中应用最多的一种工艺路线。UOP法工艺采用三台固定床绝热式反响器串联,催化剂最初是使用以锂盐为促进剂的铂金属催化剂,现在改用镍催化剂。采用该法工艺的一般装置生产能力为2.5万吨/年,生产能力较小。在该流程中，采用三段反响生成环己烷用以提高反响转化率，并使H2处于过量状态来使苯尽量反响完全。原料苯经进料热交换器送至苯枯燥塔除水，合格的苯经苯预热器送至苯蒸发器，苯蒸发所需要热量由循环热油提供。新鲜氢、循环氢和来自脱氢工序的氢气共3股氢气的混合物作为苯蒸发器氢气进料，苯蒸发器顶部苯、氢混合气进入加氢主反响器，经脱硫反响器脱除生成的硫化氢，未反响的苯在装有铂催化剂的绝热式后反响器内进一步反响完全，生成环己烷。加氢主反响器中反响热由循环热油移走，后反响器出来的混合气体先后经苯预热器、苯进料换热器和成品冷凝器冷凝冷却，在环己烷气液别离器中进行气液别离，得到产品环己烷。绝大局部气相经循环氢压机去苯蒸发器作为氢气进料，少局部气体经深冷器深冷后，经吸附排空。整理课件整理课件液相法典型工艺：IFP法、Arosat法、BP法、反响器和精馏塔外耦合工艺。液相法的特点是反响平稳，缺乏之处是必须经过后续反响，且氢气利用率仅为85％，因此，能耗较高。整理课件气液相混合法〔1〕新型连续相变苯加氢工艺：采用液相进料方式操作，通过反响放热使液相蒸发，反响器内部由下至上依次出现液相区—混相区—气相区，催化剂依次经历完全润湿—局部润湿—完全枯燥等状态，使整个反响过程经历液相反响、非均相反响和气相反响。催化剂采用骤冷法制备的Ni-Al-P非晶态合金催化剂。整理课件气液相混合法〔2〕催化蒸馏苯加氢工艺：将催化反响和蒸馏技术结合形成了苯加氢新方法，即催化蒸馏苯加氢工艺，由美国催化蒸馏技术公司提出。整理课件苯进入催化蒸馏塔顶部，氢气进入催化剂床层顶部向上，苯与上升氢气反响生成环己烷，反响热使苯、氢气和环己烷蒸发向上进入顶部冷凝器，冷凝后进入接收K别离器，气、液进行别离，未反响的苯和环己烷回流至催化蒸馏塔向下，对催化蒸馏塔进行冷却，气体被别离和循环利用。在塔底环己烷和一小局部苯循环，产品从底部取出。工艺采用固定床催化剂，催化剂床层温度控制在〔174-195〕℃塔顶蒸汽冷凝后循环至蒸馏塔控制反响温度。该工艺简单，投资费用低，预计工业化投资比固定床技术低25％。整理课件Ni系催化剂〔1〕骨架镍催化剂Ni系催化剂是较早用于苯加氢制备环己烷的催化剂，在国内外工业化应用也较多。传统的Ni催化剂为骨架镍，主要用于液相苯加氢工艺，代表工艺为IFP工艺。骨架镍价格低廉，但耐硫和耐热性差，寿命短，容易对反响器造成堵塞，循环磨损设备。〔2〕齐格勒—纳塔型催化剂法国石油研究院于1976年开发成功了HC-102(齐格勒—纳塔均相苯加氢催化剂)。1987年，中国石油辽阳石油化纤公司自行开发了齐格勒—纳塔型催化剂HC-402-2，取代了HC-102催化剂，成功在国内苯加氢装置上工业化，催化剂