10kt/a環己胺裝置的工藝設計

王立芹，張曉靜

(河北正元化工工程設計有限公司,河北 石家莊 050061)

10kt/a環己胺裝置的工藝設計

王立芹，張曉靜

(河北正元化工工程設計有限公司,河北 石家莊 050061)

石家莊中冀正元化工有限公司新建的一套10kt/a環己胺裝置，采用苯胺加氫法，同時副產二環己胺。環己胺裝置由下列工序組成：苯胺加氫還原和環己胺精制。環己胺粗品生產完成后，含有水、苯胺、二環己胺等雜質，產品純度無法滿足下游企業的需求，必須經過精制提純。通過初餾塔進行初餾，去除水等輕組分，然后經過精餾塔進行精餾，去除焦油等重組分。提純后的產品質量要求依據國家標準或下游產品需求企業的要求。

環己胺；二環己胺；精制；初餾塔；精餾塔

1 環己胺生產工藝基本原理

原料液體苯胺經汽化器汽化后，與氫氣一起進入固定床反應器中，在150～230℃鈷系催化劑作用下發生加成反應，生成的氣體環己胺經與原料氫氣換熱器、1#、2#、3#冷凝器后得到環己胺粗品。

主反應： C6H7N+3H2→C6H13N

副反應： 2C6H7N+6H2→C12H23N+NH3

環己胺粗品中含有較多的雜質，如：苯、環己烷、水、環己醇、苯胺、二環，利用在精餾塔內共沸的原理，同時在真空蒸餾的情況下，初餾塔中除去苯、環己烷、水等輕組分后，再進入精餾塔，塔頂得到工業品環己胺；塔釜的釜液進入二環塔進行精餾回收副產品二環己胺。

2 環己胺生產裝置設計條件

2.1 設計操作條件

裝置建設規模：環己胺產品產量：10kt/a

裝置年操作時間：7200h

固定床反應器反應溫度：150～230℃

固定床反應器反應壓力：0.03MPa

催化劑壽命：2～6年

2.2 原料性質及產品指標

裝置生產原料為苯胺和氫氣，苯胺與氫氣的比例按1:13(物質的量比)

環己胺產品國家標準(HG/T2816-2014)見表1。

表1 環己胺產品質量標準和指標

本項目環己胺產品質量要求符合優等品標準。

2.3 裝置能耗

環己胺生產裝置能耗見表2。

表2 環己胺生產裝置能耗表

表2(續)

3 環己胺生產裝置主要設計特點

本裝置由還原和精餾兩部分組成，裝置流程簡單，還原部分反應器采用列管式固定床反應器，精餾部分采用真空精餾，初餾塔、精餾塔和二環塔，裝置流程示意圖見圖1。

3.1 裝置的主要設計特點

(1) 還原部分選用列管式固定床反應器，反應產生的熱量加熱殼程的水產生蒸汽，副產的蒸汽接入全廠蒸汽管網，充分利用了反應熱，達到節能效果。

(2) 反應過量的氫氣可以回收，與新鮮氫氣混合后繼續參加反應。

(3) 催化劑選用鈷系催化劑，苯胺轉化率高，環己胺收率高，副產物少。

(4) 精餾部分采用真空精餾，降低各物質的沸點，從而降低了所消耗蒸汽的壓力，降低再沸器的設計壓力，節省了設備投資。

3.2 催化劑性能

表3 催化劑理化性質

JH-1型苯胺加氫制環己胺催化劑屬于鈷系催化劑，產品具有轉化率高，選擇性好(95%～98%)使用壽命長(2～6年)等特點，催化劑在使用中可進行再生處理。催化劑的質量標準執行企標Q/LH.JCB -13-2004。

4 結論

苯胺加氫生產環己胺工藝技術成熟，工藝流程簡單、操作方便、投資省、能耗低。催化劑選擇鈷系催化劑，苯胺轉化率≥97%，產物中環己胺含量≥90%，精餾采用真空精餾，降低了消耗蒸汽品味，更節省了設備投資。

[1] 嚴 菁，王日杰. 苯胺加氫制環己胺催化劑研究進展[J].工業催化，2002(1):42-45.

[2] 曹 凱，張秀成，陳立宇,等. 苯胺加氫固定床反應器的優化設計與操作[J].西北大學學報(自然科學版)，2004,34(5):558-562.

[3] 鄭旭華. 環己胺的生產和深加工[J]. 山東化工，1996(3)：34-36.

(本文文獻格式：王立芹，張曉靜.10kt/a環己胺裝置的工藝設計[J].山東化工，2016，45(04)：93-94.)

Process Design of 10kt/a Cyclohexylamine Unit

Wang Liqin，Zhang Xiaojing

(Hebei Zhengyuan Chemical Engineering Design Co., Ltd., Hebei Shijiazhuang 050061, China)

The unit of 10 kt/a cyclohexylamine which is co-developed by Shijiazhuang zhongji Zhengyuan chemical industry Co., Ltd, adopted hydrogenation of aniline. The by-product is dicyclohexyl amine. The cyclohexylamine unit is composed of the following processes: hydrogenation of aniline reduction and cyclohexylamine refined. Cyclohexylamine coarse production contain impurities such as water, aniline, dicyclohexyl amine. The purity of product is unable to meet the needs of the downstream enterprises. So it must be refined. Remove the light component such as water through primary tower, then remove the tar of restructuring, etc through rectification tower. After purification product quality requirements according to the national standard or enterprise demands downstream products demand.

cyclohexylamine; dicyclohexyl amine; refined;primary tower; rectifying tower

2016-01-19

王立芹(1982—)，女,山東臨沂人，工程師，碩士，從事化工工藝設計。

TQ236

A

1008-021X(2016)04-0093-02