環(huán)己烷及其制備

環(huán)己烷

整理課件環(huán)己烷中文名稱：環(huán)己烷；六氫化苯；六亞甲基；六環(huán)烷結(jié)構(gòu)或分子式：C6H12，C原子以sp3雜化軌道形成σ鍵。相對分子量或原子量：84.16密度〔25℃〕：0.7739g/cm3熔點(diǎn)：6.5℃沸點(diǎn)：80.7℃折射率：1.4264性狀：有汽油氣味的無色流動(dòng)性液體。溶解情況：不溶于水，可與乙醇、乙醚、丙酮、苯等多種有機(jī)溶劑混溶，在甲醇中的溶解度為100份甲醇可溶解57份環(huán)己烷〔25攝氏度〕。

椅型構(gòu)象的環(huán)己烷分子處于直立鍵的氫原子標(biāo)記為紅色，處于平伏鍵的氫原子標(biāo)記為藍(lán)色。整理課件用途環(huán)己烷在石油化工領(lǐng)域的用途廣泛，是重要的化工原料，最主要經(jīng)濟(jì)用途是生產(chǎn)合成尼龍的中間體己內(nèi)酰胺和己二酸等;環(huán)己烷還可以用作熔劑，是樹脂、瀝青、蠟、纖維素醚和橡膠的優(yōu)良熔劑。除少數(shù)從石油餾分中蒸餾別離得到環(huán)己烷外，90％的環(huán)己烷均來源于苯加氫工藝。因此，苯加氫制環(huán)己烷具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。整理課件制備方法

苯加氫法石油烴餾分的分餾精制法工業(yè)上常采用的苯加氫生產(chǎn)環(huán)己烷的方法主要有氣相法和液相法兩種。加氫過程可在固定床反響器或液相循環(huán)反響器(IFP技術(shù))中進(jìn)行。氣相法的優(yōu)點(diǎn)是催化劑與產(chǎn)品別離容易,所需反響壓力也較低,但設(shè)備多而大,投資費(fèi)用比液相法高,而且床層溫度不易控制。液相法的優(yōu)點(diǎn)是反響溫度易于控制,缺乏之處是所需壓力比較高,轉(zhuǎn)化率較低。整理課件化學(xué)反響原理苯加氫反響是一個(gè)復(fù)雜的反響體系。在反響條件下,苯與氫可能發(fā)生以下各種反響：整理課件整理課件由反響(1)可知,苯加氫制環(huán)己烷的反響是一個(gè)放熱的、體積減小的可逆反響,因此,低溫和高壓對該反響是有利的。平衡常數(shù)在高溫下顯著降低也正說明了這一點(diǎn)。另外,由表1數(shù)據(jù)還可以發(fā)現(xiàn),當(dāng)溫度超過560K以后,反響(1)的苯轉(zhuǎn)化率將減小,這說明苯加氫制環(huán)己烷的適宜反響溫度不應(yīng)超過560K;否那么只有提高系統(tǒng)壓力才能保證高的轉(zhuǎn)化率,而這無疑將增加設(shè)備投資和操作費(fèi)用。反響(3)是一個(gè)可逆吸熱反響,低溫有利于反響向逆方向進(jìn)行。因此,苯加氫制環(huán)己烷的反響溫度不宜過高;當(dāng)然也不能太低,否那么反響分子不能很好地活化,進(jìn)而導(dǎo)致反響速率比較慢。反響溫度超過300℃，反響將向有利于生成苯的方向進(jìn)行?？刂品错憸囟纫约坝行б瞥错憻崾潜郊託涔に囘^程的關(guān)鍵。整理課件氣相法典型工藝:UOP法、Bexane法、ARCO法、Houdry法和Hytoray法等。特點(diǎn)：反響物和氫氣氣體混合均勻，轉(zhuǎn)化率和收率較高;反響產(chǎn)物和催化劑容易別離。缺點(diǎn)是反響劇烈，容易產(chǎn)生飛溫現(xiàn)象，設(shè)備多且大，投資費(fèi)用大。整理課件UOP法是最早實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的方法。目前,在世界各地運(yùn)行著十幾套采用此工藝的生產(chǎn)裝置,是氣相法中應(yīng)用最多的一種工藝路線。UOP法工藝采用三臺(tái)固定床絕熱式反響器串聯(lián),催化劑最初是使用以鋰鹽為促進(jìn)劑的鉑金屬催化劑,現(xiàn)在改用鎳催化劑。采用該法工藝的一般裝置生產(chǎn)能力為2.5萬噸/年,生產(chǎn)能力較小。在該流程中，采用三段反響生成環(huán)己烷用以提高反響轉(zhuǎn)化率，并使H2處于過量狀態(tài)來使苯盡量反響完全。原料苯經(jīng)進(jìn)料熱交換器送至苯枯燥塔除水，合格的苯經(jīng)苯預(yù)熱器送至苯蒸發(fā)器，苯蒸發(fā)所需要熱量由循環(huán)熱油提供。新鮮氫、循環(huán)氫和來自脫氫工序的氫氣共3股氫氣的混合物作為苯蒸發(fā)器氫氣進(jìn)料，苯蒸發(fā)器頂部苯、氫混合氣進(jìn)入加氫主反響器，經(jīng)脫硫反響器脫除生成的硫化氫，未反響的苯在裝有鉑催化劑的絕熱式后反響器內(nèi)進(jìn)一步反響完全，生成環(huán)己烷。加氫主反響器中反響熱由循環(huán)熱油移走，后反響器出來的混合氣體先后經(jīng)苯預(yù)熱器、苯進(jìn)料換熱器和成品冷凝器冷凝冷卻，在環(huán)己烷氣液別離器中進(jìn)行氣液別離，得到產(chǎn)品環(huán)己烷。絕大局部氣相經(jīng)循環(huán)氫壓機(jī)去苯蒸發(fā)器作為氫氣進(jìn)料，少局部氣體經(jīng)深冷器深冷后，經(jīng)吸附排空。整理課件整理課件液相法典型工藝：IFP法、Arosat法、BP法、反響器和精餾塔外耦合工藝。液相法的特點(diǎn)是反響平穩(wěn)，缺乏之處是必須經(jīng)過后續(xù)反響，且氫氣利用率僅為85％，因此，能耗較高。整理課件氣液相混合法〔1〕新型連續(xù)相變苯加氫工藝：采用液相進(jìn)料方式操作，通過反響放熱使液相蒸發(fā)，反響器內(nèi)部由下至上依次出現(xiàn)液相區(qū)—混相區(qū)—?dú)庀鄥^(qū)，催化劑依次經(jīng)歷完全潤濕—局部潤濕—完全枯燥等狀態(tài)，使整個(gè)反響過程經(jīng)歷液相反響、非均相反響和氣相反響。催化劑采用驟冷法制備的Ni-Al-P非晶態(tài)合金催化劑。整理課件氣液相混合法〔2〕催化蒸餾苯加氫工藝：將催化反響和蒸餾技術(shù)結(jié)合形成了苯加氫新方法，即催化蒸餾苯加氫工藝，由美國催化蒸餾技術(shù)公司提出。整理課件苯進(jìn)入催化蒸餾塔頂部，氫氣進(jìn)入催化劑床層頂部向上，苯與上升氫氣反響生成環(huán)己烷，反響熱使苯、氫氣和環(huán)己烷蒸發(fā)向上進(jìn)入頂部冷凝器，冷凝后進(jìn)入接收K別離器，氣、液進(jìn)行別離，未反響的苯和環(huán)己烷回流至催化蒸餾塔向下，對催化蒸餾塔進(jìn)行冷卻，氣體被別離和循環(huán)利用。在塔底環(huán)己烷和一小局部苯循環(huán)，產(chǎn)品從底部取出。工藝采用固定床催化劑，催化劑床層溫度控制在〔174-195〕℃塔頂蒸汽冷凝后循環(huán)至蒸餾塔控制反響溫度。該工藝簡單，投資費(fèi)用低，預(yù)計(jì)工業(yè)化投資比固定床技術(shù)低25％。整理課件Ni系催化劑〔1〕骨架鎳催化劑Ni系催化劑是較早用于苯加氫制備環(huán)己烷的催化劑，在國內(nèi)外工業(yè)化應(yīng)用也較多。傳統(tǒng)的Ni催化劑為骨架鎳，主要用于液相苯加氫工藝，代表工藝為IFP工藝。骨架鎳價(jià)格低廉，但耐硫和耐熱性差，壽命短，容易對反響器造成堵塞，循環(huán)磨損設(shè)備?！?〕齊格勒—納塔型催化劑法國石油研究院于1976年開發(fā)成功了HC-102(齊格勒—納塔均相苯加氫催化劑)。1987年，中國石油遼陽石油化纖公司自行開發(fā)了齊格勒—納塔型催化劑HC-402-2，取代了HC-102催化劑，成功在國內(nèi)苯加氫裝置上工業(yè)化，催化劑