10kt/a环己胺装置的工艺设计

王立芹，张晓静

(河北正元化工工程设计有限公司,河北 石家庄 050061)

10kt/a环己胺装置的工艺设计

王立芹，张晓静

(河北正元化工工程设计有限公司,河北 石家庄 050061)

石家庄中冀正元化工有限公司新建的一套10kt/a环己胺装置，采用苯胺加氢法，同时副产二环己胺。环己胺装置由下列工序组成：苯胺加氢还原和环己胺精制。环己胺粗品生产完成后，含有水、苯胺、二环己胺等杂质，产品纯度无法满足下游企业的需求，必须经过精制提纯。通过初馏塔进行初馏，去除水等轻组分，然后经过精馏塔进行精馏，去除焦油等重组分。提纯后的产品质量要求依据国家标准或下游产品需求企业的要求。

环己胺；二环己胺；精制；初馏塔；精馏塔

1 环己胺生产工艺基本原理

原料液体苯胺经汽化器汽化后，与氢气一起进入固定床反应器中，在150～230℃钴系催化剂作用下发生加成反应，生成的气体环己胺经与原料氢气换热器、1#、2#、3#冷凝器后得到环己胺粗品。

主反应： C6H7N+3H2→C6H13N

副反应： 2C6H7N+6H2→C12H23N+NH3

环己胺粗品中含有较多的杂质，如：苯、环己烷、水、环己醇、苯胺、二环，利用在精馏塔内共沸的原理，同时在真空蒸馏的情况下，初馏塔中除去苯、环己烷、水等轻组分后，再进入精馏塔，塔顶得到工业品环己胺；塔釜的釜液进入二环塔进行精馏回收副产品二环己胺。

2 环己胺生产装置设计条件

2.1 设计操作条件

装置建设规模：环己胺产品产量：10kt/a

装置年操作时间：7200h

固定床反应器反应温度：150～230℃

固定床反应器反应压力：0.03MPa

催化剂寿命：2～6年

2.2 原料性质及产品指标

装置生产原料为苯胺和氢气，苯胺与氢气的比例按1:13(物质的量比)

环己胺产品国家标准(HG/T2816-2014)见表1。

表1 环己胺产品质量标准和指标

本项目环己胺产品质量要求符合优等品标准。

2.3 装置能耗

环己胺生产装置能耗见表2。

表2 环己胺生产装置能耗表

表2(续)

3 环己胺生产装置主要设计特点

本装置由还原和精馏两部分组成，装置流程简单，还原部分反应器采用列管式固定床反应器，精馏部分采用真空精馏，初馏塔、精馏塔和二环塔，装置流程示意图见图1。

3.1 装置的主要设计特点

(1) 还原部分选用列管式固定床反应器，反应产生的热量加热壳程的水产生蒸汽，副产的蒸汽接入全厂蒸汽管网，充分利用了反应热，达到节能效果。

(2) 反应过量的氢气可以回收，与新鲜氢气混合后继续参加反应。

(3) 催化剂选用钴系催化剂，苯胺转化率高，环己胺收率高，副产物少。

(4) 精馏部分采用真空精馏，降低各物质的沸点，从而降低了所消耗蒸汽的压力，降低再沸器的设计压力，节省了设备投资。

3.2 催化剂性能

表3 催化剂理化性质

JH-1型苯胺加氢制环己胺催化剂属于钴系催化剂，产品具有转化率高，选择性好(95%～98%)使用寿命长(2～6年)等特点，催化剂在使用中可进行再生处理。催化剂的质量标准执行企标Q/LH.JCB -13-2004。

4 结论

苯胺加氢生产环己胺工艺技术成熟，工艺流程简单、操作方便、投资省、能耗低。催化剂选择钴系催化剂，苯胺转化率≥97%，产物中环己胺含量≥90%，精馏采用真空精馏，降低了消耗蒸汽品味，更节省了设备投资。

[1] 严 菁，王日杰. 苯胺加氢制环己胺催化剂研究进展[J].工业催化，2002(1):42-45.

[2] 曹 凯，张秀成，陈立宇,等. 苯胺加氢固定床反应器的优化设计与操作[J].西北大学学报(自然科学版)，2004,34(5):558-562.

[3] 郑旭华. 环己胺的生产和深加工[J]. 山东化工，1996(3)：34-36.

(本文文献格式：王立芹，张晓静.10kt/a环己胺装置的工艺设计[J].山东化工，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,山东临沂人，工程师，硕士，从事化工工艺设计。

TQ236

A

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