Описание технологической схемы

Технологическая схема получения циклогексана представлена на рисунке 3.1.

Рисунок 3.1 — Технологическая схема гидрирования бензола Бензол поступает в отделение гидрирования с базисного склада и центробежным насосом поз. Н 180 подается в трубное пространство теплообменника поз. Т 103.

Азотоводородная смесь с давлением от 2,0 до 3,0 МПа и содержанием водорода не менее 90% объемных поступает в отделение гидрирования из цеха метанола или с аммиачных производств.

Кроме АВС с аммиачных производств и из цеха метанола предусмотрено использование реакционного водорода со стадии дегидрирования циклогексанола. В агрегате гидрирования циркуляция газа осуществляется компрессором поз. В 112.

Циркуляционный газ, свежий водород и бензол поступают в трубное пространство теплообменника поз. Т 103. Здесь происходит испарение бензола, смешение его с циркуляционным газом и свежим водородом и нагрев смеси за счет тепла реакционной смеси, поступающей в межтрубное пространство теплообменника поз. Т 103, после реакторов поз. Р 107 или поз. Р 108.

Распределительное устройство теплообменника поз. Т 103 позволяет смешивать жидкий бензол с циркуляционным газом за счет инжектирования в трубное пространство жидкости поступающим снизу циркуляционным газом.

Исходная смесь из теплообменника поз. Т 103 нагретая до температуры не менее 80 С поступает в паровой подогреватель поз. Т 104. Паровой подогреватель служит для нагрева газа при пуске, а при нормальной работе гарантирует подогрев исходной смеси до температуры не менее 125С, что обеспечивает полный перевод бензола в газовую фазу. Подогреватель поз.

Т 104 работает на паре давлением 0,5 МПа, предусмотрена также подача пара давлением 1,5 МПа. После подогревателя исходная смесь направляется в колонну форконтакта поз. К 105, где происходит очистка бензола и водорода от серосодержащих соединений на катализаторе К-СО, НТК-4, ГИАП-ПС или смеси этих катализаторов. Процесс очистки протекает при температуре не менее 125 С и давлении от 1,6 до 2,0 МПа. После очистки содержание серы в исходной смеси должно быть не более 0,0001% вес.

Из колонны форконтакта поз. К 105 исходная смесь поступает на гидрирование в трубчатый реактор поз. Р 107, а затем в засыпной реактор поз. Р 108.

Процесс гидрирования бензола происходит в парогазовой фазе при температуре от 125 до 270 С, давлении от 1,6 до 2,0 МПа на никелевых катализаторах. Процесс гидрирования бензола протекает с выделением тепла. В трубном пространстве реактора поз. Р 107 осуществляется контроль за температурой в зоне реакции, установленными на разных глубинах термопарами? всего 10 штук.

Тепло реакции в реакторе поз. Р 107 снимается испаряющимся в межтрубном пространстве реактора конденсатом. Конденсат в межтрубное пространство поступает из сепаратора поз. С 119.

Пароконденсатная смесь из межтрубного пространства реактора поз. Р 107 поступает в сепаратор поз. С 119, где происходит отделение пара от циркуляционного конденсата. Конденсат по опускным трубам возвращается в межтрубное пространство реактора поз. Р 107, а реакционный пар выдается в коллектор пара 0,5 МПа.

Температура в зоне реакции реактора поз. Р 107 поддерживается регулированием давления в сепараторе поз. С 119, а следовательно, и в межтрубном пространстве реактора поз. Р 107. После определенного времени работы активность катализатора изменяется по высоте реактора из-за осмоления и отравления его сернистыми соединениями. Снижение активности никелевых катализаторов может быть компенсировано до определенных пределов повышением температуры в зоне реакции за счет повышения давления пара в сепараторе поз. С 119. В начале работы на свежем катализаторе полное превращение бензола достигается в трубчатом реакторе поз. Р 107, при этом засыпной реактор поз. Р 108 находится в отключенном состоянии.

При появлении бензола в циклогексане после реактора поз. Р 107 к технологической схеме подключается засыпной реактор поз. Р 108. В этом случае температура реакционной смеси на выходе из реактора поз. Р 107 не должна превышать 230 С, температура после реактора поз. Р 108 также не должна превышать 230 С.

После реактора поз. Р 108 реакционная смесь (циклогексан и циркуляционный газ) поступает на охлаждение в межтрубное пространство теплообменника поз. Т 103, где она охлаждается, отдавая свое тепло исходной смеси. Дальнейшее охлаждение реакционной смеси производится оборотной водой в холодильнике поз. Т 109 до температуры не более 50 С, при этом происходит конденсация циклогексана.

Из холодильника поз. Т 109 газожидкостная смесь направляется в сепаратор поз. С 110, где жидкий циклогексан отделяется от циркуляционного газа. Отделение жидкости в сепараторе поз. С 110 достигается за счет тангенциального ввода исходной смеси и внутреннего сепарационного устройства. Жидкий циклогексан из сепаратора поз. С 110 выводится в сборник — сепаратор поз. Е 129 за счет разности давления в сепараторе поз. С 110, и сборнике поз. Е 129.

Газы из сепаратора поз. С 110 (циркуляционный газ), содержащие следы жидкого циклогексана, проходят сепаратор поз. С 171. Температура циркуляционного газа после сепаратора поз. С 110 поддерживается, не более 45 С. Предусмотрен вывод циклогексана из сепаратора поз. С 171 автоматически по уровню сборник поз. Е 129.

Компрессор дожимает циркуляционный газ с 1,6 1,8 МПа до 1,8.

2,0 МПа и возвращает в агрегат гидрирования. Величина перепада давления до 0,2 МПа за счет компремирования газа. Увеличение перепада свыше 0,2 МПа происходит при росте сопротивления слоев катализатора в аппаратах поз. К 105, Р 107, Р 108.

В связи с тем, что исходная АВС содержит до 5% объемных инертных газов, производится их отдувка из цикла. Отдувочный газ выводится из цикла с таким расчетом, чтобы циркуляционный газ, поступающий на всас компрессора поз. В 112, содержал водорода от 20 до 50% по объему. Отдувочный газ выводится по анализу на содержание водорода через клапан, установленный на линии выдачи отдувочного газа из сепаратора поз. С 117.

Отдувочный газ направляется на охлаждение в холодильник поз. Т 116 захоложенной водой. При охлаждении отдувочного газа происходит конденсация циклогексана. Температура газожидкостной смеси после холодильника поз. Т 116 поддерживается не более 25С. Газ, и сконденсированный циклогексан поступают в сепаратор поз. С 117, где происходит отделение сконденсированного циклогексана из газовой фазы.

Газ после сепаратора поз. С 117, содержащий не более 0,5% об циклогексана, направляется на факельную установку стадии 100 (корп.3008/₂) или в случае остановки факельной установки стадии 100 на сбросную свечу.

Циклогексан из сепаратора поз. С 110 дросселируется в сборник поз. Е 129, в котором поддерживается давление не более 0,35 МПа Газы, выделившиеся при дросселировании из сборника поз. Е 129, поступают в теплообменник поз. Т 130, где охлаждаются до 20С, захоложенной водой. Циклогексан, сконденсировавшийся из газов, стекает в сборник поз. Е 129, а газы дросселирования направляются в линию отдувочных газов.

Циклогексан из сборника поз. Е 129 выдается в отделение органических полупродуктов корп. 3004. [3].