сірки - до 2 мг/м3.
2.3 Вплив температури на процес гідрування
Була проведена серія дослідів при тиску 20 ат., об'ємної швидкості водню 2000 ч-1 і температурах 150, 175, 200, 250, 300 і 350 В° С/6 /. Залежність ступеня перетворення бензолу від величини, зворотної навантаженні, при різних температурах представлена ​​на рис. 2.2. p> Як видно з графіка, при 200 В° С повніше перетворення бензолу досягається при навантаженнях близько 3,5 год-1. Із збільшенням температури активність каталізатора знижується, і при 350 В° С ступінь гідрування бензолу у всьому діапазоні навантажень не перевищує 0,82.
Залежність ступеня перетворення бензолу від величини, зворотної навантаженні, при різній температурі
1 - 175 В° C; 2 - 200 В° С; 3 - 250 В° С; 4 - 300 В° С; 5 - 350 В° С.
З даних, наведених на рис.2.3, випливає, що криві, що описують залежність ступеня перетворення бензолу від температури при постійного навантаження, проходять через максимум, що відповідає ~ 200 В° С.
Залежність ступеня перетворення бензолу від температури при різному навантаженні по сировині (пунктирна крива побудована за даними дослідів, в яких температуру гідрування знижували з 350 В° С до 150 В° С)
1 - V = 5 ч-'; 2 - V = 10 ч-'; 3 - V = 20 ч-'
Результати аналізу гідрогенізату показують, що при температурах вище 200 В° С в продуктах гідрування з'являється ряд домішок, сумарна кількість яких з підвищенням температури зростає. Гідрогенізат, одержуваний при 350 В° С і навантаженні близько 1,8 ч-', містить 82% циклогексану і до 10% домішок.
Кількість які виникають домішок, які є продуктами розкладання та ізомеризації циклогексану, залежить також від його концентрації в гідрогенізат. При 350 В° С вміст циклогексану в продуктах реакції знижується не тільки в результаті часткового його розкладання, але і внаслідок зменшення активності каталізатора.
Таким чином, можна вважати, що в разі гідрування бензолу при температурах вище 200 В° С утворюються продукти розкладання циклогексану, які адсорбуються на поверхні каталізатора, істотно знижуючи його активність.
2.4 Опис технологічної схеми
За обраною для розрахунку технологічною схемою процес ведуть в паровій фазі на нікельхромовие каталізаторах під тиском до 2 МПа, при максимально допустимій температурі 240 В° С, об'ємної швидкості по рідкому бензолу 0,8-1,0 ч-В№ і молярному відношенні Н2: N2: С6Н6 = (5-6): (2-3): 1. У цих умовах ступінь конверсії бензолу становить 90-95%. Схема потоків процесу отримання циклогексану наведена на рис. 2.1. /1/
Схема гідрування бензолу
В
Рис. 2.1
1 - насос; 2 - теплообмінник; 3 - підігрівач; 4 - компресор; 5 - колона форконтакта; 6 - реактор трубчастий; 7 - Сепаратор; 8 - колонний реактор; 9 - холодильник-конденсатор; 10, 12 - сепараційні колони; 11, 13 - холодильники; 14 - збірник.
Бензол зі складу відцентровим насосом 1 подається в трубне простір теплообмінника 2. Тут він випаровується, змішується з циркуляційним газом і свіжим воднем, і суміш нагрівається за рахунок тепла реакційної суміші, що надходить з реактора 8.
Для створення необхідного співвідношення газ: бензол (8:1) передбачається циркуляція газу компресором 4. Свіжий водень подається в нагнетательную лінію компресора 4 таким чином, Щоб за допомогою регулятора підтримувати автоматично постійний тиск в циклі.
З теплообмінника 2 вихідна суміш надходить у паровий підігрівач 3, який служить для нагріву газу при пуску, а при нормальній роботі лише гарантує підтримку бензолу в пароподібному стані. Далі суміш надходить у колону форконтакта 5, де на мідь-магнієвому каталізаторі сировину очищається від сірчистих сполук. Очищена суміш (Вміст сірки менше 00001%) надходить в реактори гідрування. p> У перший трубчастий реактор 6 завантажується близько 40% від загальної кількості каталізатора, що забезпечує перетворення близько 90% подаваного бензолу. Тепло реакції знімається киплячій в міжтрубному просторі водою. У другій реактор 8 колонного типу завантажується решта кількості каталізатора. Тут перетворення бензолу досягає 99,9%. Тепло реакції в реакторі 8 знімається робочою сумішшю. Прийняте розподіл каталізатора по реакторам обумовлено кінетичними закономірностями реакції гідрування.
Пар, що виходить в результаті випаровування конденсату в міжтрубному просторі реактора 6 (близько 1 т на 1 т циклогексану), більшою частиною використовується як теплоносій на. самій установці (в підігрівачі 3 і ін.)
Реакційна суміш з реактора 8 охолоджується в міжтрубномупросторі теплообмінника 2, віддаючи тепло на випаровування бензолу і нагрів вихідної суміші. Подальше охолодження реакційної суміші, і конденсація циклогексану відбуваються в холодильнику-конденсаторі 9, охолоджуваному зворотному водою. Газорідинна суміш з холодильника 9 з температурою 35 В° С на...
