一種對環己酮脫氫氣體進行增壓的方法及裝置與流程

本發明涉及到環己酮苯加氫反應工藝，屬于己內酰胺化工工藝及設備的具體范疇，具體為對環己酮脫氫氣體進行增壓的方法及裝置。

背景技術：

環己酮苯加氫工藝中氫氣和苯在一定的溫度和壓力下通過鎳催化劑固定床層時，被催化劑吸附的氫分子離解成氫原子，并與吸附的苯分子發生加氫反應，生成環己烷，并放出大量熱量。苯加氫的反應理論上氫氣與苯的摩爾比是3:1，為保證苯反應完全，將氫氣控制過量。本反應的氫氣有三個來源：新鮮氫氣、脫氫氫氣、循環氫氣，其中新鮮氫氣加脫氫氣與苯的摩爾比仍是3:1，但反應后的尾氣用壓縮機打循環，從而保證進反應器的氫苯比可以達到4.0~4.5:1。由于環己醇脫氫反應是常壓，而苯加氫是在0.7MPa高壓下進行，因此脫氫氣需要壓縮機增壓后送入苯加氫系統。

目前國內年產10萬噸環己酮裝置中，循環氫氣（稱為循環氣）及脫氫氣均采用活塞式壓縮機進行增壓，一方面電耗較高，二是部件較多，切換維修時對生產波動較大，另外設備安全風險較大。因此尋求一種高效、安全、節能的增壓裝置和方法很有必要。

技術實現要素：

本發明的目的提供一種對環己酮脫氫氣體進行增壓的方法及裝置，能夠降低設備運行風險，進一步降低生產成本。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：一種對環己酮脫氫氣體進行增壓的方法，其步驟為：

將新鮮氫氣及環己醇脫氫氣進行一次混合，控制壓力為0.75~0.9MPa，然后將一次混合后的氣體與循環氫氣進行二次混合，控制壓力為0.65~0.8MPa，完成環己酮脫氫氣體的增壓。

所述的新鮮氫氣來自外界，其壓力為1.5~1.8MPa。

所述一次混合和二次混合均采用噴射增壓器；一次混合時，新鮮氫氣作為工作介質，環己醇脫氫氣作為引射介質；二次混合時，第一次混合后的氣體作為工作介質，循環氫氣作為引射介質。

所述的環己醇脫氫氣為常壓氣體（壓力為5~10KPa）；循環氫氣的壓力為0.6~0.75MPa。

所述二次混合后得到的氣體送入苯加氫系統進行利用。

一種對環己酮脫氫氣體進行增壓的裝置，包括第一噴射增壓器和第二噴射增壓器，第一噴射增壓器的工作介質進口連接新鮮氫氣管道，引射介質進口連接環己醇脫氫氣管道，第一噴射增壓器的出口連接第二噴射增壓器的工作介質進口，其引射介質進口連接循環氫氣管道。

所述第一噴射增壓器和第二噴射增壓器均由緩沖罐及多個噴射泵組成，噴射泵包括依次設置的工作介質入口、混合室、喉管及擴散管，混合室還設有引射介質入口，工作介質入口與引射介質入口垂直，擴散管位于緩沖罐內。

所述緩沖罐的中部設有濾芯層，擴散管的出口處位于濾芯層的下方，緩沖室在濾芯層的上方還設有混合氣體出口。

該裝置設有DCS控制系統，根據脫氫氣及循環氣量，自動控制原料氫氣的進氣量，使壓力及配比更為合理。

本發明中利用的新鮮氫氣及脫氫氫氣含氫在99%以上，新鮮氫氣與苯的摩爾比仍是3:1，但利用苯裝置使反應后的尾氣打循環，這樣就保證了進反應器的氫苯比可以達到4.0~4.5:1，而尾氣排空少，甚至有時全部打循環，只是在尾氣含氫較低時少量、間斷排空，有利于提高轉化率和降低氫氣消耗。由于有循環氫的流量，使得進反應器床層的氣體流速增加了，有利于拉長反應帶，使苯加氫的反應熱點溫度下降，減少了副反應，提高了收率。由于尾氣基本上不排空，也就避免了因排空造成的氫氣和環己烷的損失，在降低消耗、安全、環境保護上有重要的意義和作用。

本發明采用二級混合噴射的工藝路線，利用申請人單位提供的中壓原料氫作為一級工作介質流體，和環己醇轉化后的脫氫氣等引射介質流體進到混合室中，進行速度的均衡，通常還伴隨壓力的升高，流體從混合室出來進入擴散器及緩沖罐，壓力將繼續升高，達到0.75~0.9MPa。該混合氣作為二級工作介質流體，引入循環氫氣介質進二次混合，其通過機械能與勢能的相互轉換，滿足工藝要求，達到節能降耗的目的，具有工藝簡單、生產穩定的特點。

本發明采用氣體噴射的原理，選用的噴射增壓器比傳統的壓縮機，每年可節省電消耗費用115.872萬元、節省維修費用17萬元。

該噴射裝置結構簡單，部件少，在目前工藝條件下，氣質較干凈，磨損小，壽命長，一般3年內不必檢修，減少設備檢修及設備部件磨損振動跳閘引起的安全風險。

附圖說明

圖1為本發明裝置的結構示意圖；

圖2為噴射泵的結構示意圖；

圖3為噴射增壓器的俯視圖。

具體實施方式

下面結合實施例來進一步說明本發明，但本發明要求保護的范圍并不局限于實施例表述的范圍。

實施例1：

如圖1所示，將1.80MPa的新鮮氫氣A作為工作介質送往第一噴射增壓器，和作為引射介質的環己醇轉化后的脫氫氣B混合，進行速度的均衡，壓力升高至0.75~0.9MPa，該混合氣作為第二工作介質流體C，進入第二噴射增壓器，將0.65MPa的循環氫氣介質作為引射介質D，通過加壓達到工藝要求的0.65~0.8MPa的混合氣，該混合氣E送入加氫反應器。

實施例2： 1.80MPa的新鮮氫氣原料作為通過支管送往第一噴射增壓器，和作為引射介質的環己醇轉化后的脫氫氣混合，進行速度的均衡，壓力升高至0.85MPa，該混合氣作為第二工作介質流體，進入第二噴射增壓器，將0.65MPa的循環氫氣介質作為引射介質，通過加壓達到工藝要求的0.7MPa的混合氣，該混合氣送入加氫反應器。

實施例3： 1.50MPa的新鮮氫氣原料作為通過支管送往第一噴射增壓器，和作為引射介質的環己醇轉化后的脫氫氣混合，環己醇脫氫氣的壓力為5KPa，進行速度的均衡，壓力升高至0.75MPa，該混合氣作為第二工作介質流體，進入第二噴射增壓器，將0.6MPa的循環氫氣介質作為引射介質，通過加壓達到工藝要求的0.65MPa的混合氣，該混合氣送入加氫反應器。

實施例4： 1.60MPa的新鮮氫氣原料作為通過支管送往第一噴射增壓器，和作為引射介質的環己醇轉化后的脫氫氣混合，環己醇脫氫氣的壓力為8KPa，進行速度的均衡，壓力升高至0.8MPa，該混合氣作為第二工作介質流體，進入第二噴射增壓器，將0.70MPa的循環氫氣介質作為引射介質，通過加壓達到工藝要求的0.75MPa的混合氣，該混合氣送入加氫反應器。

實施例5： 1.70MPa的新鮮氫氣原料作為通過支管送往第一噴射增壓器，和作為引射介質的環己醇轉化后的脫氫氣混合，環己醇脫氫氣的壓力為10KPa，進行速度的均衡，壓力升高至0.9MPa，該混合氣作為第二工作介質流體，進入第二噴射增壓器，將0.75MPa的循環氫氣介質作為引射介質，通過加壓達到工藝要求的0.8MPa的混合氣，該混合氣送入加氫反應器。

一種對環己醇脫氫氣體進行增壓的裝置，包括第一噴射增壓器1和第二噴射增壓器2，第一噴射增壓器的工作介質進口連接新鮮氫氣管道3，引射介質進口連接環己醇脫氫氣管道，第一噴射增壓器的出口連接第二噴射增壓器的工作介質進口，其引射介質進口連接循環氫氣管道。

進一步地，所述第一噴射增壓器和第二噴射增壓器均由緩沖罐4及多個噴射泵5組成，噴射泵包括依次設置的工作介質入口、混合室、喉管及擴散管，混合室還設有引射介質入口，工作介質入口與引射介質入口垂直，擴散管位于緩沖罐內。

進一步地，所述緩沖罐的中部設有濾芯層6，擴散管的出口處位于濾芯層的下方，緩沖室在濾芯層的上方還設有混合氣體出口。

進一步地，該裝置的每級調壓單元由噴射泵（含噴射器、混合室、擴散器）及緩沖罐、調節模塊（壓力/流量檢測控制單元、調節閥）組成，調節模塊由物料在線檢測（溫度、壓力、流速流量）、DCS控制系統9及調節閥門組成。

在新鮮氫氣管道3、第一噴射增壓的器緩沖罐4、第二噴射增壓器的緩沖罐4、環己醇脫氫分離器出口7、苯加氫分離器出口8（循環氫氣出口）安裝壓力變送器，在新鮮氫氣管道、第一至第二噴射增壓器緩沖罐管線上安裝調節閥。

以上所述僅為本發明的較佳實施例，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。