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1、第17卷增刊平顶山师专学报Vol.17Addition2002年8月JournalofPingdingshanTeachersCollegeAug.2002苯部分加氢催化剂的反应条件及其影响因素李海涛 , 于新功 , 宋红光(中国神马集团化工一厂,河南平顶山 467013)[摘 要]根据加氢催化剂的组成、性质、特点,从化学反应动力学的角度论述了加氢催化剂对反应条件的影响因素及控制措施1[关键词]加氢催化剂;反应条件;影响因素+[中图分类号]TQ3141242[文献标识码]A[文章编号]1008-5211(2002)S
2、0-0039-021 引言苯部分加氢生产环己烯是中国神马集团20世纪90年代初从日本旭化成公司引进的、具有世界先进水平的新技术,是旭化成公司首次转让的专利技术,也是世界上第二套采用该工艺的生产装置,国内没有同类型的装置1其核心技术苯部分加氢反应所用的催化剂现只有旭化成一家生产,我公司现用加氢催化剂只能从旭化成进口,非常昂贵1因此对该催化剂的研究,成了我们消化吸收该技术的关键1延长催化剂的使用寿命,成了我们降低生产成本的重要手段1自1998年开车以来,我们对该催化剂进行了认真学习研究,取得部分成果1保证了该装置长期、稳定、
3、低消耗运行12 反应器及催化剂构成211 苯部分加氢反应器采用的是搅拌鼓泡反应器1反应器采用二级串联全混流反应器,反应物同时加入一级反应器,在一级反应器中分别设有气体分布器和流体分布器1反应器下游设一分离罐,催化剂在分离罐分离后循环到一级反应器,该反应为放热反应,有热移除装置1212 催化剂构成1加氢反应器的催化剂由以下4种成分组成121211DH催化剂———主催化剂1是由金属Ru和Zn盐形成的粒子,平均结晶径为5nm,该值随着运转增加121212ZrO2(氧化锆)1提高DH催化剂分散性,增加DH催化剂有效接触面的同时,
4、可通过DH催化剂的凝聚,抑制结晶子径的增大121213 催化剂母液(ZnSO4)1硫酸锌有4%的水溶液在加氢反应器催化剂浆液中成为母液121214 氢氧化锌(Zn(OH2))———助催化剂1与母液硫酸锌反应,生成硫酸锌和氢氧化锌的复盐(ZnSO41nZn(OH)2)1该复盐存在于DH催化剂旁边,给主催化剂带来化学性质的影响,使催化剂性能发生变化13 反应原理311 苯部分加氢反应为复合反应,由两个平行反应和两个串级反应构成,反应均为放热反应131111H2从气相主体进入水相,并扩散到催化剂颗粒表面1苯从油相进入水相再扩散
5、到催化剂表面131112 氢、苯被吸附在活性点上1部分氢由催化剂表面向催化剂的孔道扩散131113 被吸附在活性点上的氢、苯发生加氢反应131114 产物C6H10、C6H12脱吸进入水相131115 产物扩散进入油相1312 加氢反应条件因素及其影响31211 反应温度1提高反应温度后,苯转化率以及环己稀选择性同时增高,但在150°C以上,DH催化剂晶子粒径增大速度过快1另外,氢的吸附速度也变快,其结果是活性下降速度变快131212 反应压力(氢分压)1当提高氢分压时,环己稀选择性增加,同时氢吸附速度也变快,活性下降速
6、度也变快131213DH催化剂粒子上的锌浓度1当提高锌浓度时,环己稀选择性升高,同时活性下降1当下降到015%以下时,环己稀转化率明显减低1[收稿日期]2002-03-17[作者简介] 李海涛(1972-),男,河南省襄城县人,中国神马集团化工一厂助理工程师。·40· 平顶山师专学报 2002年31214 硫酸锌水溶液浓度1提高硫酸锌水溶液的浓度后,催化剂上锌溶解度变大,催化剂粒子上的锌浓度降低,环己稀选择性降低131215 催化剂浆液中的DH催化剂浓
7、度1提高硫酸锌水溶液的浓度后,物料流动性变坏,环己烯选择性变低131216DH催化剂和分散剂的混合比率1提高DH/ZR比时,催化剂晶子粒径增大速度变快,将导致催化剂活性下降;降低DH/ZR比时,物料流动变坏,传质情况变糟,环己烯选择性变低131217 浆液循环量和苯供给量的比率1水相是反应的场所,在反应区,保证水相成连续相131218 搅拌动力1搅拌主要是将油水相均匀混合,保证催化剂颗粒的分散程度,以加快传质和反应的进行1搅拌过小,氢吸附不好,传质变坏,将使向生成的环己烯离子一侧的萃取变差1环己烯选择性下降1搅拌动力过大
8、,催化剂颗粒直径变大的速度加快14 活性下降原因分析从理论上讲,催化剂活性下降有其自身的原因,但在苯部分加氢反应中,操作也有影响1催化剂活性下降原因,大致有3种:411 微量杂质引起的催化剂中毒141111 由催化剂中毒引起的老化因素14111111 金属离子(Fe、Cr、Ni、Mo)达到一定浓度以上时,会降低环己烯
