[发明专利]苯加氢制备环己烷的方法和其应用及装置

说明书

本发明涉及一种加氢方法，具体涉及一种苯加氢制备环己烷的方法，所述方法包括采用二级或更多级反应器串联，其中第一级反应器为搅拌鼓泡釜式反应器，最后一级反应器为气相固定床反应器，采用更多级反应器串联时，每级在第一级反应器和最后一级反应器之间的反应器为搅拌鼓泡釜式反应器或气相固定床反应器；并且用于搅拌鼓泡釜式反应器中的苯加氢催化剂为水热法合成的氧化硅负载的镍催化剂，用于气相固定床反应器中的苯加氢催化剂为负载型镍基苯加氢催化剂。本发明还涉及所述方法的应用及用于所述方法的装置。

技术领域

本发明涉及一种加氢方法，具体涉及一种苯加氢制备环己烷的方法。本发明还涉及所述方法的应用及用于所述方法的装置。

背景技术

环己烷是一种重要的有机化工原料。它无色、易流动、有刺激性气味，主要用于生产环己醇、环己酮、己内酰胺、己二胺和己二酰等产品，并且能溶解多种有机物，毒性比苯小，是纤维素醚、树脂、蜡、油脂、沥青和橡胶的优良溶剂。目前工业上90％以上的环己烷是由苯加氢制备而来，其生产工艺技术比较成熟，常用的催化剂有镍系以及铂系、钯系等贵金属系催化剂。其中镍铝体系催化剂因有较好的活性和相对低廉的价格在现有工业装置上被广泛应用。但目前工业上使用的镍铝体系催化剂的活性温度范围较窄，苯加氢为放热反应，当热量传递出现问题时，易出现“飞温”现象，造成副产物增加，操作上很难控制。

解决“飞温”问题有两种方法。一种方法是改进催化剂，目前最常用的氧化铝负载镍系催化剂的缺点很大程度上是由于催化剂中镍含量较高，镍在载体表面堆积，分散度不高，镍的有效利用率低，且在高温下镍与载体氧化铝相互作用形成镍铝尖晶石，使催化剂难以还原并失去催化活性。中国专利CN1546230提供了一种采用共沉淀法制备氧化镍与氧化稀土的混合物苯加氢催化剂的方法。中国专利CN1210759A提供了一种采用溶胶-凝胶法制备镍系苯加氢催化剂的方法。中国专利CN1082388C提供了一种采用溶胶-凝胶法制备低镍含量苯加氢催化剂的方法。中国专利CN1322923C提供了一种铂系苯加氢催化剂。中国专利CN102755909A提供了一种离子液体型苯加氢制备环己烷催化剂，但转化率不高。上述在先发明的出发点或者是改进镍在载体上的分布，或者是用更高效的金属代替镍。另一种解决“飞温”问题的方法是改进工艺过程。如中国专利CN101289365B提供了一种低温苯加氢的方法。中国专利CN1271711A提出了相变法苯加氢制备环己烷工艺。综上所述，目前在改进苯加氢制备环己烷催化剂和工艺上有不少成果，但鲜有将二者结合起来的案例，或者即使将这两者结合起来，但是也具有采用的全部是气相固定床反应器串联，与液相反应相比，温度不容易控制的问题；或者采用了液相反应，但是并非水相反应(例如为离子液体)，比热较小，容易升温和/或粘度较大，不容易散热等问题，并不能完全解决现有技术中存在的“飞温”问题。因此，本领域亟需一种能够将催化剂改进与工艺过程改进结合起来，克服现有技术中存在的“飞温”问题和/或提高苯的转化率和/或环己烷的选择性的新的苯加氢制备环己烷的方法。

发明内容

针对现有技术中存在的苯加氢制备环己烷方法温度控制困难，易产生“飞温”的问题，本发明提出一种新的苯加氢制备环己烷的方法，能够使反应更加温和进行，更易于控制，和/或保持高的苯的转化率和/或环己烷的选择性。

本发明的苯加氢制备环己烷的方法包括采用二级或更多级反应器串联，其中第一级反应器为搅拌鼓泡釜式反应器，最后一级反应器为气相固定床反应器，采用更多级反应器串联时，每级在第一级反应器和最后一级反应器之间的反应器为搅拌鼓泡釜式反应器或气相固定床反应器；并且用于搅拌鼓泡釜式反应器中的苯加氢催化剂为水热法合成的氧化硅负载的镍催化剂，用于气相固定床反应器中的苯加氢催化剂为负载型镍基苯加氢催化剂。采用更多级反应器串联时，所述每级在第一级反应器和最后一级反应器之间的反应器可以相同或者不同。

在本发明的一个优选的实施方式中，所述搅拌鼓泡釜式反应器中反应介质为水。

值得注意的是，由于液体比气体温度更加容易控制，本领域的技术人员可以理解的是，与采用两个或多个气相固定床反应器串联的方法相比，本发明的方法更加容易控制温度。