环己醇装置加氢催化剂及母液回收利用

鲁来勇,申全胜,李俊超,马子峰,许文博

(河南首恒新材料有限公司,河南 许昌 461000)

0 前言

环己醇装置是年产20万t环己酮装置的配套工程。该项技术的核心为：以苯、氢气为原料,采用具有世界先进水平的苯部分加氢工艺,苯在催化剂的作用下部分加氢生成环己烯和环己烷,环己烯经水合生成环己醇产品,副产的环己烷经过精制后外销。该方法具有安全、节能、环保、操作便利等优点。环己醇装置由苯预处理系统、苯加氢反应系统、萃取精馏系统、水合反应系统、环己醇分离精制系统、环己烷精制系统6个主要工序和加氢催化剂再生、水合催化剂再生、废水处理、公用工程四个辅助工序组成。

1 存在问题

在苯部分加氢反应过程中,加氢催化剂包括主催化剂钌锌催化剂、母液硫酸锌、分散剂氧化锆、辅助催化剂氢氧化锌等四种成分,以浆液的状态催化反应。催化剂在加氢反应沉降槽内与反应油物料静置分离后,催化剂浆液从沉降槽下部,经加氢催化剂泵循环送至第一加氢反应器继续参与加氢反应。反应油物料经溢流堰进入加氢闪蒸罐闪蒸分离出氢气,但在生产运转过程中会有一部分母液和少量加氢催化剂,随反应油物料带出进入下一道工序,该母液中含有硫酸锌还需在进下一步工序除掉,防止堵塞脱水塔塔板,造成硫酸锌和加氢催化剂的浪费。因此随着苯加氢反应技术的发展,如何降低催化剂的消耗,是亟待解决的问题。

加氢反应系统,以苯和氢气为原料,在加氢催化剂的作用下发生部分加氢反应,其最终的主要产物为环己烯、环己烷。预处理过的苯,经加氢反应器泵进料泵升压后,送入第一加氢反应器底部的液相分布器内。氢气经压缩机升压6.0 MPa,送至第一加氢反应器,第二加氢反应器底部的气体分布器内,催化剂浆液从加氢沉降槽由加氢催化剂浆液循环泵送入第一加氢反应器底部,加氢催化剂循环运转。在加氢反应器内,经搅拌器搅拌使苯、氢气和催化剂浆液均匀混合进行反应,反应温度控制在125～135 ℃,反应压力控制在4.0～5.0 MPa。

经过第一反应器反应后的物料和催化剂浆液的混合物靠位差流入第二加氢反应器内,第二加氢反应器内物料靠位差流入氢沉降槽。在加氢沉降槽中催化剂和反应油静置分离,相对密度大的催化剂浆液下沉至加氢沉降槽底部,经催化剂循环泵抽出返回到第一加氢反应器底部;相对密度轻的油相上浮进入上部溢流堰内,依靠压差送至加氢闪蒸罐。在加氢沉降槽中要分离好催化剂浆料和油相,控制好油水的界面,以免催化剂浆液流出造成后处理的脱水系统腐蚀和高价催化剂的损失。加氢闪蒸罐的物料,闪蒸除去氢气,反应油从加氢闪蒸罐中下部流出,送至脱水塔系统。加氢闪蒸罐下部设有水包,积存脱盐水、硫酸锌和少量加氢催化剂排入废水收集罐内,每小时约有1 t含有硫酸锌脱盐废水排至废水收集管内。改造前工艺流程见图1。

图1 改造前工艺流程图

2 技术改造方案

为了解决上述问题,通过技术改造回收加氢闪蒸罐下部带出的加氢催化剂、母液硫酸锌和脱盐水。下部水包至废水收集罐,新增三通甩头,通过新增调节阀控制回收量,将回收管线引至加氢反应再生系统,利用催化剂再生系统催化剂煮沸罐回收,流失的加氢催化剂、母液和脱盐水。有效地减少了催化剂母液和加氢催化剂的损失,增大了生产效率,节省了企业成本。

所采取的技术方案为：一种加氢催化剂母液及加氢催化剂回收系统。该系统包括加氢闪蒸罐、加氢催化剂煮沸罐、加氢催化剂输送泵。所述的加氢闪蒸罐下部设置分离水与物料的水包,同时设置界面计。水包的出口设置管线去加氢催化剂再生煮沸罐,加氢催化剂再生煮沸罐下部与加氢催化剂输送泵相连,通过加氢催化剂输送泵将再生后的催化剂和回收的母液及少量的加氢催化剂输送至第一加氢反应器内。

改造后工艺流程见图2。

图2 改造后工艺流程图

加氢闪蒸罐下部设置水包,将随物料一块进入加氢闪蒸罐的母液及少量催化剂和脱盐水收集。加氢闪蒸罐设有界面计。通过界面计和调节阀来控制加氢闪蒸罐内物料与母液的界面,避免界面过低物料进入加氢催化剂再生煮沸罐,导致再生催化剂中带油影响再生效果。界面过高会导致母液和少量加氢催化剂进入脱水单元,造成母液和少量加氢催化剂浪费。回收的催化剂母液、加氢催化剂和脱盐水,一同随再生后加氢催化剂,利用催化剂输送泵打入第一加氢反应器内。实现了催化剂、母液和脱盐水的回收利用,减少催化剂母液硫酸锌的添加量,偶尔流失带出的加氢催化剂得到回收,同时脱盐水得到回收利用,减少废水处理系统的废水处理量,节省了企业的生产成本。

指标控制：水包界面控制在30%～60%,界面高低通过水包排放管线界面调节阀控制,加氢催化剂再生煮沸罐液位控制在30%～60%,液位高低通过催化剂输送泵行程进行调节。

3 实施效果

①将随物料流出的母液及少量加氢催化剂通过水包进行再次静置分离,利用压差送往加氢催化剂煮沸罐后,随着再生后的加氢催化剂进入加氢反应系统。实现了催化剂母液及少量加氢催化剂的回收,达到节省了企业成本的有益效果。②回收加氢闪蒸罐水包中的脱盐水,节约了水资源,同时降低了污水处理系统的负荷,达到了企业节能降耗的目的。③经济指标：年节省加氢催化剂约5 kg,加氢催化剂约10万元/kg,节省约50万元;年节省硫酸锌约2 t,每吨0.8万元,节约1.6万元;节省脱盐水约70 kg/h,年运转时间8 000 h,节省脱盐水560 t,每吨16元,年节省0.9万元。年总计节约52.5万元。

4 结语

通过技术改造后,加氢催化剂及母液得到回收利用,减少了高价加氢催化剂流失和后工序废水大量产生,从源头上解决了资源的浪费。实现了催化剂母液及少量加氢催化剂的回收,降低催化剂母液添加的频率,减少了生产投入消耗,节省了企业生产成本,为企业高质量发展提供有力保障。