SRNA_4非晶态合金催化剂在己内酰胺加氢精制中的工业应用
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非晶态合金催化剂的制备及其在加氢反应中的应用XXX(XX大学 XX学院)摘要:本文介绍了非晶态合金催化剂的制备方法,其中,经过改性研究后的化学沉积负载法和添加第三组分化学沉淀法制得的催化剂有优良的催化活性和很高的热稳定性,因此这两种方法越来越受关注。
简述了非晶态合金催化剂在CO、CO2、烃类、羰基化合物和不饱和化合物等加氢反应中的应用,并展望了其前景。
关键词:非晶态合金;催化剂;制备方法;加氢Preparation of Amorphous Alloy Catalyst and Its Application in theHydrogenationAbstract:In this article, preparation methods of the amorphous alloy catalyst are introduced, the catalysts which prepared by modified Chemical deposition load method and add the third component chemical precipitation, are demonstrated excellent catalytic activity and high thermal stability.Therefore, the two methods are becoming more and more attention. It reviews the application in hydrogenation of CO、CO2、Hydrocarbons、carbonyl compounds and unsaturated compounds, and the application foreground are prognosticated.Key words:amorphous alloy;catalyst;preparation methods;hydrogenation自然界的各种物质的微观结构可以按其组成原子的排列状态分为两大类:有序结构和无序结构。
化工工程本科毕业论文:《探讨我国石油化工绿色化学与工程方面取得的成就》摘要:2003年国际上更加重视绿色化学与技术的研究开发,绿色化学被认为是应用于解决全球环保问题的多学科交叉的科学与工程.中石化己内酰胺生产中三套绿色新工艺从基础研究到工业化,证明我国科技人员具有开发崭新工艺以推动跨越式技术进步的能力.美国实现了从玉米工业化生产1,3-丙二醇和聚乳酸热塑体,表明从可再生资源生产大宗有机化工产品不仅技术可行,而且经济合理,具有里程碑意义.最后回顾了2003年在离子液体、超临界反应工程和化工过程强化等领域的进展,这些领域都是可能导致绿色石化新工艺的科技前沿.引言回顾2003年,在石油化工绿色化学与工程方面,国内外均取得了广泛的进展,其中具有重要意义的事件有:(1)国际上召开了三次重要的绿色化学会议,进一步强调了绿色化学的重要性;(2)在国内,绿色石油化工技术,特别是在己内酰胺生产中一系列绿色化学技术实现了从基础研究到工业化的突破性进展;(3)从可再生植物资源生产大宗有机化工产的技术工业化,表明这条途径不仅技术可行而且经济合理.1.国际上对绿色化学更加重视的一年美国化学会于2003年9月在纽约举行的年会中,在“绿色化学:应用于解决全球环境问题的多学科的科学和工程”专题会议上,美国化学会主席Elsa Reichmanis在主旨报告中指出:能源、气候变化、人类健康和生物多样性相互深层次地交织在一起,而且与重大的经济、政治和社会问题相关联.美国化学会深信化学和化学工程能创新性地提供解决这些问题的答案,这些答案需要化学与工程采取与以往不同的途径去获得.在会议上,美国化学工程师学会主席Dianne Dorland也讲话,认为“绿色”一词不只是环保人员所专注,今天世界日益关心社区、国家和未来的可持续发展,因此,她深信作为化学家和化学工程师对全世界关心的问题肩负着特殊的使命,并且不能只停留在概念上,而要转化为实际行动[1].2003年5月国际工程学会在美国Sandestin主办了“绿色工程:定义原则”(Green Engineering: Defining the Principle)的会议,目的是确定一套绿色工程的原则以指导工程师在设计产品和工艺时,使其符合企业、政府和社会的需要,这包括了成本、安全、使用性能和对环境的影响.最后发表了“工程师工作框架的Sandestin原则”,提出了在工程项目中为全面实现绿色工程,工程师要遵循的9条原则.这9条原则是:(1)整体考虑工艺过程和产品,使用系统分析与集成的方法来评估对环境的影响;(2)保障并改善自然生态系统,同时也要保护人类健康和生活安宁;(3)在工程活动中考虑整个生态循环;(4)尽可能保障所有的物质和能量安全并良性地输入和输出;(5)尽可能减少对自然资源的消耗;(6)努力减少废物产生;(7)在对当地地理和人文认知的基础上,开发和实施工程解决方案;(8)革新、创造和发明技术以实现可持续发展,在传统和主流工艺之上,创造性地提出工程解决方案;(9)让股东和社会共同积极参与工程解决方案的开发[2].2003年3月,在日本东京举行了“第一届绿色和可持续发展化学国际会议”( The First International Conference on Green & Sustainable Chemistry,简称GSC TOKYO-2003).GSC要求创造发明的化学技术,可以减少日益枯竭的原料的消耗,在整个产品的生产和使用过程中减少废物的排放,保障人类健康、安全和保护环境.会议上企业界、学术界和政府部门从经济、贸易、教育、科技等各方面介绍了经验和设想,最后发表了“GSC东京宣言”(GSC Tokyo Statements).2.国内绿色石化技术研发取得突出进展的一年在国家科技部973项目、国家自然科学基金委员会重大基础研究项目和中石化集团公司联合资助、组织领导下,经过全国有关科技人员十几年的努力,2003年中石化终于在重要化纤单体己内酰胺生产绿色化学技术的研究与开发中取得3项重要创新成果,实现了跨越式技术进步,其中有的成果属于原始性创新,为进一步集成为具有国际竞争力的成套先进技术奠定了基础. 2?1钛硅分子筛氨氧化制环己酮肟“原子经济反应”新工艺在己内酰胺生产中,关键的一步是从环己酮制造环己酮肟.根据国外采用钛硅分子筛催化氧化环己酮的发展动态,石油化工科学研究院1995年首先采用“重排-改性”新方法,研究成功活性优异、具有新颖空心结构的HTS型钛硅分子筛,1999年在长岭炼油化工有限公司投入工业生产;与中石化巴陵石化分公司合作开发了“单釜连续淤浆床反应器-无机膜过滤”新工艺,建设了600吨/年中试装置,克服了分子筛沉积在管线上、分子筛失活等一系列技术难点,最后成功地持续运转.由于采用“原子经济反应”,一步合成环己酮肟,避免了引进工艺中复杂的氨氧化、加氢与羟胺反应等步骤,实现了采用新反应带来的跨越式技术进步,新工艺反应步骤少、流程短、反应条件温和、投资运行成本低,经济和社会效益好.在中试基础上,一套7万吨/年工业装置已建成投产.2?2非晶态镍合金/磁稳定床己内酰胺加氢精制新工艺石油化工科学研究院从1984年起与东北大学材料系、复旦大学化学系合作,通过学科交叉把冶金工业中的骤冷法制备非晶态合金与化学中制备骨架合金的方法相结合,在克服了非晶态合金热稳定性差、新体系共熔点高等一系列困难后,终于研制成功SRNA-4等非晶态骨架镍合金,加氢活性显著高于工业上普遍使用的雷尼镍合金,在长岭炼油化工有限公司生产并在己内酰胺加氢精制釜式反应器中工业应用成功,显示了它的优越性.此外,利用SRNA-4非晶态镍合金具有铁磁性的特点,开发了磁稳定床己内酰胺加氢精制新工艺.磁稳定流化床是流化床反应器的一种特殊形式,它是在不随时间变化的轴向均匀外加磁场下形成的固相只有微弱运动的固定流化床,兼有流化床和固定床的优点.把非晶态骨架镍合金的高加氢活性、铁磁性与磁稳定流化床相结合,就形成了原创性构思的新工艺.经过小型试验、中试冷模试验后,在中石化巴陵分公司建成一套6000吨/年的工业示范装置,反应段内径仅300 mm,高4 m,而空速可高达30~50 h-1,为一般固定床的20~30倍.与原采用的釜式反应器相比,杂质加氢脱除的效果提高3~5倍,催化剂耗量降低50%以上,而且动力消耗较少,只是整个投资稍有增加.由于己内酰胺质量提高,可用于高速纺丝中,提高了产品售价.目前一套采用这一新工艺的3?5万吨/年己内酰胺工业装置已在石家庄化纤股份公司建成投产,一套7万吨/年己内酰胺工业装置正在中石化巴陵分公司建设.2?3环己烷仿生催化氧化新工艺多年来仿生催化一直是催化领域中的重要研究方向,但未能实现工业应用.湖南大学对“金属卟啉催化环己烷羟基化中环己酮形成机理”的基础研究,导致开发成功了具有原创性的环己烷仿生催化氧化新工艺.1999年中石化巴陵分公司和中石化巴陵石化公司与湖南大学合作,通过大量实验室实验、中试和5万吨/年工业试验,实现了“环己烷仿生催化氧化新工艺”工业化.与现有引进的无催化剂环己烷氧化工艺相比,具有明显优势:(1)单程转化率提高了2倍,大幅度降低了环己烷循环量,从而减少能耗,降低生产成本;(2)选择性高,环己醇、环己酮和过氧化物的选择性可达90%以上,其中醇、酮占75%以上.这样氧化物只需少量碱分解、中和,大大降低了废碱液的产生和污染物的排放.在原有装置扩能改造时,只需少量投资即可使生产能力翻一番,同时降低生产成本.上述这些成果形成了开发己内酰胺生产绿色化学成套技术的基础.与此同时,还开展了苯加氢制环己烷催化蒸发新工艺和环己酮肟固定床气相重排新工艺的研究.这样,再经过几年的努力,即有可能形成生产己内酰胺的绿色化学成套技术.上述三项绿色化学技术研究开发成功的经验,对于今后开发其他石油化工绿色新工艺也具有重要意义:(1)加强了信心.我国科技人员有能力开发成功具有自主知识产权和国际竞争能力的、先进独特的绿色化学技术,不仅能减少投资、降低成本,带来巨大经济效益,而且能有效地减少废物排放带来的环境污染.同时也说明绿色化学是实现我国石化工业可持续发展战略的重要途径.(2)以企业为主战场,选择与其生存发展紧密相关的关键技术进行攻关,才能调动企业的积极性.组织全国有关的优势科研单位和人才,以企业的重大需要为背景,进行导向性基础研究和开拓性探索,有利于形成原创性新构思去指导开发能推动跨越式技术进步的新工艺.在这一方面,国家科技部与国家自然科学基金委资助和组织实施的重点基础研究项目起了关键作用.同时,中石化集团公司参与联合资助这一类导向性基础研究,有利于结合生产实际,尽快把成果转化为生产力.(3)再次证实,新催化材料是创造发明新催化剂和新反应工艺的源泉,新反应工程知识是开发新反应工艺的重要途径,而新催化材料与新反应工程的学科交叉集成,往往更能带来原始性技术创新.3.利用可再生植物资源生产大宗石化产品取得突破的一年利用取之不尽、用之不竭的可再生植物资源生产大宗石化产品是实现可持续发展的长远战略目标,也是绿色化学的重要科研方向.2003年从玉米生产聚乳酸热塑体和1,3-丙二醇2种大宗石化产品的工业化,证实了这条可持续发展道路的技术可行性和经济合理性.2003年美国将绿色化学与工程方面的化学工程成就Kirkpatrick奖授予了Cargill Dow LLC,表彰其开发成功从玉米葡萄糖生产一种聚乳酸热塑体,用于生产化纤和包装材料[3].其制造工艺包括发酵、蒸馏、聚合等步骤,能耗比化学法低30%~50%,投资3亿美元的工厂已于2002年投产.DuPont和Genencor International合作建成由玉米生产1,3-丙二醇(PDO)装置,利用湿磨玉米所产的葡萄糖液,采用转基因改造的细菌和酵母经过两步转化为PDO,生产成本比化学法低25%,采用PDO所制聚合物已用于纺丝制造DuPont的新品牌Sorona聚合物[3],4?5万吨PDO/年的工厂于2003年投产.上述进展对利用可再生植物资源生产大宗石化产品具有里程碑意义.目前,美国利用可再生资源生产燃料和化工产品的长远规划已在实施.2003年12月美国Cargill在Blair,Neb工厂举行记者招待会,显示其工厂看起来十分像一个小型炼油厂或中等规模的化工厂,实际是一家玉米加工厂.利用附近农场生产的玉米生产高葡萄糖浆、乙醇和乳酸,还规划生产3-羟基丙酸(3-hydroxypropionic acid, 3-HP)、9-癸烯酸(9-docanoic acid, 9-DA)、多元醇(polyols,用于生产聚氨酯)3个系列产品.2003年DuPont与美国能源部国家可再生能源实验室合作开发“生物-炼油厂”(bio-refinery),投资7?7百万美元.它们将建立中试装置去考察生产工艺,利用玉米工厂的纤维素材料和淀粉生产富蛋白质生物质或植物油,由果糖生产1,3-丙二醇,其他将转化为燃料乙醇与电力.我国从植物油生产生物柴油已有一定基础,从我国原料的特色出发设想,可从野生植物油和菜子油等生产生物柴油和甘油,甘油再加工制备1,3-丙二醇等,同时也副产高附加值本论文由无忧论文网www.51lunwen的可生物降解的精细化工产品.4.推动绿色石油化工新工艺发展科技前沿的进展综观国际上催化新材料、新反应工程的研究前沿,离子液体、超临界反应工程和化工过程强化3个领域的导向性基础研究和开拓性探索,极有可能导致新一代绿色石化技术的出现,因此也简要回顾了这些领域2003年的进展.4?1离子液体离子液体是由有机阳离子和无机/有机阴离子组成、在室温下呈液态的低温熔融盐,它的熔点一般低于100 ℃[4,5].离子液体的蒸气压低,不挥发,可消除传统有机溶剂造成的环境污染,同时表现出可调控的酸性,因此被称为开发绿色石油化工新工艺的“新式武器”.BASF公司的BASIL工艺是首个使用质子离子液体的工业化过程,新工艺将生产烷氧基苯基膦的时空收率提高了80000倍.其他正在开发或研究、具有工业化前景的实例还有:(1)低碳烯如乙烯、丙烯、丁烯等聚合反应制备α-烯烃,许多阳离子型过渡金属复合物是优良的低聚催化剂,但是它们在非极性溶剂中的溶解性能通常很差.而含AlCl-4、PF-6或BF-4的离子液体既是极性溶剂又与金属中心具有弱配位作用,在烯烃聚合方面具有良好的应用前景.法国石油研究院开发的正丁烯二聚新工艺(Difasol工艺),以离子液体作溶剂,镍配合物作催化剂,反应在10 ℃、常压的缓和条件下进行,二聚体选择性高达97%,目前已完成中试试验.(2)环己酮肟的Beckmann重排制备己内酰胺采用发烟硫酸重排工艺,设备腐蚀严重,对环境不友好,且副产大量低价值的硫铵,生产成本高.在[Bupy][BF4]中用PCl5为催化剂进行环己酮肟的Beckmann重排反应,环己酮肟转化率和己内酰胺的选择性均接近100%,有可能替代发烟硫酸.(3)烃的环氧化反应是提高烯烃附加值的良好途径之一.传统的氧化方法产生大量副产物,选择性低.离子液体的非水反应环境可大大降低副产物的发生.比如,以甲基三氧化铼为催化剂,尿素过氧化氢为氧化剂,在[emim][BF4]均相体系中进行环己烯、环辛烯、苯乙烯等的环氧化反应,烯烃的转化率大于95%,对产物也有很高的选择性.4?2超临界条件下的催化反应化学反应中采用超临界CO2、丙烷和水等介质代替有害的溶剂和移动化学平衡是绿色化学研究的前沿[6],以下几个例子显示了它在开发绿色石化新工艺方面的潜力:(1)聚酯原料对苯二甲酸的制备,在H2O为溶剂、MnBr2催化剂的作用下,在400 ℃、反应时间小于20 s的连续氧化过程中,对苯二甲酸收率大于90%.与现有工艺相比,不需强腐蚀性的乙酸作溶剂,避免了催化剂生成的甲基溴化物,不需补充溶剂,具有开发成功绿色合成新技术的前景.(2)环己酮肟Beckmann重排制备化纤单体己内酰胺的过程中,在超临界水、375 ℃、微量矿物酸催化剂和反应时间小于1s的条件下,其转化率和选择性都达到99%,与现有工艺相比,不使用发烟硫酸作催化剂,环境友好.(3)碳酸二甲酯是聚酯和聚氨酯的主要原料,传统的生产工艺要使用甲基碘作为中间物,因此要消耗与二甲酯等当量的卤素.清洁的生产过程是用甲醇与CO2直接反应生成二甲酯,但常规条件下反应转化率很低.超临界CO2与甲醇在二烃基锡催化下制备二甲酯可得到很高的转化率.(4)环氧丙烷是重要的基本有机原料,目前采用氯醇法生产,不仅要使用有毒、危险的氯气作原料,而且还产生大量CaCl2废渣、含Cl污水等.将均相催化剂、H2和O2同时溶解于超临界CO2介质中,直接反应生成H2O2;然后进一步将丙烯引到反应体系中,便可直接生成环氧丙烷,转化率和选择性都接近100%.4?3化工过程强化过程强化是21世纪化学加工过程的发展方向,其目的是采用新设备和新技术,极大地减小设备体积或者极大地增加设备生产能力,显著地提高能量利用效率,大量地减少废物排放,其主要内容有设备小型化(高效化)和过程集成化等[7],是开发绿色石油化工新技术的另一“新式武器”.2003年AIChE春季全国会议的“过程强化”专题中,报告了这一领域的新进展,如用于高放热、爆炸性的H2气直接氧化制H2O2的微型反应器,用于以甲醇制氢的微通道、自热式重整反应器,微型膜蒸发器,带侧线重沸器和/或冷凝器的反应精馏塔器,反应蒸发的薄膜蒸发塔等;还有用于聚合反应的转盘反应器、催化板式反应器等.在这一方面,国内对悬浮催化蒸馏的研究已经取得良好进展.丙烯与苯烷基化的悬浮催化蒸馏工艺已开展中型试验,长链α-烯烃与苯烷基化正在建设中试装置.预期过程强化的新技术,会推动一些绿色石油化工新工艺的出现.。
以非晶态合金催化剂SRNA-4为固相的气液固磁稳定床的界面传质研究李(韦华);宗保守;李晓芳;孟祥坤;张金利【期刊名称】《中国化学工程学报(英文版)》【年(卷),期】2006(014)006【摘要】Gas-liquid (G-L) and liquid-solid (L-S) mass transfer coefficients were characterized in a gas-liquid-solid(G-L-S) three-phase magnetically stabilized bed (MSB) using amorphous alloy SRNA-4 as the solid phase. Effects such as superficial liquid velocity, superficial gas velocity, magnetic strength, liquid viscosity, and particle size were investigated. Experimental results indicated that the G-L volumetric mass transfer coefficients (KLa) increased along with the magnetic strength, superficial gas and liquid velocities. Proper increase of liquid viscosity promoted KLa only in the range of lower liquid viscosity. The external magnetic field made L-S mass transfer coefficients (Ks)in the G-L-S MSB lower than those of conventional fluidized beds. Ks in the MSB almost kept constant as the superficial liquid velocity and superficial gas velocity increased and decreased with the liquid viscosity and surface tension, while increased with the particle size Ks showed uniform axial and radial distributions except of small decreases close to the wall. Dimensionless correlations were established to estimate KLa and Ks of the MSB with SRNA-4 catalysts, which showed the average error of 5.4% and 2.5% respectively.【总页数】6页(P734-739)【作者】李(韦华);宗保守;李晓芳;孟祥坤;张金利【作者单位】School of Chemical Engineering, Tianjin University, Tianjin 300072, China;Research Institute of Petroleum Processing, SINOPEC, Beijing 100083, China;School of Chemical Engineering, Tianjin University, Tianjin 300072, China;Research Institute of Petroleum Processing, SINOPEC, Beijing 100083, China;School of Chemical Engineering, Tianjin University, Tianjin 300072, China【正文语种】中文【中图分类】O3因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
己内酰胺生产技术及市场分析聂颖,肖明(中国石化北京燕山石油化工公司研究院,北京102500)[摘要]介绍了己内酰胺的传统生产工艺以及新工艺的研究进展。
分析了国内外己内酰胺的供需现状及发展前景。
2010年,全世界己内酰胺的总生产能力约为4692kt ,消费量约为3930kt ,预计2015年消费量将达到约4500kt 。
2010年,我国己内酰胺的总生产能力为575kt ,消费量为1125kt ,预计2015年消费量将达到1500kt 。
提出了我国己内酰胺行业今后的发展建议。
[关键词]己内酰胺技术进展生产和消费市场前景收稿日期:2011-10-09。
作者简介:聂颖,工程师,现主要从事信息研究和管理工作。
己内酰胺(CPL )是一种重要的化工原料,主要用于生产尼龙6纤维、尼龙6工程塑料和薄膜等,其中,尼龙6工程塑料主要用于生产汽车、船舶、电子电器、工业机械和日用消费品的构件和组件等,尼龙6纤维可制成纺织品、工业丝和地毯用丝等;此外,己内酰胺还可用于生产月桂氮卓酮及抗血小板药物6-氨基己酸等,用途十分广泛。
1己内酰胺生产技术及其进展目前己内酰胺传统生产方法主要有环己酮-羟胺工艺、环己烷光亚硝化工艺以及甲苯工艺,其中环己酮-羟胺法为主要生产工艺。
新工艺也不断涌现,降低能耗物耗、简化生产流程、减轻设备腐蚀和环境污染以及减少副产硫酸铵是未来己内酰胺生产技术的发展方向。
1.1己内酰胺传统生产工艺1.1.1环己酮-羟胺法先分别制得环己酮和羟胺,两者合成环己酮肟,再经贝克曼重排得到己内酰胺。
中间原料环己酮可以由苯加氢得到环己烷后再氧化获得,也可以由苯酚直接氧化得到。
该方法因羟胺盐制备过程的不同,可以分为拉西法(HSO 法)、一氧化氮还原法(NO 法)以及硝酸根离子还原法(HPO 法)等[1]。
1.1.1.1拉西法拉西法(HSO 法)是工业上生产己内酰胺的最早方法,由德国Farben 公司(现BASF 公司)于1939年开发成功并实现工业化生产。
SRNA-4非晶态合金催化双环戊二烯液相加氢反应研究张香文;熊中强;米镇涛【期刊名称】《高校化学工程学报》【年(卷),期】2006(020)004【摘要】采用SRNA-4非晶态合金催化剂对双环戊二烯(DCPD)进行了加氢反应考察,研究了搅拌速度、温度、压力和催化剂浓度各条件对双环戊二烯加氢反应的影响.结果表明DCPD加氢反应为连串反应,中间产物主要为9,10-二氢双环戊二烯(9,10-DHDCPD)和少量1,2-二氢双环戊二烯(1,2-DHDCPD);DCPD易于加氢生成中间产物9,10-DHDCPD,其继续加氢为四氢双环戊二烯(endo-THDCPD)需要较为剧烈的条件.DCPD加氢过程选用两段法,第一段为温度110℃,第二段为130℃,压力均为1.5MPa,催化剂浓度1.18%.非晶态合金(催化剂)对DCPD的加氢反应活性明显高于Raney Ni,可进行1、2位加氢反应生成1,2-DHDCPD,并且催化剂用量少,反应温度和反应压力低,反应时间短,生成副产物少.【总页数】6页(P604-609)【作者】张香文;熊中强;米镇涛【作者单位】天津大学,化工学院,绿色合成与转化教育部重点实验室,天津,300072;天津大学,化工学院,绿色合成与转化教育部重点实验室,天津,300072;天津大学,化工学院,绿色合成与转化教育部重点实验室,天津,300072【正文语种】中文【中图分类】O623.122;O643.38【相关文献】1.非晶态合金NiB/Al2O3催化对氯硝基苯液相加氢制备对氯苯胺 [J], 周健;梅华;陈晓蓉;高传林;於德伟2.非晶态合金催化剂的制备与SRNA-4催化剂的加氢性能 [J], 吴慧军;沈刚;杨俊杰;慕旭宏3.SRNA-4非晶态合金催化剂在己内酰胺加氢精制中的工业应用 [J], 朱泽华;慕旭宏;宗保宁;闵恩泽4.以非晶态合金催化剂SRNA-4为固相的气液固磁稳定床的界面传质研究 [J], 李(韦华);宗保守;李晓芳;孟祥坤;张金利5.Ni-W-P非晶态合金催化剂的制备及催化硝基苯液相加氢性能 [J], 程庆彦;王明明;张凯;王延吉因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
第18卷第1期 化学反应工程与工艺 V ol18,N o1 2002年3月 Che m ical R eacti on Engineering and T echnol ogy M ar, 2002文章编号:1001-7631(2002)01-0026-05磁稳定床反应器中己内酰胺加氢精制过程研究孟祥 1, 宗保宁1, 慕旭宏1, 闵恩泽1,朱泽华2, 傅送保2, 朱怀谨2, 李碧湘2(1.中石化石油化工科学研究院, 北京 100083; 21中石化巴陵分公司技术开发中心, 湖南 岳阳 414003)摘要: 对以非晶态合金(SRNA24)为催化剂的磁稳定床己内酰胺加氢精制过程进行了研究,研究了各种操作参数对反应结果的影响,考察了催化剂的稳定性,建立了反应器模型。
实验结果表明,在磁稳定床反应器中对己内酰胺水溶液加氢精制,可使己内酰胺水溶液的PM值从100s提高到3000s以上,催化剂寿命1350h;与工业上搅拌釜式己内酰胺加氢精制工艺相比,催化剂耗量可降低50%以上。
关键词:磁稳定床; 己内酰胺; 非晶态合金; 加氢中图分类号:TQ032141 文献标识码:A1 前 言己内酰胺是制造锦纶26纤维、树脂和薄膜的单体。
在其生产过程中,粗己内酰胺水溶液中含有少量物性与己内酰胺相近的不饱和物质,如环己二酮、羟基环己酮等。
这些物质的存在严重影响了成品己内酰胺的质量,工业上一般采用加氢精制的方法除去这些不饱和物质[1]。
目前工业上己内酰胺加氢精制采用R aney N i催化剂和连续搅拌釜式反应器,该工艺存在着流程复杂、催化剂耗量大、效率低以及催化剂需过滤分离等缺点。
近年来,石油化工科学研究院研制出的非晶态合金加氢催化剂已在己内酰胺加氢精制(釜式反应器)中得到了工业化应用,其加氢性能明显优于R aney N i催化剂[2]。
在搅拌釜中采用非晶态合金催化剂对己内酰胺水溶液进行加氢精制,当原料己内酰胺水溶液的高锰酸钾值(PM)为100s时,加氢后己内酰胺水溶液的PM值可达2000s左右(PM值越高,表明己内酰胺水溶液中的不饱和杂质含量越低)。
己内酰胺生产废水处理研究商欢涛;叶露阳;邓丽军;任文杰【摘要】己内酰胺生产中有大量高含氮有机废水产生,研究采用ENSBR-BDAR-BCOR技术进行分析,出水COD低于159mg/L,NH3-N去除量达到98%,系统可去除碳.对石油科研院开发的单釜连续淤浆床合成环己胴肟工业装置产生的工业废水进行了可行生化性研究,在pH值为3,停留时间30min后,废水中的过氧化物含量可减少90%以上,废水的B/C的比提高到0.4以上.%There is a large amount of organic wastewater with high nitrogen concentration in caprolactam production.The ENSBR-BDAR-BCOR technology is used for analysis.The COD of effluent is less than 159mg/L,and the removal of NH3-N is 98%.The system can remove carbon.The bio-chemical research on the industrial wastewater produced by the cyclohexane industrial plant developed by the Petroleum Research Institute has been carried out.At a pH of 3,the peroxide content in the wastewater can be reduced by 90% after a residence time of 30 minutes.As described above,the ratio of B/C of wastewater is increased to 0.4 or more.【期刊名称】《化工设计通讯》【年(卷),期】2019(045)009【总页数】2页(P153-154)【关键词】己内酰胺;废水;化学处理【作者】商欢涛;叶露阳;邓丽军;任文杰【作者单位】中国平煤神马集团尼龙科技有限公司,河南平顶山 467000;平顶山学院化学与环境工程学院,河南平顶山 467000;中国平煤神马集团尼龙科技有限公司,河南平顶山 467000;中国平煤神马集团尼龙科技有限公司,河南平顶山 467000【正文语种】中文【中图分类】TQ31己内酰胺生产中产生大量的废水,废水中含有多种成分,水质的变化较大,废水的COD及NH3-N的质量浓度比为15~17,国内外处理废水的方法比较一致,一般采取循环式硝化脱氧法,可使得脱氮率在70%~80%,但处理的弊端是出水氨氮的排放不符合标准,采用高混合液回流比,脱单可达到90%,但会浪费很多的动力。
SRNA 4非晶态合金催化剂在己内酰胺加氢精制中的工业应用朱泽华1,慕旭宏2,宗保宁2,闵恩泽2(1.巴陵石油化工有限责任公司鹰山石油化工厂,岳阳414003; 2.石油化工科学研究院)摘要 SRNA 4非晶态合金催化剂在鹰山石油化工厂己内酰胺加氢精制中的工业应用结果表明,SRNA 4催化剂的加氢活性高于Raney Ni催化剂,己内酰胺产品的PM值由使用国产Raney Ni 时的20000s增加到30000s以上,杂质含量显著下降;催化剂单耗下降了0.01~0.04kg/t,降低了己内酰胺生产成本。
主题词:非晶态合金;己内酰胺;加氢精制;催化剂;工业规模1 前 言己内酰胺加氢精制是生产己内酰胺的重要步骤。
鹰山石油化工厂引进荷兰DSM公司的专利技术用HPO法生产己内酰胺。
生产步骤包括苯加氢制环己烷,环己烷氧化制环己酮,环己酮肟化制环己酮肟,环己酮肟转位重排生成己内酰胺等过程。
在重排过程中,除己内酰胺以外,还会生成一些不饱和的副产物。
这些不饱和副产物的物化性质与己内酰胺非常相似,难以通过萃取和蒸馏的方法除去。
而这些杂质的存在又影响己内酰胺的聚合过程,直接关系到尼龙 6的产品质量,因此必须除去。
己内酰胺加氢精制就是通过加氢过程使不饱和杂质加氢饱和,增加杂质与己内酰胺沸点和溶解度的差距,以便通过萃取和蒸馏过程将这些杂质除去[1]。
鹰山石油化工厂己内酰胺加氢精制催化剂原设计使用进口Raney Ni催化剂。
进口剂不仅价格昂贵,而且进货手续复杂,占用流动资金多,应用中也时常出现质量不稳定现象。
1997年,鹰山石油化工厂用国产的Raney Ni催化剂代替进口Raney Ni催化剂,虽能满足当时的生产需要,但产品PM值(P M 值用于表征产物中不饱和杂质的含量,PM值高,杂质含量低,PM值低,杂质含量高)无法与国外先进水平相比。
非晶态合金具有 长程无序 和 短程有序 的结有某些特点的催化活性中心;非晶态合金组成的可调变性使人们便于通过改变组成有效地控制其电子性质,以此来制备合适的催化活性中心。
石油化工科学研究院从1985年开始进行非晶态合金用作加氢催化剂的研究工作,研究开发了能替代Raney Ni 的SRNA系列非晶态合金催化剂,本文报道SRNA 4催化剂在鹰山石油化工厂己内酰胺加氢精制过程的工业应用结果。
2 实 验2.1 催化剂性质[1]采用急冷技术制备催化剂,活化后催化剂的密度为7.5g/cm3,B ET比表面积大于100m2/g,活性镍表面积为22.5~24.0m2/g,孔体积为0.10~0.12 mL/g。
2.2 模型反应评价方法采用环己酮加氢为探针反应,在250mL高压釜中评价了催化剂的羰基加氢活性。
评价条件为反应温度90 ,反应压力4.0MPa,反应时间30min,搅拌速度630r/min。
原料为含30%环己酮的环己酮 环己烷溶液(环己酮和环己烷为化学纯,北京化工厂生产)。
每次用100mL反应料液、2g催化剂。
通过色谱分析计算环己酮的转化率,以此反映羰基加氢活性。
收稿日期:2000 03 07;修改稿收到日期:2000 05 19。
(1962-),男,高级工程师,现任鹰山石油化工厂总工程师。
石 油 炼 制 与 化 工2000年9月 PE TROLE UM PROCESSING AND PETROC HE MIC ALS 第31卷第9期2.3 小试评价方法在鹰山石油化工厂的催化剂质量监控装置上进行了催化剂的小试评价。
评价时,反应料液为1000 mL工业己内酰胺水溶液(含己内酰胺30%),催化剂用量1g,反应温度90 ,反应压力为常压,氢气流量50L/h,反应时间30min,搅拌速度540r/min。
通过测定P M值来反映加氢效果。
2.4 工业试验方法在鹰山石油化工厂的己内酰胺加氢精制工业装置上试用了SRNA 4催化剂,该装置的工艺控制指标为:氢气在标准状态下的耗量大于或等于14m3 (14m3为满量程),加氢反应温度(95 1) ,加氢系统压力(表压)700kPa,加氢单元处理量为27~28 m3/h己内酰胺水溶液(含己内酰胺约30%)。
3 结果与讨论3.1 模型反应评价结果由于己内酰胺加氢精制过程中的主要反应是环己二酮和 羟基环己酮的饱和加氢反应,因此首先以环己酮加氢生成环己醇为探针反应,考察了催化剂的羰基加氢活性。
表1列出SRNA 4催化剂及几种Raney Ni催化剂的环己酮加氢转化率。
由表1可见,SRNA 4催化剂的加氢效果大大好于Raney Ni催化剂,其环己酮加氢转化率约是国产Raney Ni的1.6倍、进口Raney Ni的1.4倍。
这说明SRNA 4催化剂具有良好的羰基加氢活性,可用于己内酰胺加氢精制过程。
表1 不同催化剂的环己酮加氢转化率催化剂 转化率/%Raney Ni(国产)60.2Raney Ni(进口)72.2SR NA 4983.2 小试评价结果采用SRNA 4催化剂,以工业己内酰胺水溶液为原料,进行了催化剂的小试评价,评价结果见表2。
由表2可以看出,SRNA 4催化剂用于己内酰胺加氢精制过程的加氢效果均优于国产和进口Raney Ni催化剂,加氢后P M值为国产Raney Ni催化剂的3倍多、进口Raney Ni催化剂的1.7倍。
这说明非晶态合金催化剂用于己内酰胺加氢精制过程是可行的,同时加氢效果大大好于现有工艺中使用的Raney Ni催化剂。
表2 催化剂用于己内酰胺加氢精制过程的小试评价结果催化剂试验编号PM值/s PM平均值/s SRNA 41121010652920Rane y Ni(进口)35316184704Rane y Ni(国产)53193146309原料P M值为120s。
3.3 工业试验结果SRNA 4催化剂用于己内酰胺加氢精制的工业试验在鹰山石油化工厂进行。
试验进行了两次:第一次使用催化剂0.21t,试验周期为7d;第二次使用催化剂1.2t,试验周期为33d。
工业试验的主要结果如表3所示。
表3 SRNA 4催化剂用于己内酰胺加氢精制过程的工业试验结果项目SRNA 4(第一次)SRNA 4(第二次)Raney Ni(国产)原料PM值/s397203144加氢后PM值/s997488941478产品PM值/s300003000020000催化剂单耗/kg t-10.180.210.22工业应用结果表明,采用SRNA 4非晶态合金催化剂,加氢后产物PM值明显高于Raney Ni加氢催化剂,成品己内酰胺的P M值达到30000s,属优级品。
使该厂的己内酰胺产品不仅可用于生产帘子布,还可作高速纺织的原料。
同时,在两次SRNA 4催化剂试用期间,催化剂单耗为0.18kg/t和0.21 kg/t,低于使用国产Raney Ni催化剂时的单耗。
4 结 论(1)非晶态合金催化剂用于己内酰胺加氢精制工业生产过程具有较好的加氢效果,加氢后己内酰胺水溶液的PM值是国产Raney Ni催化剂的3倍多,成品己内酰胺的质量得到大大改善,PM值达到30000s左右,不仅可用于生产帘子布,而且可用于纺丝绸。
(2)非晶态合金催化剂用于己内酰胺加氢精制过程,可以减少催化剂消耗,降低己内酰胺生产成本,提高己内酰胺质量,拓宽己内酰胺的用途。
参考文献[1] 宗保宁,闵恩泽,朱永山.ZL9111180731第9期 朱泽华等.SRNA 4非晶态合金催化剂在己内酰胺加氢精制中的工业应用COMMERCIAL APPLICATION OF AN AMORPHOUSALLOY CATALYST(SRNA 4)IN THEPURIFICATION OF CAPROLACTAMZhu Zehua1,Mu Xuhong2,Zong Baoning2,Min Enze2(1.Yingshan Petrochemica l Plant o f Balin g Petrochemical Company,Yue y an g414003;2.Research Institute o f Petroleum Processing)Abstract The SRNA series catalysts were commercially tested in the purification of caprolactam in Yingshan Petroche mical Plant.The c om mercial results showed that the hydrogenation activity of SRNA 4catalyst was about3times of that of Raney Ni catalyst.The PM value of the caprolacta m product was subsequently increased up to30000s in con trast with20000s when Raney Ni was used,and the amount of impurities also obviously decreased.The catalyst con sumption reduced by0.01~0.04kg/t,which lowered the production cost of caprolactam.Key Words:amorphous alloy;caprolactam;hydrofining;catalyst;full scale国外动态一类可把极性单体引入聚乙烯的催化剂加州技术研究院研制开发出镍基催化剂系列,它们不同于金属茂和Ziegler Natta催化剂,而可以把极性单体(如降冰片烯等)加入到聚乙烯(PE)中去。
这类催化剂具有可与金属茂相媲美的聚合特性,而且还可以在诸如醚类、酮类和酯类等杂质存在的条件下运行。
上述杂质通常是金属茂和Ziegler Natta催化剂的毒物。
研究者用这类催化剂正在生产线性高相对分子质量PE产品。
但是,尚未聚合出高相对分子质量聚丙烯。
极性单体的这种掺合作用,在PE与性质不同的尼龙类聚合物的混合物中是有作用的。
这也就有可能产生出新型的水溶性和生物降解的聚合物。
这类催化剂可容纳杂质的性能可节省原材料投资费用。
摘译自 Chemical Week,2000,162(4):50一座用金属茂催化剂生产蜡的中试装置投用德国Frankfurt H ochst的Clariant公司一套新的金属茂制蜡中试装置已开始运转,其投资相当于500万德国马克(263万美元)。
可以预期,这项新工艺可以直接地获得技术上和投资成本方面优势。
近来,对于合成蜡的需求已导致常规工艺的装置满负荷运行。