任務三固定床催化反應器的操作操作訓練的載體：苯加氫生產環己烷一、應用生產原理確定固定床反應器操作條件二、正常操作注意事項三、苯加氫反應器崗位開停車四、異常現象原因及處理方法一、應用生產原理確定固定床反應器操作條件（一）反應原料、產物及用途、生產方法1.原料苯2.產物環己烷3.產物用途※生產環己醇、環己酮、聚己內酰胺和聚己二酰己二胺有機化工原料。※是纖維素醚、樹脂、蠟、瀝青和橡膠的優良溶劑。

一、應用生產原理確定固定床反應器操作條件（一）反應原料、產物及用途、生產方法4.催化劑苯加氫催化劑鉑系催化劑鎳系催化劑活性好，價格便宜但如耐硫性能差，耐熱性差一般工業使用溫度120～180℃液苯空速低（一般為0.2～0.8h-）工業使用壽命短只能副產低壓蒸汽目前我國鎳系苯加氫催化劑主要用于中小型生產裝置；耐硫性能好中毒后易再生耐熱性能好工業操作溫度可達200～400℃可副產中壓蒸汽(1.0MPa)液苯空速可達1.0～2.0h-工業使用壽命大于5年。一、應用生產原理確定固定床反應器操作條件（一）反應原料、產物及用途、生產方法5.生產方法環己烷生產方法苯加氫法石油烴餾分的分餾精制法氣相苯加氫液相苯加氫工藝氣體混合均勻轉化率、收率均很高反應激烈，易飛溫；一、應用生產原理確定固定床反應器操作條件（二）反應原理及特點1.原理苯加氫反應是一個復雜的反應體系。在一定反應條件下，苯與氫可能發生以下各種反應。其中，反應(1)為主反應，生成目的產物環己烷；反應(2)是苯的加氫裂解，最終產物為碳和甲烷；反應(3)是環己烷的異構化；反應(4)則是環己烷的裂解反應。對于苯而言，反應(1)和(2)是平行反應。盡管反應(1)和(3)均為可逆反應，但前者為放熱反應，

后者為吸熱反應，這就導致溫度對反應的影響各不相同。1.原理（二）反應原理及特點2.反應場所3.反應特點¤前反應器：列管換熱式固定床反應器¤后反應器：單段絕熱式固定床反應器¤強放熱反應¤復雜反應¤氣固催化反應（二）反應原理及特點1.反應熱力學（三）工藝參數的確定與優化苯加氫制環己烷的反應是一個放熱的、體積減小的可逆反應，因此，低溫和高壓對該反應是有利的。但溫度不能太低，分子不能很好活化、反應速率較慢。

不可逆反應

由于反應速率常數隨溫度的升高而升高，因此，無論是放熱反應還是吸熱反應，都應該在盡可能高的溫度下進行，以獲得較大的反應速率，但在實際生產中，要考慮以下問題：

a）溫度過高，催化劑活性下降或失活；

b）設備材質的選取

c）熱能的供應

d）伴有副反應時，會影響反應的選擇性

可逆反應隨溫度的升高，總的反應速率提高。因此，對于可逆吸熱反應，也應盡可能在較高溫度下進行，這樣既有利于提高平衡轉化率，又可提高反應速率。同時，也應考慮一些因素的限制。例如：天然氣的蒸汽轉化反應

是可逆吸熱反應，提高溫度有利于提高反應速率并提高甲烷的平衡轉化率，但考慮到設備材質等條件限制，一般轉化爐內溫度小于800-850℃。（三）工藝參數的確定與優化2.反應動力學前人在進行苯氣相加氫反應動力學的研究時，并沒有意識到催化劑顆粒可能并非完全處于氣相狀態，而是簡單地認為當反應物為氣相時得到的動力學就是氣相反應動力學。從理論上講，這種觀點確實存在不足，但從工業應用角度出發，它仍具有一定意義。（三）工藝參數的確定與優化2.反應動力學反應組分從流體主體向固體催化劑外表面傳遞（外擴散過程）；反應組分從催化劑外表面向催化劑內表面傳遞（內擴散過程）；反應組分在催化劑表面的活性中心吸附（吸附過程）；在催化劑表面上進行化學反應（表面反應過程）；反應產物在催化劑表面上脫附（脫附過程）；反應產物從催化劑內表面向催化劑外表面傳遞（內擴散過程）；反應產物從催化劑外表面向流體主體傳遞（外擴散過程）。一般而言，氣固相催化反應過程經歷以下七個步驟，如右圖所示。補充：活性中心

由于化學吸附只能發生于固體表面那些能與氣相分子起反應的原子上，通常把該類原子稱為活性中心，用符號“σ”表示。（三）工藝參數的確定與優化2.反應動力學由此可見，氣固相催化反應過程是個多步驟過程。整個反應速率取決于最慢的一步，該步驟就稱為速率控制步驟。當反應過程達到定態時，各步驟的速率應該相等，且反應過程的速率等于控制步驟的速率。（三）工藝參數的確定與優化3.苯加氫催化反應器工藝參數的確定影響加氫過程主要工藝參數有反應溫度、壓力、空速及氫油比。（1）反應溫度加氫的平衡常數比較大，反應主要受反應速度制約，提高溫度有利于加快反應速度。在實際應用中，應根據原料組成和性質及產品要求來選擇適宜的反應溫度。控制反應器§入口溫度為180～200℃

§反應熱點溫度360～380℃（三）工藝參數的確定與優化（2）反應壓力

★提高氫分壓，加快反應速度

★提高苯的轉化率

★壓力提高增加裝置的設備投資費用和運行費用

★對催化劑的機械強度要求也提高苯加氫氣固相催化反應采用鉑系催化劑，控制反應器反應壓力為3.1MPa。（三）工藝參數的確定與優化（3）反應空速■空速：單位時間、單位體積（質量）的催化劑所能處理的原料氣的體積流量。空速的大小反映了反應器的處理能力和反應時間。■空速越大，處理能力越大■原料與催化劑的接觸時間則越短■相應的反應時間也就越短。

因此，空速的大小最終影響原料的轉化率和反應的深度。苯加氫氣固相催化反應：控制液苯空速1.6～1.7h-。（三）工藝參數的確定與優化＊氫油比：影響反應過程的氫分壓。＊增加氫油比，有利于加氫反應進行＊提高催化劑壽命＊但過高的氫油比將增加裝置的操作費用及設備投資苯加氫氣固相催化反應控制n(H2)：n(苯)≥3.8。（4）反應氫油比二、正常操作注意事項（1）嚴格執行裝置下發的工藝指令單；（2）經常巡回檢查，發現問題及時匯報處理；（3）V0801A/B新進苯后要勤排水；（4）要求加強控制氫氣質量；（5）C0102進口緩沖罐液位、壓差、出口溫度、電流要加強監控；（6）勤檢查P0102出口壓力及R0101上室熱油量；二、正常操作注意事項（7）勤觀察反應熱點溫度及R0102的溫差TDI01012的變化情況；（8）加強控制尾氫排放量，在R0102溫差不大情況下盡量少排；（9）勤檢查X0101小泵運行情況；（10）加強控制E0107高溫鍋爐給水，定期排污，以防結垢；（11）調整生產負荷，速度要慢；（12）D0103液位現場檢查。（一）崗位開車

1.開車前準備與檢查2.開車程序（1）投熱油系統（2）系統置換與試漏（3）加氫系統保壓（4）苯干燥系統（5）吸附裝置（6）加氫反應和產物處理（7）庚烷塔T0102開車三、苯加氫反應器崗位開停車（二）崗位停車正常停車（1）短期停車——系統保溫保壓（2）長期停車——系統降溫降壓2.緊急停車（1）緊急停電、汽、水操作類同（2）緊急停車按鈕三、苯加氫反應器崗位開停車四、異常現象原因及處理方法序號異常現象原因處理方法1T0101釜液含水高原料苯含水量過高再沸器E0101蒸汽量過小再沸器E0101或E0102列管漏D0101分層不佳苯罐放水加大蒸汽量停車檢修D0101勤排水2停苯加料T0101的TSL01003動作P01