Раздел 11. Производство циклогексана

Раздел 11 Производство циклогексана

11.1 Описание технологических процессов, используемых в настоящее время в производстве циклогексана

Циклогексан получают гидрированием бензола в паровой фазе в присутствии никелевого или никель-хромового катализатора при температуре 100-250 °С и давлении 1,8-2,0 МПа пиролизным (метано-водородная фракция) или техническим водородом. Гидрирование бензола в циклогексан является обратимой реакцией, сопровождающейся выделением значительного количества тепла. При каталитическом гидрировании к молекуле бензола одновременно присоединяется шесть атомов водорода с образованием циклогексана. Реакция гидрирования бензола протекает с уменьшением объема и с высоким тепловым эффектом, следовательно, для смещения реакции в сторону образования циклогексана условия должны осуществляться при повышенном давлении и низкой температуре.

Схема получения циклогексана приведена на рисунке 11.1.

Рисунок 11.1 - Схема получения циклогексана

Описание технологического процесса производства циклогексана приведено в таблице 11.1, перечень основного оборудования - в таблице 11.2.

Таблица 11.1 - Описание технологического процесса получения циклогексана

Входной поток	Стадия технологического процесса	Выходной поток		Основное Технологическое оборудование	Природоохранное оборудование
		Продукты и полупродукты	Эмиссии
1	2	3.1	3.2	4	5
Бензол Гексановый растворитель Водород	Гидрирование бензола	Циклогексан	Отходящие газы Сточные воды	Реакторы Теплообменник Емкость Сепаратор Конденсатор Насосы

Таблица 11.2 - Перечень основного оборудования процесса получения циклогексана

Наименование оборудования	Назначение оборудования	Существенные характеристики технологического оборудования
Реактор	Гидрирование смеси углеводородов С6	Объем реактора - 7,6 м 3 Диаметр - 1000 мм Высота цилиндрической части - 9046 мм Расчетное давление - 16,0 кгс/см 2 Расчетная температура - 350 °С
Сепаратор	Отделение непрореагировавшего водорода и инертов от циклогексана	Объем - 1,0 м 3 Диаметр - 700 мм Высота цилиндрической части - 2100 мм Расчетное давление - 25,0 кгс/см 2 Расчетная температура - 130 °С
Емкость	Прием продукта и/или полупродукта	Объем - 25,0 м 3 Диаметр - 2400 мм Высота цилиндрической части - 4500 мм Расчетное давление - 16,0 кгс/см 2 Расчетная температура - 100 °С
Конденсатор	Конденсация паров циклогексана	Поверхность теплообмена - 80 м 2 Диаметр - 800 мм Трубки - 25 х 2 х 3000 мм Количество трубок - 346 шт Расчетное давление: в трубном пространстве - 10,0 кгс/см 2 в межтрубном пространстве - 10,0 кгс/см 2 Расчетная температура: в трубном пространстве - 100 °С в межтрубном пространстве - 150 °С
Подогреватель	Охлаждение смеси углеводородов С6, циклогексановой фракции перед подачей в реактор	Поверхность теплообмена - 33,6 м 2 Диаметр - 400 мм Трубки - 25 х 2 х 4000 мм Количество трубок - 107 шт. Расчетное давление: в трубном пространстве - 16,0 кгс/см 2 в межтрубном пространстве - 16,0 кгс/см 2 Расчетная температура: в трубном пространстве - 100 °С в межтрубном пространстве - 100 °С
Насос	Подача циклогексана	Электродвигатель типа - встроенный: Напряжение - 380 В Производительность - 12,5 м 3/ч Напор - 120 м.ст.ж. Уплотнение вала - герметичное Мощность - 13 кВт Число оборотов в минуту - 3000
Насос	Подача смеси углеводородов С6	Электродвигатель типа - встроенный: Напряжение - 380 В Производительность - 5,0 м 3/ч Напор - 200 м.ст.ж. Уплотнение вала - герметичное Мощность - 11,6 кВт Число оборотов в минуту - 3000

11.2 Текущие уровни потребления ресурсов и эмиссии в окружающую среду при производстве циклогексана

Нормы расходов материальных и энергетических ресурсов производства циклогексана приведены в таблице 11.3.

Таблица 11.3 - Показатели потребления сырья, материалов и энергетических ресурсов при производстве циклогексана

Наименование	Единицы измерения	Расход на 1 т продукции
		Минимальный	Максимальный
Бензол	кг/т	-	758
Гексановый растворитель	кг/т	-	203
Водород	кг/т	-	118,82
Электроэнергия		201,4	221,54
Теплоэнергия	Гкал/т	2,2	2,46
Холод аммиачный	Гкал/т	0,034	0,037
Вода оборотная	м 3/т	137,9	151,69

Характеристика выбросов, отходов, образующихся при производстве циклогексана, приведена в таблицах 11.4-11.6.

Таблица 11.4 - Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу при производстве циклогексана

Наименование загрязняющего вещества	Метод очистки, обработки, повторного использования	Масса выбросов загрязняющих веществ после очистки в расчете на 1 т продукции, кг/т
		Диапазон		Среднее значение
		Минимальное значение	Максимальное значение
Углеводороды предельные C1-C5 (исключая метан)	-	-	39,09	-
Углеводороды предельные C6-C10		-	40,41	-
Циклогексан		-	61,4	-
Амилены (смесь изомеров)		-	5,23	-
Бензол		-	10,86	-
Метилбензол (толуол)		-	4,65	-
Циклогексанон		-	2,57	-

Таблица 11.5 - Сбросы загрязняющих веществ при производстве циклогексана

Наименование загрязняющего вещества	Направление сбросов	Показатели сбросов загрязняющих веществ в расчете на 1 т продукции, кг/т
		Диапазон		Среднее значение
		Минимальное значение	Максимальное значение
ХПК	Технологические сточные отводятся в цех очистки промышленных сточных вод на сооружения биохимической очистки	-	9,75	-
рН *		6,5	9,0	-
* единица измерения - ед. рН

Таблица 11.6 - Отходы, образующиеся при производстве циклогексана

Наименование	Класс опасности	Источник образования	Способ утилизации, обезвреживания, размещения	Масса образующихся отходов производства в расчете на 1 т продукции, кг/т
				Диапазон		Среднее значение
				Минимальное значение	Максимальное значение
Катализатор "никель на кизельгуре" отработанный, загрязненный нефтепродуктами	3	Замена отработанного катализатора	Передача сторонней организации, имеющей лицензию	-	51	-
Керамические изделия прочие, утратившие потребительские свойства незагрязненные	5	Замена керамических изделий, утративших потребительские свойства	Передача сторонней организации, имеющей лицензию	-	40	-