苯部加氫工藝在環(huán)己醇生產(chǎn)中的應用與分析

許培英

（中國平煤神馬集團尼龍科技有限公司，河南 平頂山 467000）

1 環(huán)己醇的主要合成方法

作為一種十分重要的基礎工業(yè)原料，環(huán)己醇屬于一種飽和脂環(huán)醇，目前，在織品、工程塑料和洗滌劑等領(lǐng)域應用極為廣泛，且效果顯著。在尼龍化工行業(yè)當中，環(huán)己醇的主要是通過己 內(nèi)酰胺和己二酸的轉(zhuǎn)化合成生產(chǎn)尼龍-6及尼龍-66。目前，在化工行業(yè)當中，環(huán)己醇的主要合成方法基本上可以分為3大類，具體如下：

第一，以苯為主要原材料，通過苯加氫進行環(huán)己烷的制備與生產(chǎn)，通過進一步的氧化作用，從而獲取環(huán)己醇，就當前來講，這種環(huán)己醇的生產(chǎn)方式還占比較多，但整體來講，通過環(huán)己烷與空氣內(nèi)的氧氣進行氧化反應的過程相對較為復雜，且選擇性不高，對于反應條件要求高，若操作不當，很容易發(fā)生爆炸等危險，因此，應用難度大。

第二，以苯酚作為主要材料，通過催化加氫作用進行環(huán)己醇的制備與生產(chǎn)。相比上一種制備方式，該方式相對較為簡單，但其主要缺點在于苯酚的成本較高，不利于大規(guī)模、大范圍使用，經(jīng)濟性差。

第三，苯部分加氫生成環(huán)己烯，然后環(huán)己烯水合制得環(huán)己醇采取本部加氫工藝先制備成環(huán)己烯，通過環(huán)己烯水的反應，從而獲取環(huán)己醇，這種工藝也被稱為旭化成工藝，目前已得到了大量使用，實現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)。在具體使用當中，主要可以分為2個環(huán)節(jié)，其一，通過催化劑，即非擔載的Ru催化劑及輔助催化劑鋅鹽溶液，分散劑ZrO2，在150℃和H2壓5.0～7.0 MPa條件下發(fā)生反應，苯部加氫作用下產(chǎn)生環(huán)己烯，當苯轉(zhuǎn)化率達到40%的情況下，環(huán)己烯的選擇性就會超過80%。其二，在120℃和0.65MPa條件下，酸催化環(huán)己烯水合制備環(huán)己醇，單程收率12%，選擇性將超過99%。以上兩種反應方式的主要介質(zhì)都為“水”，產(chǎn)出廢物較少，同時反應溫度無需太高。因此，相比第一、二類合成制備方式，苯部加氫工藝更簡單、更經(jīng)濟。

2 苯部加氫工藝特點

在過去很長一段時間，我國化工市場上酸洗法生產(chǎn)純苯的傳統(tǒng)方法仍占據(jù)著主導地位，苯加氫生產(chǎn)純苯代表了粗苯精制的發(fā)展方向，隨著粗苯產(chǎn)量的不斷增長，進一步推動了苯部加氫工藝的發(fā)展。相比傳統(tǒng)酸洗工藝，本部加氫工藝生產(chǎn)工藝更先進，生產(chǎn)的苯純度更高，基本和石油本沒有太大差距。苯加氫工藝就是指把原料焦化粗苯先脫掉重組分后，將輕組分經(jīng)過加入氫氣，在專門的催化劑作用下，在反應器中經(jīng)高溫高壓反應，把不飽和的雙烯烴和單烯烴變成飽和烴，再經(jīng)過萃取精餾等工藝，去掉硫、氮、氧等雜質(zhì)，從而得到高純的苯、甲苯等。通過苯部加氫工藝的應用，可以充分利用化工原料，避免大量廢料產(chǎn)生，同時還能有效提升原材料的轉(zhuǎn)化率，在提高產(chǎn)量的前提下，滿足節(jié)約能源、資源及環(huán)境保護的目的。

3 苯部加氫工藝在環(huán)己醇生產(chǎn)中的應用要點

伴隨社會經(jīng)濟的迅速發(fā)展，我國工業(yè)化水平越來越高。環(huán)己醇市場需求越來越大，促使環(huán)己醇生產(chǎn)技術(shù)得到了進一步提升。為了實現(xiàn)環(huán)己醇生產(chǎn)規(guī)?；?、高效率，能夠大范圍使用，必須重視環(huán)己醇生產(chǎn)技術(shù)及工藝的合理應用。在工業(yè)生產(chǎn)過程中，任何一個生產(chǎn)環(huán)節(jié)都需要得到重視，每一個細節(jié)都可能影響生產(chǎn)效果，尤其是在環(huán)己醇制備方式選擇當中。很多時候，人們會選擇環(huán)己烷氧化工藝，但相比之下，苯部加氫工藝更具有優(yōu)勢，作為一種以苯為原料，在一系列反應與催化作用下從環(huán)己烯生成環(huán)己醇的工藝，在整個工藝流程當中，只可能產(chǎn)生一種副產(chǎn)品，那就是環(huán)己醇，將會大幅降低廢料產(chǎn)出。此外，在反應過程當中，若一些苯未完全反應，則可直接返回循環(huán)反應，可實現(xiàn)循環(huán)利用的目的。而未完全水合的環(huán)己烯也不會就此浪費，可以用于燃料。因此，相比其他幾種工藝，苯部加氫工藝更符合“節(jié)能、環(huán)保、安全”的可持續(xù)發(fā)展主題，將會為化工行業(yè)未來的發(fā)展帶來源源動力。

3.1 安全方面

工業(yè)生產(chǎn)安全排在第一位，沒有安全，談何生產(chǎn)。因此，在工藝設備使用當中，排氣系統(tǒng)、防爆系統(tǒng)都是十分關(guān)鍵的部分。在設備使用當中，為了保證操作安全，確保工作人員的人身安全及避免造成嚴重損失，都需要保持一定安全工作距離，但這樣一來，將嚴重浪費生產(chǎn)空間，加大企業(yè)的生產(chǎn)成本。作為最輕的氣體，氫氣爆炸事件屢屢發(fā)生，為了減少悲劇發(fā)生，降低安全事故率，保證企業(yè)正常生產(chǎn)，必須做好氫氣使用管理工作。在苯部加氫工藝當中，同樣要涉及氫氣，但相比其他制備方式，尤其是環(huán)己烷氧化工藝來講，苯部加氫工藝的反應條件相對較為溫和，并不會增加氫的活躍度，此外，加氫和環(huán)己烯水合都是以水為介質(zhì)，即在液相當中完成，可以大大降低安全隱患，為工業(yè)生產(chǎn)加上一層安全的“外衣”，有助于提升生產(chǎn)效率，創(chuàng)造更大的經(jīng)濟效益。

3.2 工藝方面

在生產(chǎn)過程中，一般的傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝會有無用的副產(chǎn)物產(chǎn)生, 造成能源浪費，或是一些副產(chǎn)物會影響到環(huán)己醇的分離, 增加反應程序，加大生產(chǎn)難度。由工藝生產(chǎn)過程來講，環(huán)己醇是苯部加氫工藝的唯一副產(chǎn)品，這說明原料得到了充分利用，有效提升了苯的轉(zhuǎn)化率，大幅降低了資源浪費。此外，該工藝反應時間短，能夠在極短時間內(nèi)獲取環(huán)己醇，且材料豐富，可以實現(xiàn)規(guī)?；?、大型化生產(chǎn)，因此，苯部加氫工藝的發(fā)展前景較好。

3.3 產(chǎn)品和副產(chǎn)品質(zhì)量方面

通過苯部加氫工藝的應用，可以有效提升環(huán)己醇的純度，增加苯的轉(zhuǎn)化率。相比之下，傳統(tǒng)工藝卻很難達到這一點，會有大量無用的副產(chǎn)品出現(xiàn)。若環(huán)己醇生產(chǎn)數(shù)量一致，那么，哪種工藝采用的原料越多，則會加大生產(chǎn)成本，降低企業(yè)利潤，對企業(yè)來講是很不利的。苯部加氫工藝的提純率極高，純度越高，則去雜要求就會下降。因此，可以簡化工藝流程，提升生產(chǎn)效率，為企業(yè)帶來更高的經(jīng)濟效益。

3.4 環(huán)境保護方面

隨著人們環(huán)保意識的不斷增強，國家出臺了一系列環(huán)保法律法規(guī)和規(guī)章制度，極大地約束了企業(yè)的生產(chǎn)行為，一旦達不到環(huán)保標準，企業(yè)很可能面臨著整改停產(chǎn)的局面。尤其是對于尼龍化工行業(yè)來講，環(huán)保問題極為重要。目前，在化工企業(yè)生產(chǎn)當中，往往需要購置高額的凈化設備，比如氣體凈化裝置、廢液污水凈化處理裝置等，除了這些裝置以外，在生產(chǎn)當中同樣要考慮到其他環(huán)保因素，對于企業(yè)生產(chǎn)效率影響巨大。而苯部加氫工藝則無需考慮這些，環(huán)己醇是苯部加氫工藝的唯一副產(chǎn)物，同時其他材料，比如未完全反應的苯、環(huán)己烯等同樣可以達到循環(huán)利用或他用的目的，這樣便可以大幅減少廢氣廢物排放的可能性，起到了環(huán)境保護的目的。

4 結(jié)束語

綜上所述, 在尼龍化工行業(yè)，環(huán)己醇因其特殊的化學結(jié)構(gòu)有著十分重要的應用作用，例如尼龍-6、尼龍-66等，相比其他原料制備的尼龍產(chǎn)品，環(huán)己醇優(yōu)勢更大，可通過己二酸轉(zhuǎn)化直接制備尼龍-66，在反應過程中當中，基本不會有殘留污垢、廢物存在，工藝簡單、效率高、成本低。伴隨精細化工事業(yè)的迅速發(fā)展，化工行業(yè)對于環(huán)己醇的需求量也越來越高。苯部加氫工藝是近代化工技術(shù)的代表，在環(huán)己醇生產(chǎn)當中合理應用苯部加氫工藝，可以充分利用化工原料，減少廢料產(chǎn)生，有效提升環(huán)己醇生產(chǎn)工藝水平。