苯部加氫工藝在環己醇生產中的應用與分析

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 環己醇的主要合成方法

作為一種十分重要的基礎工業原料，環己醇屬于一種飽和脂環醇，目前，在織品、工程塑料和洗滌劑等領域應用極為廣泛，且效果顯著。在尼龍化工行業當中，環己醇的主要是通過己 內酰胺和己二酸的轉化合成生產尼龍-6及尼龍-66。目前，在化工行業當中，環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，通過苯加氫進行環己烷的制備與生產，通過進一步的氧化作用，從而獲取環己醇，就當前來講，這種環己醇的生產方式還占比較多，但整體來講，通過環己烷與空氣內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己醇的制備與生產。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，不利于大規模、大范圍使用，經濟性差。

第三，苯部分加氫生成環己烯，然后環己烯水合制得環己醇采取本部加氫工藝先制備成環己烯，通過環己烯水的反應，從而獲取環己醇，這種工藝也被稱為旭化成工藝，目前已得到了大量使用，實現了工業化生產。在具體使用當中，主要可以分為2個環節，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條件下發生反應，苯部加氫作用下產生環己烯，當苯轉化率達到40%的情況下，環己烯的選擇性就會超過80%。其二，在120℃和0.65MPa條件下，酸催化環己烯水合制備環己醇，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都為“水”，產出廢物較少，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純苯的傳統方法仍占據著主導地位，苯加氫生產純苯代表了粗苯精制的發展方向，隨著粗苯產量的不斷增長，進一步推動了苯部加氫工藝的發展。相比傳統酸洗工藝，本部加氫工藝生產工藝更先進，生產的苯純度更高，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，將輕組分經過加入氫氣，在專門的催化劑作用下，在反應器中經高溫高壓反應，把不飽和的雙烯烴和單烯烴變成飽和烴，再經過萃取精餾等工藝，去掉硫、氮、氧等雜質，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，避免大量廢料產生，同時還能有效提升原材料的轉化率，在提高產量的前提下，滿足節約能源、資源及環境保護的目的。

3 苯部加氫工藝在環己醇生產中的應用要點

伴隨社會經濟的迅速發展，我國工業化水平越來越高。環己醇市場需求越來越大，促使環己醇生產技術得到了進一步提升。為了實現環己醇生產規模化、高效率，能夠大范圍使用，必須重視環己醇生產技術及工藝的合理應用。在工業生產過程中，任何一個生產環節都需要得到重視，每一個細節都可能影響生產效果，尤其是在環己醇制備方式選擇當中。很多時候，人們會選擇環己烷氧化工藝，但相比之下，苯部加氫工藝更具有優勢，作為一種以苯為原料，在一系列反應與催化作用下從環己烯生成環己醇的工藝，在整個工藝流程當中，只可能產生一種副產品，那就是環己醇，將會大幅降低廢料產出。此外，在反應過程當中，若一些苯未完全反應，則可直接返回循環反應，可實現循環利用的目的。而未完全水合的環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“節能、環保、安全”的可持續發展主題，將會為化工行業未來的發展帶來源源動力。

3.1 安全方面

工業生產安全排在第一位，沒有安全，談何生產。因此，在工藝設備使用當中，排氣系統、防爆系統都是十分關鍵的部分。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，將嚴重浪費生產空間，加大企業的生產成本。作為最輕的氣體，氫氣爆炸事件屢屢發生，為了減少悲劇發生，降低安全事故率，保證企業正常生產，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，加氫和環己烯水合都是以水為介質，即在液相當中完成，可以大大降低安全隱患，為工業生產加上一層安全的“外衣”，有助于提升生產效率，創造更大的經濟效益。

3.2 工藝方面

在生產過程中，一般的傳統生產工藝會有無用的副產物產生, 造成能源浪費，或是一些副產物會影響到環己醇的分離, 增加反應程序，加大生產難度。由工藝生產過程來講，環己醇是苯部加氫工藝的唯一副產品，這說明原料得到了充分利用，有效提升了苯的轉化率，大幅降低了資源浪費。此外，該工藝反應時間短，能夠在極短時間內獲取環己醇，且材料豐富，可以實現規模化、大型化生產，因此，苯部加氫工藝的發展前景較好。

3.3 產品和副產品質量方面

通過苯部加氫工藝的應用，可以有效提升環己醇的純度，增加苯的轉化率。相比之下，傳統工藝卻很難達到這一點，會有大量無用的副產品出現。若環己醇生產數量一致，那么，哪種工藝采用的原料越多，則會加大生產成本，降低企業利潤，對企業來講是很不利的。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，提升生產效率，為企業帶來更高的經濟效益。

3.4 環境保護方面

隨著人們環保意識的不斷增強，國家出臺了一系列環保法律法規和規章制度，極大地約束了企業的生產行為，一旦達不到環保標準，企業很可能面臨著整改停產的局面。尤其是對于尼龍化工行業來講，環保問題極為重要。目前，在化工企業生產當中，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，在生產當中同樣要考慮到其他環保因素，對于企業生產效率影響巨大。而苯部加氫工藝則無需考慮這些，環己醇是苯部加氫工藝的唯一副產物，同時其他材料，比如未完全反應的苯、環己烯等同樣可以達到循環利用或他用的目的，這樣便可以大幅減少廢氣廢物排放的可能性，起到了環境保護的目的。

4 結束語

綜上所述, 在尼龍化工行業，環己醇因其特殊的化學結構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品，環己醇優勢更大，可通過己二酸轉化直接制備尼龍-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。伴隨精細化工事業的迅速發展，化工行業對于環己醇的需求量也越來越高。苯部加氫工藝是近代化工技術的代表，在環己醇生產當中合理應用苯部加氫工藝，可以充分利用化工原料，減少廢料產生，有效提升環己醇生產工藝水平。