[發明專利]一種己內酰胺生產用的綠電、綠氫、綠氨耦合裝置與耦合方法

在審

• 申請號: 202310089464.3
• 申請日: 2023-02-09
• 公開（公告）號: CN116288440A
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 陳學偉;陳怡丹
• 申請（專利權）人: 陳學偉
• 主分類號: C25B9/60
• 分類號: C25B9/60;C25B9/65;C25B1/04;C01C1/04;C01B15/023;H02S20/20;C07D223/10;C07D201/06
• 代理公司: 上海知創廬芯專利代理事務所(普通合伙) 31499
• 代理人: 張卓

本發明公開了一種己內酰胺生產用的綠電、綠氫、綠氨耦合裝置與耦合方法，屬于化工生產設備技術領域，包括如下步驟：步驟一，水電解制氫裝置在電解水時產生氫氣，步驟二，通過輸氮管和輸氫管將原料氮氣與氫氣在合成NHsubgt;3，/subgt;步驟三，在氧化反應器中制得過氧化氫，步驟四，在苯加氫反應器中，通過加氫催化劑和脫氫反應器，在催化劑的作用下制得環己酮，環己酮送至肟化反應器中，生成了環己酮肟，步驟五，送至重排反應器，環己酮肟氨基在濃硫酸的作用下產出了己內酰胺。該發明利用儲能、儲氫、合成氨裝置與焦爐煤氣制氫措施，可以對系統進行供電調峰、供氫調峰、用氫調峰與耦合供氫補充調峰等，能夠有效實現新能源發電與用電企業的長效發展。

技術領域

本發明涉及化工生產設備領域，具體涉及一種己內酰胺生產用的綠電、綠氫、綠氨耦合裝置與耦合方法。

背景技術

現有技術中公開了利用綠氨為載體的新能源與燃煤電站耦合的低碳發電系統屬于新能源電力消納及燃煤電站減碳領域，該系統包括能源發電裝置、電解制氫槽、空氣分離裝置、氨合成塔、供氫系統、氫燃燒器、煤粉鍋爐，能源發電裝置的輸出端與電解制氫槽和空氣分離裝置的電源接口連接，電解制氫槽的氫氣出口與氨合成塔的氫氣入口連通，空氣分離裝置的氨氣出口與氨合成塔的氮氣入口連通。目前在已內酰胺生產中苯加氫生產單元和合成氨生產單元使用的氫氣主要來源是焦化生產車間的焦爐煤氣制氫，所以焦爐的生產能力決定了生產的供氫量，焦爐煤氣制氫處理流程包括“加壓+TSA預處理+PSA氫提純+脫氧+TSA干燥”等，同時已內酰胺生產系統中使用的輸送泵、壓縮機、風機等用電設備，目前使用電網供電系統供電，電能消耗較大，同時無法使用新能源發電系統供電，因為新能源發電受季節與天氣等因素的影響，發電、供電不穩定、對輸電網沖擊性大。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供一種己內酰胺生產用的綠電、綠氫、綠氨耦合方法，包括如下步驟：

步驟一，水電解制氫裝置在電解水時產生氫氣，氫氣分別送至苯加氫反應器和合成氨反應器中，多余氫氣回收至儲氫裝置；

步驟二，通過輸氮管和輸氫管將原料氮氣與氫氣在合成氨反應器中在高效催化劑的作用下生產出了NH₃，經過深度冷卻形成的液氨送至肟化反應器；

步驟三，在氧化反應器中蒽醌與有機溶劑配制成工作溶液，有催化劑存在的條件下，通入氫氣進行氫化，再與空氣進行逆流氧化，經萃取、再生、精制與濃縮制得過氧化氫，制備好的過氧化氫送至肟化反應器；

步驟四，在苯加氫反應器中，通過加苯管線通入苯，利用選擇性加氫催化劑將原料苯轉變成環己烯，然后再水合反應生產出環己醇，環己醇送至脫氫反應器，在催化劑的作用下將環己醇脫氫轉變成環己酮，環己酮送至肟化反應器中，在肟化反應器中，在液氨與過氧化氫作用下，生成了環己酮肟；

步驟五，送至重排反應器，環己酮肟氨基在濃硫酸的作用下，發生轉位反應生產出了己內酰胺。

進一步地，水電解制氫裝置通過光伏發電設備供電；

新能源發電系統不能正常運行時，通過儲氫裝置供給己內酰胺的生產，并通過焦爐煤氣制氫裝置輔助制氫來補充生產系統的用氫氣量。

一種己內酰胺生產用的綠電、綠氫、綠氨耦合裝置，包括反應器，所述反應器包括殼體組件、保溫組件和攪拌組件,所述殼體組件包括罐體和端蓋，所述罐體具有兩個開口，所述罐體的一個開口上密封安裝有端蓋,所述保溫組件包括環體和套殼，所述罐體豎直安裝，所述罐體的上端開設有凹槽，所述罐體的下端開設有環狀槽，所述罐體的底面中部設有沿體,所述凹槽與環狀槽通過罐體內開設有的若干個通孔連通,所述凹槽通過環體密封，所述環體上設有排液口,所述環狀槽通過套殼密封，所述環狀槽與套殼之間形成腔體，所述套殼底面中部設有的圓孔套接在沿體外側，所述套殼上連通有進水管,所述攪拌組件包括軸狀結構、驅動組件和第一葉輪，所述端蓋上安裝有一端伸入罐體的軸狀結構，所述端蓋的外側安裝有與軸狀結構傳動連接的驅動組件，所述軸狀結構的另一端安裝有位于罐體內的第一葉輪。