【文章內(nèi)容簡介】 度（20℃）,g/cm3～甲苯含量，％≮苯含量，％≯200非芳烴含量, mg/kg≯9600C8芳烴含量, mg/kg≯500餾程(℃),℃≯全硫, mg/kg≯1非揮發(fā)性物質(zhì)，g/100mL≯顏色(鉑－鈷)≯20號酸洗比色≯2號 萃取蒸餾低溫加氫二甲苯的質(zhì)量項目指 標項目指 標密度（20℃）,g/cm3～酸洗比色≯6號苯、甲苯含量， mg/kg≯5000非芳烴含量, %≯4餾程,℃≯10顏色(鉑－鈷)≯20號 萃取蒸餾低溫加氫能耗（噸粗苯）循環(huán)冷卻水，m3高壓蒸汽，t電，kWh焦爐煤氣，m3軟水，m3氮氣，m3儀表用空氣，m3氫氣，m3中壓蒸汽，t溶劑，kg 溶劑萃取低溫加氫法溶劑萃取低溫加氫法在國內(nèi)外得到了廣泛應用，大量被應用于以石油高溫裂解汽油為原料的加氫過程，目前在焦化粗苯加氫過程中也得到應用。在苯加氫反應工藝上，與萃取蒸餾低溫加氫法相近，而在加氫油的處理上則不同，是以環(huán)丁颯為萃取劑采用液液萃取工藝，把芳烴與非芳烴分離開來。 ,粗苯經(jīng)預蒸餾塔分離成輕苯和重苯，然后對輕苯進行加氫，除去重苯的目的是防止C9以上重組分使催化劑老化。輕苯與補充氫氣和循環(huán)氫氣混合，經(jīng)加熱器加熱后，以氣液兩相混合狀態(tài)進入一級反應器，使苯乙烯和二烯烴加氫飽和，一級反應器中保持部分液相的目的是防止反應器內(nèi)因聚合而發(fā)生堵塞。一級反應器出來的氣液混合物在蒸發(fā)器中與管式爐加熱后的循環(huán)氫氣混合后被全部氣化，混合氣體經(jīng)管式爐進一步加熱后進入二級反應器，在二級反應器中發(fā)生脫硫、脫氮、烯烴飽和反應。一級反應器催化劑為NiMo型，二級反應器催化劑為CoMo型。二級反應器結(jié)構(gòu)是雙催化劑床層，使用內(nèi)床層循環(huán)氫氣冷卻來控制反應器溫度。二級反應器產(chǎn)物經(jīng)冷卻后被注入軟水，然后進入分離器，溶解生成的NH4HS、NH4Cl等鹽類，防止其沉積。分離器把物料分離成循環(huán)氫氣、水和加氫油。加氫油經(jīng)穩(wěn)定塔排出NHH2S后進入萃取塔。萃取塔的作用是以環(huán)丁砜為萃取劑把非芳烴脫除掉，汽提塔進一步脫除非芳烴，回收塔把芳烴與萃取劑分離開，回收塔出來的芳烴經(jīng)白土塔，除去微量的不飽和物后，依次進入苯塔、甲苯塔，最終得到苯、甲苯、二甲苯。 ，可生產(chǎn)3種苯產(chǎn)品，3種苯對原料中純組分的收率及總精制率設計值見表8，苯、甲苯、。 溶劑萃取低溫加氫的苯、甲苯、二甲苯收率及總精制率苯，％甲苯，％二甲苯，％總精制率，％9898115 溶劑萃取低溫加氫苯的質(zhì)最項目指 標項目指 標外觀無色透明苯含量，％≮結(jié)晶點,℃≮全硫, mg/kg≯ 溶劑萃取低溫加氫甲苯的質(zhì)量項目指 標項目指 標外觀透明全硫, mg/kg≯1甲苯含量，％≮ 溶劑萃取低溫加氫二甲苯的質(zhì)量項目指 標項目指 標餾程,℃≯5顏色(鉑－鈷)≯20號/P 溶劑萃取低溫加氫的能耗（噸粗苯） 循環(huán)冷卻水，m3高壓蒸汽，t電，kWh焦爐煤氣，m3軟水，m3粗苯加氫工藝比較萊托法粗苯加氫工藝的加氫溫度和壓力較高，又存在氫腐蝕，對設備的材質(zhì)、工藝、結(jié)構(gòu)要求較高，設備制造難度較大，只能生產(chǎn)一種苯，制氫工藝較復雜，采用轉(zhuǎn)化法，以循環(huán)氣為原料制氫，總精制率較低，但萊托法占地面積小。由于萊托法與低溫加氫工藝相比較，有很多不足，在國內(nèi)除寶鋼投產(chǎn)1套萊托法高溫加氫裝置外，其他企業(yè)粗苯加氫都采用低溫加氫工藝。 萃取蒸餾低溫加氫方法和溶劑萃取低溫加氫的加氫溫度和壓力較低，設備制造難度小，很多設備可國內(nèi)制造，可生產(chǎn)苯、甲苯、二甲苯，生產(chǎn)操作容易。制氫工藝采用變壓吸附法，以焦爐煤氣為制氫原料，制氫工藝簡單，產(chǎn)品質(zhì)量好。兩種低溫加氫方法相比較，前者工藝簡單，可對粗苯直接加氫，不需先精餾分離成輕苯和重苯，但粗苯在預蒸發(fā)器和多級蒸發(fā)器中容易結(jié)焦堵塞；后者工藝較復雜，粗苯先精餾成輕苯和重苯，然后對輕苯加氫，但產(chǎn)品質(zhì)量較高。 溶劑萃取低溫加氫工藝流程圖(1) 從產(chǎn)品質(zhì)量、收率、節(jié)能、環(huán)保等方面考慮，加氫法明顯優(yōu)于酸洗法。隨著國家節(jié)能減排、加強環(huán)保、淘汰落后工藝的政策法規(guī)逐步落實以及市場競爭壓力的加大，粗苯精制工藝不宜再采用酸洗工藝，而應采用加氫精制工藝將粗苯集中加工。 (2) 在加氫工藝中，低溫加氫工藝的加氫溫度和壓力較低，產(chǎn)品質(zhì)量好，低溫加氫工藝包括萃取蒸餾低溫加氫工藝和溶劑萃取低溫加氫工藝，這兩種工藝在國內(nèi)外是比較成熟的工藝，已被廣泛用于石油重整油、高溫裂解汽油、焦化粗苯為原料的加氫生產(chǎn)中，因此粗苯精制宜采用低溫加氫精制工藝。2 生產(chǎn)流程敘述本設計通過低溫加氫工藝把粗苯中以噻吩為主的各種雜質(zhì)除去，其中硫化物轉(zhuǎn)換成硫化氫，氮化物轉(zhuǎn)變成氨氣，氧化物轉(zhuǎn)化成水，不飽和烴加氫飽和，從而得到較純凈的苯 甲苯和二甲苯。其中：原料粗苯經(jīng)過兩苯塔實現(xiàn)輕重組分分離，其中塔釜重質(zhì)苯做為產(chǎn)品回收，塔頂輕苯在加氫反應器中進行加氫反應后進入脫輕塔脫除硫化氫，氨氣等低沸物，然后依次進入預精餾塔 萃取精餾塔 純苯塔和二甲苯塔，最終得到純凈合格的產(chǎn)品。 粗苯首先經(jīng)原料輸送泵進入兩苯塔，在其中實現(xiàn)輕重苯分離，重質(zhì)苯作為產(chǎn)品輸送至罐區(qū)，塔頂輕苯被送至加氫工序，在加氫工序中，輕苯與高純氫氣混合后進入預反應器，預反應器的作用主要是除去二烯烴和苯乙烯，催化劑為NiMo，預反應器產(chǎn)物經(jīng)管式爐加熱后，進入主反應器，在此發(fā)生脫硫、脫氮、脫氧、烯烴飽和等反應，催化劑為CoMo，預反應器和主反應器內(nèi)物料狀態(tài)均為氣相。從主反應器出來的產(chǎn)物經(jīng)一系列換熱器、冷卻器被冷卻，在進入分離器之前，被注入軟水，軟水的作用是溶解產(chǎn)物中沉積的鹽類。分離器把主反應器產(chǎn)物最終分離成循環(huán)氫氣、液態(tài)的加氫油和水，循環(huán)氫氣經(jīng)預熱器，補充部分氫氣后，由壓縮機送到預蒸發(fā)器前與原料粗苯混合。 加氫油經(jīng)預熱器預熱后進入脫輕塔，脫輕塔由中壓蒸汽進行加熱，脫輕塔實質(zhì)就是精餾塔，把溶解于加氫油中的氨、硫化氫以尾氣形式除去，含H2S的尾氣可送入焦爐煤氣脫硫脫氰系統(tǒng)，脫輕塔出來的苯、甲苯、二甲苯混合餾分進入預蒸餾塔，在此分離成苯、甲苯餾分(BT餾分)和二甲苯餾分(XS餾分)，二甲苯餾分進入二甲苯塔，塔頂采出少量C8非芳烴和乙苯，側(cè)線采出二甲苯，塔底采出二甲殘油即C9餾分，由于塔頂采出量很小，所以通常塔頂產(chǎn)品與塔底產(chǎn)品混合后作為二甲殘油產(chǎn)品外賣。 苯、甲苯餾分與部分補充的甲酰嗎啉溶劑混合后進入萃取蒸餾塔，萃取蒸餾塔的作用是利用萃取蒸餾方式，除去烷烴、環(huán)烷烴等非芳烴，塔頂采出非芳烴作為產(chǎn)品外賣，塔底采出苯、甲苯、N甲酰嗎啉的混合餾分，此混合餾分進入溶劑再生塔。溶劑再生塔在真空下操作，把苯、甲苯餾分與溶劑N甲酰嗎啉分離開，溶劑再生塔頂部采出苯、甲苯餾分，苯、甲苯餾分進入純苯塔精餾分離成苯、甲苯產(chǎn)品。溶劑再生塔底采出的貧N甲酰嗎啉溶劑經(jīng)冷卻后循環(huán)回到萃取精餾塔上部，一部分貧溶劑被間歇送到溶劑再生器，在真空狀態(tài)下排出高沸點的聚合產(chǎn)物，再生后的溶劑又回到萃取蒸餾塔。3 工藝計算與設備選型、工藝流程圖 工藝流程圖 選用低溫加氫法進行粗苯精制，處理量8萬噸/年 進料組成如下表所示(以下均為質(zhì)量百分數(shù))：純苯甲苯二甲苯苯乙烯重質(zhì)苯共計占粗苯%10100處理量：8萬噸/年產(chǎn)品組成（苯、甲苯塔）：%,%操作壓力：塔頂壓力4KPa（表壓）進料狀況：泡點進料溫度：泡點加熱方式：塔釜采用間歇飽和水蒸氣加熱回流比：R=（—）R一年生產(chǎn)時間8000h，24小時連續(xù)生產(chǎn),其他時間檢修。、原料粗苯處理量根據(jù)工藝的操作條件可知： 根據(jù)設計任務，料液的年生產(chǎn)能力為80000噸/年，全年生產(chǎn)時間為8000小時，剩余時間為大修、中修時間，則每小時的生產(chǎn)能力為：F=80000/8000=10000kg/h、 兩苯塔進出料由圖可知，進入兩苯塔的料液量即為10000kg/h兩苯塔塔頂出料為輕苯（BTXS）,其流量為：D1=F*(%+%+%+%)=10000*90%=9000 kg/h兩苯塔塔底出料為重苯，其流量為：W1=F*10%=1000 kg/h、預精餾塔進出料從兩苯塔出來的BTXS經(jīng)過加氫脫輕后直接進入預精餾塔，所以進入預精餾塔的流量就是D=9000kg/h預精餾塔頂出料為苯、甲苯餾（BT）, 其流量為：D2=F*(%+%)=10000*85%=8500 kg/h預精餾塔塔底出料為二甲苯餾分（XS）, 其流量為：W2=F*(%+%)=10000*5%=500kg/h、 純苯塔的設計計算 精餾工段主要有四個塔，即預精餾塔，萃取精餾塔，純苯塔，二甲苯塔。這里只對純苯塔進行計算。、純苯塔的作用％，同時，％。在此目標下對該塔進行計算，尋找達到該分離要求的最佳操作條件。 苯—甲苯混合料液經(jīng)預熱器加熱至泡點厚，用泵送入精餾塔。塔頂上升蒸汽采用全凝器冷凝后，部分回流，其余作為塔頂產(chǎn)品經(jīng)冷卻后送至儲槽。塔釜采用間接蒸汽再沸器供熱，塔底產(chǎn)品經(jīng)冷卻后送入儲槽。苯、甲苯精餾塔的進料量精餾塔進料中含苯量（質(zhì)量百分數(shù)）：精餾塔進料中甲苯含量（質(zhì)量百分數(shù)）： 料液產(chǎn)品的摩爾分率： 塔頂產(chǎn)品的摩爾分率： 塔底產(chǎn)品的摩爾分率：進料的平均摩爾質(zhì)量： 塔頂產(chǎn)品的平均摩爾質(zhì)量：塔底產(chǎn)品的平均摩爾質(zhì)量：物料衡算：易揮發(fā)最分物料衡算： 聯(lián)立以上二式得： 將、轉(zhuǎn)化為物質(zhì)的量可得 塔板數(shù)的確定苯、甲苯物系的相對揮發(fā)度 苯、甲苯在某些溫度下的蒸汽壓、t/℃8488929610010410894兩端的數(shù)據(jù)取平均數(shù)值 相平衡方程： 最小回流比: 取操作回流比：精餾段操作線方程：提餾段操作線方程的斜率：提餾段操作線方程：交替使用相平衡方程和操作線方程可得