【導讀】***化工股份有限公司。30萬噸/年苯加氫二期工程

　　

【正文】 氫條件： t=200300℃， P＝ 。 采用兩段法加氫精制工藝，該工藝特點是在兩段串聯(lián)反應器系統(tǒng)中，原料經(jīng)第一段加氫反應器在較低溫度下進行烯烴和二烯烴飽和之重苯 預分餾 兩段加氫 抽提 重苯 高純苯 粗苯 輕苯 精餾 釋放氣 PSA制氫 補 充 H2 高純甲苯 混合二甲苯 * ***化工設計有限公司 17 后，再經(jīng)二段反應器在較高溫度下進行脫硫、脫氮等反應。加氫油在高分器中分離出循環(huán)氫氣循環(huán)使用，分離出的加氫油在穩(wěn)定塔排出輕烴后進入抽提塔、精餾塔系統(tǒng)制得純苯、甲苯、二甲苯等產(chǎn)品。 （ 3） 低溫法 粗苯加氫工藝 工藝流程示意如下： 加氫條件： t=300380℃， P＝ 。 粗苯直接進入加氫系統(tǒng)，經(jīng)蒸發(fā)器，預反應器和主反應器加氫后得到加氫油，加氫油在高分器中分離出循環(huán)氣循環(huán)使用，分離出的加氫油在穩(wěn)定塔排出尾氣后進入預分餾塔，塔底的 C8 餾分去二甲苯塔生產(chǎn)混合二甲苯，塔頂分離出的苯、甲苯餾分進入萃取蒸餾塔分離出非芳烴后經(jīng)汽提塔和純苯塔得到高純苯和硝化甲苯，若生產(chǎn)高純甲苯時，可將硝化甲苯再經(jīng)一次萃取 蒸餾即可。系統(tǒng)中連續(xù)補加的氫氣是用PSA 法制得的氫氣。加氫裝置的蒸發(fā)殘油送粗苯蒸餾裝置處理。 由上述分析比較，低溫法明顯優(yōu)于 Litol 法。本工程優(yōu)先選擇低溫二甲苯蒸餾 加氫精制 預蒸餾 萃取蒸餾 殘油 高純苯 粗苯 輕苯 C9 餾份 補 充 氫 非 芳 烴 硝化級甲苯 C8 餾分 混合二甲苯 高純甲苯 * ***化工設計有限公司 18 法 工藝。 加氫油精制工藝比較 加氫油精制工藝主要有兩種：以環(huán)丁砜為溶劑的加氫油精制工藝和以 N－甲酰嗎啉為溶劑的加氫油精制工藝。 1) 以環(huán)丁砜為溶劑的加氫油精制工藝： 加氫油先經(jīng)液－液萃取，再經(jīng)萃取蒸餾把非芳烴分離出去。 經(jīng)過溶劑萃取的加氫油，再經(jīng)連續(xù)精餾可以得到高純的苯、甲苯及混合二甲苯。 二甲苯中非芳烴的含量少于 %wt。 液 －液萃取塔，在較低的溫度（塔頂 54℃、塔底 56℃）下操作，降低了原料 /溶劑比，減少了能耗與溶劑的耗量。 對組成變化大的原料適應性強，原料可為粗苯、裂解汽油、重整油以及這些油的混合物。操作條件的變化小。 環(huán)丁砜溶劑法有三十年歷史，國內(nèi)早有使用經(jīng)驗和生產(chǎn)裝置。 2) 以 N－甲酰嗎啉為溶劑的加氫油精制工藝： BT（苯和甲苯混合物）餾分只經(jīng)過萃取蒸餾塔就可以將非芳烴分離出去，設備少。高純甲苯須經(jīng)過二次萃取蒸餾，即 BT 餾分第一次萃取蒸餾生產(chǎn)出硝化甲苯，再將硝化甲苯二次萃取蒸餾得到高純甲苯。二甲苯不經(jīng)萃取蒸餾，其中非芳 烴的含量較高（為 4％ wt），設二甲苯蒸餾塔提純。 綜上所述，兩種溶劑法和差別不大，但環(huán)丁砜溶劑法比以甲酰嗎啉為溶劑的流程長、設備多。結合 ***化學工業(yè)集團下屬各公司的產(chǎn)品對純苯、甲苯和二甲苯的質(zhì)量要求，考慮環(huán)丁砜溶劑國內(nèi)供貨情況及使* ***化工設計有限公司 19 用經(jīng)驗綜合各方案的產(chǎn)品品種、產(chǎn)品收率、裝置靈活性、能源利用率、環(huán)保效果等因素，本設計推薦選擇以 N－甲酰嗎啉為溶劑的MORPHYLING 萃取蒸餾工藝。 以上以上選擇的低溫加氫工藝及加氫油精制工藝統(tǒng)稱為以 N－甲酰嗎啉為溶劑的粗苯加氫工藝。 幾種加氫工藝和加氫油精制工藝比較見下表： 表 41 苯加氫工藝技術比較 項 目 Axens法 Litol法 所屬國 北美 德國 美國 是否專利 是 是 是 專利所有 胡德利空氣產(chǎn)品公司 所屬技術年代 80年代 80年代 80年代 樣板廠 法國（ 33萬 t/a） 上海寶鋼 生產(chǎn)狀況 技術穩(wěn)定可靠 投產(chǎn)后一直穩(wěn)定 加氫工藝方法 低溫法粗苯加氫工藝 低溫法粗苯加氫工藝 加氫凈化脫硫基 加氫油精制法 液液抽提法 MORPHYLING 萃取蒸餾法 簡單蒸餾 提供技術的廠家 AxensNA公司 德國 BASF 開發(fā)， 胡德利開發(fā)，日本旭化成應用于粗苯加氫 催化劑 預反應器 NiMo NiMo CoMo 主反應器 CoMo CoMo CrAl系 反應溫度 預反應器 200℃ 220230℃ 232℃ 主反應器 300℃ 340380℃ 610℃ 加氫壓力 預反應器 主反應器 萃取劑 環(huán)丁砜 甲酰嗎啉 (NTM) 萃取劑分子式 H8C4－ S－ O2 H8C4－ O2－ NCH 純苯質(zhì)量 結晶點℃ ≮ ≮ 全硫 ppm * ***化工設計有限公司 20 純度 %wt 氫源 煤氣用 PSA制氫 煤氣用 PSA制氫 循環(huán)氣制氫 產(chǎn)品品種 苯 、 甲苯、二甲苯、非芳烴 苯、甲苯、二甲苯、芳烴 苯 材料選擇 易 易 難 儀表選擇 易 易 難 操作、維修 易 易 難 投資 少 少 多 經(jīng)濟效益 好 好 差 * ***化工設計有限公司 21 工藝流程及消耗定額 工藝流程 工藝流程示意圖 :* ***化工設計有限公司 22 重苯 循環(huán) H2 排空 補充 H2 2 溶劑 非芳烴 純苯 C9餾份 C8 餾份 甲苯 二甲苯 C9餾份粗苯 換熱器 E6107 脫重組份塔 C6101 連續(xù)蒸發(fā)器 E6104AE 換熱器 E6105 預反應器 R6101 換熱器 E6106 加熱爐 H6101 主反應器 R6102 換熱器 E6107 冷卻器 E6109AC 高壓分離器 V6103 分離罐 V6105 H2 壓縮機 K6102 換熱器 E6110 穩(wěn)定塔 C6102 冷凝器 E6113 回流罐 V6104 高壓分離器預蒸餾塔 V6201 預熱器 E6301 萃取蒸餾塔 C6301 汽提塔 C6302 B/T 分離塔 V6303 二甲苯塔 V6401 H2 壓縮機 K6102 * ***化工設計有限公司 23 工藝流程敘述 以 N－甲酰嗎啉為溶劑的粗苯加氫工藝流程如下： 粗苯加氫精制裝置 包括加氫精制、預蒸 餾 、萃取蒸餾、 二甲苯蒸餾和 公用設施 五個單元。 粗苯先經(jīng)脫重組分取得輕苯，其副產(chǎn)品重組分送出裝置。輕苯在加氫精制單元中經(jīng)多級蒸發(fā)后，進行兩級加氫處理 (預加氫和加氫精制 )，反應所需的補充氫由外界提供。粗苯加氫所產(chǎn)生的輕質(zhì)組分及 H2S 從產(chǎn)品中分離出來是利用穩(wěn)定塔來實現(xiàn)的，并將其送往焦化分公司煤氣脫硫的管道中。 經(jīng)加氫處理后的加氫油，三苯餾分 (BTXS)送往預蒸餾單元，在此被分成含有苯和甲苯的 BT 餾分和含有二甲苯的 XS 餾分， BT 餾分送入萃取蒸餾單元，而 XS 餾分送入二甲苯蒸餾單元。 BT餾分中的非芳烴是在萃取蒸餾單元中從 BT 餾分中分離出來的，隨后作為非芳烴產(chǎn)品送往罐區(qū)，蒸餾中分離出產(chǎn)品純苯、純甲苯。這些產(chǎn)品最終送往罐區(qū)。 在二甲苯蒸餾中，輕組分、重組分從 XS 餾分中分離出來，以獲 得混合二甲苯，輕組分、重組分和混合二甲苯分別送往罐區(qū)，作為產(chǎn)品出廠。 （ 1）加氫單元工藝 加氫精制單元分為脫重組分塔系統(tǒng)、反應系統(tǒng)和穩(wěn)定塔系統(tǒng)。系統(tǒng)主要包括脫重組分塔、連續(xù)蒸發(fā)器、預反應器和主反應器、加熱爐及穩(wěn)定塔等關鍵設備。 原料粗苯在反應系統(tǒng)處理方法如下：雜質(zhì)如硫、氧、氮組分在催化劑作用下加氫裂解，不飽和的碳氫化合物也在催化劑作用下加氫飽和* ***化工設計有限公司 24 轉(zhuǎn)化成 BTXS，并作為預蒸餾單元的原料或送往中間槽區(qū)，作為中間產(chǎn)品貯存。反應所需的氫氣由外界提供。 a) 脫重組分塔系統(tǒng) 從槽區(qū)來的粗苯原料經(jīng)過過濾、預熱后進入脫重組 分塔，這個塔在真空系統(tǒng)下操作，塔頂蒸發(fā)的輕苯在塔頂冷凝器中冷凝后，注入脫重組分塔回流槽，一部分經(jīng)回流泵作為回流送回到脫重組分塔塔頂，另一部分輕苯經(jīng)高壓泵升壓后進入反應系統(tǒng)，或送往中間槽區(qū)。 在塔底獲得的重組分作為殘油 (重苯 )，包括茚、萘、古馬隆等，經(jīng)塔底泵送出裝置。脫重組分塔由塔底重沸器用導熱油加熱。真空度由水環(huán)式真空系統(tǒng)提供。 b) 反應系統(tǒng) 輕苯經(jīng)高壓泵升壓至操作壓力，在連續(xù)蒸發(fā)器中通過與主反應器反應物進行熱交換，被預加熱和汽化，并在混合噴嘴與從循環(huán)氫氣壓縮機來的循環(huán)氣混合。 全部汽化的輕苯和循環(huán)氣，在 預反應器進料換熱器中被主反應物進一步加熱進入預反應器底部，通過催化劑床逆流向上，雙烯烴和苯乙烯等不飽和物在高活性的 NiMo催化劑作用下加氫和飽和后離開預反應器的頂部，由于放熱反應，反應器內(nèi)溫度隨之升高，進口溫度由主反應器反應物通過進料換熱器的量來控制。高沸點的液體由預反應器底部排出。 在預反應器內(nèi)進行如下反應： 二烯烴等不飽和物的加成反應 CnH2N2+H2 CnH2n C6H5C2H3 C6H5C2H5 含硫化物的加氫反應： * ***化工設計有限公司 25 CS2+4H2 CH4+2H2S 在主反應器進行如下反應： 烯烴的加成反應 CnH2n+H2 CnH2n+2 加氫脫硫反應 C4H4S+4H2 C4H10+H2S 加氫脫氮反應 C6H7N+H2 C6H14+NH3 加氫脫氧反應 C6H6O+H2 C