粗苯加氢精制工艺技术路线比较与选择

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该工艺采用自行开发的两段加氢技术, 其工艺流 程示于图 1。
收 稿 日 期 : 2007-09-13 作 者 简 介 : 景 志 林 ( 1979-) , 男 , 2004 年 毕 业 于 太 原 理 工 大 学, 硕士学位, 助工, 现从事煤化工新产品研发工作。
粗苯经脱重组分后, 由高速泵提压进入预反应 器, 进行液相加氢反应, 在此容易聚合的物质, 如双烯 烃 、苯 乙 烯 、二 硫 化 碳 在 有 活 性 的 Ni-Mo 催 化 剂 作 用
噻 吩<0.5mg/kg 的 加 氢 油 。加 氢 过 程 中 产 生 的 H2S 及 其 他 气 体 , 从 稳 定 塔 顶 排 出 。加 氢 油 经 END(N- 甲 酰 吗 啉)萃取蒸馏, 把非芳烃分离出去。再经连续精馏, 可 以 得 到 产 品 苯 、甲 苯 及 混 合 二 甲 苯 。 二 甲 苯 中 非 芳 烃 的质量分数小于 2.5%。由于粗苯对组成变化大的原 料 适 应 性 不 强 , 连 续 蒸 发 器 易 堵 , 采 用 END 两 苯 萃 取 精 馏 , 不 易 操 作 , 产 品 苯 、甲 苯 中 全 氮 指 标 高 , 中 性 试 验呈碱性。 1.1.3 Litol 法 技 术
混 合 物 从 塔 顶 出 来 , 进 入 预 反 应 器 , 在 约 6.0MPa、 250℃ 、Co-Mo 催 化 剂 作 用 下 , 除 去 高 温 时 易 聚 合 的 不
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煤化工
2007年 第 6 期
饱 和 组 分 。预 反 应 产 物 经 加 热 后 , 进 入 主 反 应 器 中 , 在 约 6.0MPa、620℃、Cr2O3 催 化 剂 作 用 下 , 进 行 脱 硫 、脱 氮 、脱 氧 和 加 氢 脱 烷 基 等 反 应 , 苯 收 率 约 为 114%。 反 应 产 物 经 分 离 后 , 液 相 组 分 经 稳 定 塔 脱 除 H2S、 低 碳 烃等组分, 塔底产品加氢油经白土塔, 脱除其中微量 不 饱 和 物 后 , 进 入 苯 塔 , 塔 顶 得 到 含 噻 吩 <1mg/kg、 结 晶 点 高 于 5.45℃的 纯 苯 。循 环 氢 经 MEA( 单 乙 醇 胺 ) 脱硫后, 大部分返回加氢系统循环使用, 少部分送至 制氢单元, 制得氢气作为加氢系统的补充氢。该工艺 由于加氢脱烷基, 因此只生产高纯苯。 1.2 国内工艺技术路线
关键词 粗苯 加氢精制 工艺
文 章 编 号 : 1005-9598(2007)-06-0008-04 中 图 分 类 号 : TQ52 文 献 标 识 码 : A
引言
粗苯精制就是以粗苯为原料, 经化学和物理等方 法 除 去 其 中 的 碳 氢 化 物 、硫 化 氢 、氨 和 水 等 有 害 杂 质 , 以 便 得 到 可 作 原 料 使 用 的 高 纯 度 苯 、甲 苯 、二 甲 苯 。
预反应器产物靠热氢汽化, 需要高温循环氢量大, 循 环氢压缩机相对大, 且需要 1 台高温循环氢加热炉。 经预反应器和主反应器加氢后, 得到的加氢油在高 压分离器中分离出循环气, 循环使用, 分离出的加 氢油在稳定塔排出尾气后, 进入液液萃取系统, 由于 液液萃取适合芳烃含量低工艺, 而加氢油中芳烃含量 一 般 在 90% 左 右 , 因 此 液 液 萃 取 溶 剂 消 耗 量 大 , 流 程 复杂。 1.1.2 德 国 Uhde 低 温 气 相 加 氢 技 术 ( KK 法 )
1.2.2 加氢精制 基 于 酸 洗 法 的 诸 多 缺 点 , 我 国 自 20 世 纪 70 年 代
初期, 就开始从事焦化粗苯加氢精制工艺的研究与开 发工作, 研制开发出中温加氢法和低温加氢法。中温 加氢法的优点在于不用萃取精馏就能获得高纯苯, 1976 年 北 京 焦 化 厂 采 用 中 国 科 学 院 山 西 煤 炭 化 学 研 究所中温法粗苯加氢技术, 建成我国第 1 套年处理粗 苯 2.5 万 t 的 工 业 试 验 装 置 。20 世 纪 80 年 代 又 进 行 低 温 法 ( 300℃ ̄370℃) 粗 苯 加 氢 精 制 工 艺 过 程 的 研 制 与 开 发 。20 世 纪 90 年 代 我 国 相 继 在 宝 钢 化 工 一 期 工 程 及 河 南 神 马 , 先 后 引 进 日 本 LitoL 法 高 温 热 裂 解 生 产高纯苯工艺技术; 石家庄焦化厂及宝钢化工三期工 程 先 后 引 进 德 国 KK 法 工 艺 技 术 。2004 年 由 浙 江 美 阳 国际石化医药工程设计有限公司在消化吸收国外同 类装置的基础上, 开发了国产化气相加氢技术, 先后 用 于 山 西 太 化 股 份 公 司 一 期 8 万 t/a 粗 苯 加 氢 精 制 装 置 、 山 东 枣 矿 集 团 柴 里 煤 矿 15 万 t/a 粗 苯 加 氢 精 制 工 程 、山 东 海 力 化 工 有 限 公 司 8 万 t/a 粗 苯 加 氢 精 制 工 程 等 近 10 套 装 置 。 其 针 对 不 饱 和 烃 结 焦 问 题 进 行工艺优化, 增加了脱重组分塔, 塔釜重沸器采用强 制 循 环 重 沸 器 , 粗 苯 原 料 先 脱 除 C9 以 上 重 组 分 , 轻 苯 加氢反应减少了粗苯中不饱和烃对加氢系统结焦堵 塞问题, 提高了对原料的适应性, 降低了加氢负荷, 同 时优化了加氢流程。
粗 苯 加 氢 精 制 工 艺 通 过 加 氢 , 部 分 脱 除 所 含 S、N 及不饱和化合物, 经萃取单元分离精制, 生产高质量 的 纯 苯 、纯 甲 苯 、二 甲 苯 等 产 品 。 其 产 品 质 量 高 , 加 氢
纯 苯 纯 度 可 达 99.95% 、二 甲 苯 纯 度 可 达 99.8%, 能 满 足 下 游 高 端 产 品 苯 乙 烯 、TDI ( 甲 苯 二 异 氰 酸 酯 ) 生 产 需 要 , 产 品 售 价 远 高 于 酸 洗 苯 ; 三 苯 收 率 可 达 到 90%以 上, 其加工收益显著, 代表了当今粗苯深加工的方向。
国产化低温气相加氢法工艺如图 4 所示。
加 氢 条 件 : 预 反 应 温 度 190℃, 压 力 2.9MPa; 主 反 应 温 度 280℃, 压 力 2.7MPa。 粗 苯 原 料 先 经 脱 重 组 分 塔, 脱除重组分后, 轻苯与循环氢混合, 经连续蒸发 后, 进入加氢反应器, 加氢反应为连续固定床气相加 氢 反 应 。 加 氢 过 程 产 生 的 H2S 及 其 他 气 体 , 从 稳 定 塔 顶 排 出 。 加 氢 油 经 SED( 环 丁 砜 ) 三 苯 萃 取 蒸 馏 工 艺 , 把 非 芳 烃 分 离 出 去 。再 经 连 续 精 馏 , 可 以 得 到 产 品 苯 、
1 国内外粗苯精制工艺路线
1.1 国外工艺技术路线 目前国外用于焦化粗苯加氢代表性的工艺技术
有 : 美 国 Axens 低 温 气 液 两 相 加 氢 技 术 、德 国 Uhde 低 温 气 相 加 氢 技 术 、 日 本 高 温 高 压 气 相 加 氢 Litol 技 术。 1.1.1 美 国 Axens 低 温 气 液 两 相 加 氢 法
第 6 期(总 第 133 期) 2007 年 12 月
煤化工
Coal Chemical Industry
No.6(Total No.133) Dec.2007
粗苯加氢精制工艺技术路线比较与选择
景志林 杨瑞平 ( 山西焦化股份有限公司, 洪洞 041606)
摘 要 介 绍 了 国 内 外 粗 苯 精 制 的 工 艺 技 术 路 线 , 国 外 加 氢 精 制 主 要 工 艺 有 : Axens 法 、Litol 法 、KK 法 ; 国 内 主 要 有 : 酸 洗 法 、国 产 化 加 氢 精 制 法 。 并 对 几 种 粗 苯 加 氢 精 制 和 酸 洗 法 工 艺 技 术 路 线 进 行 了 比 较 、选 择 , 提 出 技 术 路 线 选 择 的 原 则 , 指 出 新 建 装 置 应 结 合 产 品 质 量 要 求 、建 设 投 资 情 况 和 单 位 消 耗 指 标 等 因 素 , 按 照 选 择 原 则, 综合衡量, 来确定工艺技术路线方案。
2007年 12 月
景志林等: 粗苯加氢精制工艺技术路线比较与选择Hale Waihona Puke Baidu
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下 , 加 氢 变 为 单 烯 烃 。由 于 预 加 氢 反 应 为 液 相 反 应 , 可 有效地抑制双烯烃的聚合。粗苯先经脱重组分后, 轻 苯加氢, 原料适应性强。预反应器产物经高温循环氢 汽化后, 再经加热炉加热到主反应温度, 进入主反应 器 , 在 高 选 择 性 Co-Mo 催 化 剂 作 用 下 , 进 行 气 相 加 氢 反应, 单烯烃经加氢生成相应的饱和烃。硫化物主要 是 噻 吩 , 氮 化 物 及 氧 化 物 被 加 氢 转 化 成 烃 类 、硫 化 氢 、 水及氨, 同时抑制芳烃的转化, 芳烃损失率应<0.5%。 反应产物经一系列换热后, 再经分离, 液相组分经稳 定 塔 , 将 H2S、NH3 等 气 体 除 去 , 塔 底 得 到 含 噻 吩 <0.5 mg/kg 的 加 氢 油 。由 于 预 反 应 温 度 低 , 且 为 液 相 加 氢 ,
焦化粗苯精制的方法目前国内普遍采用两大类: 酸洗法和加氢法。 1.2.1 酸洗法
酸洗法是我国传统的粗苯加工生产精苯方法, 采 用 硫 酸 洗 涤 净 化 。 因 该 法 具 有 工 艺 流 程 简 单 、操 作 灵 活 、设 备 简 单 、材 料 易 得 、在 常 温 常 压 下 运 行 等 优 点 , 对于中小型焦化企业仍不失为一种切实可行的粗苯 精制法, 所以, 目前国内大多数焦化厂仍以酸洗法作 为粗苯的精制方法。但是这种方法与加氢法相比, 存 在许多难以克服的致命缺点, 由于不饱和化合物及硫 化物在硫酸的作用下, 生成黑褐色的深度聚和物( 酸 焦 油 ) , 至 今 无 有 效 的 治 理 方 法 , 另 外 产 品 质 量 、产 品 收率无法和加氢精制相比, 正逐渐被加氢精制法替 代。
目前国内产能中, 粗苯酸洗法精制加工工艺占大 多数, 然而生产的产品只能达到焦化苯的质量, 产品 只能定位于顺酐等低端产品市场, 其生产销售受到顺 酐 生 产 的 制 约 , 而 且 三 苯 收 率 低 , 只 能 达 到 80%, 生 成 废物焦油和残渣, 尚无有效的治理方法, 造成环境污 染严重。
该 粗 苯 加 氢 精 制 工 艺 , 由 德 国 BASF 公 司 开 发 、 Uhde 公 司 改 进 , 其 工 艺 流 程 示 于 图 2。
粗苯经高速泵提压后, 与循环氢混合, 进入连续 蒸发器, 抑制了高沸物在换热器及重沸器表面的聚合 结焦, 苯蒸汽与循环氢混合物进入蒸发塔再次蒸发 后 , 进 入 预 反 应 器 , 容 易 聚 合 的 物 质 , 如 双 烯 烃 、苯 乙 烯 、 二 硫 化 碳 在 有 活 性 的 Ni-Mo 催 化 剂 作 用 下 , 在 190℃ ̄240℃, 被 加 氢 变 为 单 烯 烃 。脱 除 后 的 预 反 应 器 产 物 进 入 主 反 应 器 中 , 在 高 选 择 性 Co-Mo 催 化 剂 作 用 下, 进行气相加氢反应, 单烯烃在此发生饱和反应, 生 成相应的饱和烃。硫化物主要是噻吩, 氮化物及氧化 物 被 加 氢 转 化 成 烃 类 、硫 化 氢 、水 及 氨 , 同 时 抑 制 芳 烃 的转化, 芳烃损失率应<0.5%。反应产物经分离后, 液 相 组 分 经 稳 定 塔 脱 除 H2S、NH3 等 气 体 , 塔 底 得 到 含
日 本 Litoi 高 温 、高 压 气 相 加 氢 技 术 是 由 美 国 胡 德 利 公 司 开 发 、日 本 旭 化 成 公 司 改 进 的 轻 苯 催 化 加 氢 精制工艺技术, 其工艺流程示于图 3。
粗苯经预分馏塔分离为轻苯和重苯, 轻苯经高压 泵进入蒸发器, 与循环氢气混合后, 芳烃蒸汽和氢气
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