制苯装置说明与危险因素、防范措施正式版

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制苯装置说明与危险因素、防范措施

正式版

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一、装置简介

(一)装置发展及类型

1．装置发展

制苯装置是以乙烯装置的副产品裂解汽油和氢气为原料，应用各种技术，以生产纯苯为主产品，同时副产多种石油化工原料的石油化工装置。裂解汽油在制苯装置中通过加氢、抽提分离得到纯苯，同时可得到C5、C9、甲苯、抽余油、C8等重要的副产品。

裂解汽油加氢工艺随着催化剂的进步由原来的高温CO、MO系列，向低温贵金属

系列发展。工艺路线也向全馏分深度加氢发展。制苯工艺也以抽提制苯为主，逐渐淘汰了能耗高、损失率大的甲苯脱烷基及二、三甘醇抽提的工艺方法。普遍采用的为四甘醇、环丁砜为溶剂的工艺方法。N—甲酰基吗啉抽提工艺为目前国际较先进的水平。

2．装置类型

(1)加氢工艺类型

裂解汽油中除含苯、甲苯、二甲苯外，还含有单烯烃、双烯烃、饱和烃(直链烷烃、环烷烃)以及含硫、氧、氮的有机化合物，根据色谱分析，有200多种组分，组成相当复杂。这种油的特点为稳定性差，存放过程中易聚合生成低聚合度产物

(即胶质)，故在应用中必须先经过加氢工艺处理。鉴于从裂解汽油中除去双烯烃、单烯烃和硫、氧、氮有机化合物的条件不同，国内外普遍采用两段加氢法。一段加氢主要是双烯烃加氢；二段加氢主要是单烯烃加氢，同时将硫、氧、氮有机化合物加氢转变为相应的硫化氢、水和氨而被除去。裂解汽油选择性加氢过程中催化剂起着关键性的作用，随着乙烯丙烯工业的飞速发展和裂解汽油加氢装置的不断增加，国内外对此类催化剂，尤其是一段加氢催化剂的研究开发和工业应用高度重视。

从催化剂类型分为两段高温加氢和一段低温二段高温加氢工艺。从加工物料分为全馏分加氢和分馏加氢。由油品的不同

使用目的又可分为一段加氢和两段加氢。加氢工艺类型比较如表3—12所示。

(2)抽提工艺类型

从重整油和裂解汽油中分离芳烃的方法有溶剂抽提法、吸附法、抽提蒸馏法、共沸蒸馏法等。目前，溶剂抽提法是工业生产轻芳烃的主要手段。

自1952年美国环球油品公司(UOP)和道化学公司(DOW)研究成功以二乙二醇醚(又称二甘醇)为溶剂的UDEX法投人工业生产以来，各国又研究成功了环丁砜为溶剂的Sul-folane法，N—甲苯吡咯烷酮为溶剂的Arosolvan法，二甲基亚砜为溶剂的IFP法以及N—甲酰基吗啉为溶剂的Formex

法，并陆续投入生产。此外，UDEX法已陆续改用二甘醇(DEG)和二丙二醇醚(DPG)混合溶剂三甘醇(TEG)、四甘醇(TETRA)或二乙二醇胺(DGA)作抽提溶剂。

这里主要介绍N—甲酰基吗啉(NFM)抽提蒸馏组合工艺专有技术，溶剂使用N—甲酰基吗啉(NFM)。将加氢后的C₆～C₇先进行切割塔分馏，然后经过抽提系统及苯塔精馏，主产品为纯苯，副产品有C7馏分、抽余油等，当苯、甲苯抽提工况时副产甲苯。

二、重点部位及设备

(一)重点部位

1．加氢反应器系统

加氢反应系统是制苯装置生产关键设

备部位。包括两台加氢反应器。一台C8加氢反应器和一台预硫化反应器。分离罐是气液分离设备，也是加氢系统的压力控制点。6台氢气压缩机组成的压缩机组是装置的心脏部位。两台加热炉为正压式圆筒炉，是二段加氢反应的热量来源。也是系统的控制重点。高温换热器在开、停车过程中，或正常操作中因温度变化，极易发生泄漏。冷却器也均在高压下操作。预硫化氢气预热器为高压蒸汽加热富含H2S氢气介质的换热器(间断使用)。若以上部位发生事故将会导致恶性事故的发生。

2．预分馏及抽提系统

(1)脱砷反应系统

由于脱砷剂过氧化氢异丙苯的化学性

质极不稳定，易在物料带水或物料停留时间过长时在脱砷反应器部位发生物料聚合。发生事故会导致装置局部或全部停工。脱砷剂储罐注意温度过高发生分解爆炸，在加装CHP时会产生静电火花引起爆炸，加装CHP所用气泵没有置换干净，其他化学物质混入CHP储罐中，与过氧化氢异丙苯发生化学反应会引起爆炸。

(2)抽提系统

抽提系统重要部位为抽提蒸馏塔，此塔的操作一旦出现故障，可引起溶剂返?昆，塔顶抽余油中带走溶剂，造成溶剂的损失。严重时溶剂在抽余油系统中夹带过多而造成设备冻堵，致使装置停车。

(二)重点设备

装置的重点设备以两段加氢反应器为主，包括重点机组补充氢压缩机和循环氢压缩机。另外反应系统的第二循环氢冷却器、二段进料预热器、循环氢预热器以及高压闪蒸罐和加热炉，出现问题后处理不当都会造成部分或全部装置停工，或导致恶生事故发生。

1．加氢反应器

加氢反应器是制苯装置的生产关键设备，燕化公司制苯装置的两台加氢反应器使用了20年，一段加氢反应器(R—201)在1990年再生时发生超温，造成筒体间断裂纹，虽经修复，但属监护使用，在1994年改造后降压至2。6MPa(原操作压力为5．9MPa)，由于使用了钯系催化剂，R—

201入口温度为50、85℃，比原来的操作温度(2600(2)大为降低。

二段反应器(R—301)原设计压力为6．6MPa，设计温度为360℃，目前压力定为5。4MPa，操作温度严格限制，不得超过360℃。两台反应器当温度压力发生变化时，易造成反应器超温和泄漏。

2.硫化反应器

二段加氢催化剂中的活性组分CO、Mo 元素，是以氧化态的形态附在氧化铝骨架上，为了使催化剂有充分的活性和选择性，并且抑制不希望发生的加氢裂化和聚合反应，催化剂活性组分应变成硫化态下操作，催化剂在第一次使用或经过再生操作后，要对催化剂进行预硫化。催化剂预