苯加氢简介

苯加氢简介
苯加氢作业区简介
一、概况
苯加氢作业区位于鞍钢厂区西北部,原址矿渣山，占地面积4.5万平方米，2007年10月破土动工，2009年8月将投产运行。

其项目是采用德国伍德公司专利加氢技术，低温低压加氢萃取工艺法，是国内焦化企业单套生产能力最大，具有易燃易爆特性的石化类工艺项目，属重大危险源、省甲级要害部位。

苯加氢项目固定资产投资为37756.36万元（含外汇1186.42万美元）, 铺底流动资金2171.20万元。

苯加氢工艺有6个生产单元及其它辅助设施组成，主要主要生产高纯苯、甲苯、二甲苯、重苯残油、非芳烃及C9馏分。

广泛用作制造合成纤维、合成橡胶、炸药、塑料、医药和染料、油漆等产品的原料，也可用作树脂工业以及作为溶剂用于涂料、农药和橡胶加工工业等。

苯加氢作业区及辅助设施自动化控制水平较高，安全性能高，能耗低，环境保护效益明显，其加氢产品质优价高，可以出口外销。

增产的非芳烃可以作为燃料销售，创建很可观的经济效益。

是国内目前生产能力最大，技术最先进的苯加氢工艺装置。

二、工艺特点
粗苯中主要含有苯（约70%）、甲苯（约14%）、二甲苯（约4%）和三甲苯等芳香烃，其总含量占85%以上，这些物质都是重要的化工原料。

此外，粗苯中还含有不饱和化合物（烯烃）、含硫化合物（噻吩）、含氧化合物（苯酚）及含氮化合物（吡啶）等杂质。

粗苯精制工艺是以粗苯为原料，经化学和物理等方法提纯精制为高纯度苯类产品的过程。

1、加氢分类及国内情况
粗苯加氢根据操作条件不同，可分为高温加氢（580-630℃，6.0Mpa），中温加氢（480-550℃,5.0Mpa）及低温加氢（300-380℃,4.0Mpa）。

宝钢一期引进的是莱托法高温脱烷基工艺；北京焦
化厂的苯加氢装置，是焦耐院自行开发设计的中温加氢工艺；石家庄焦化厂于97年引进并建成了国内第一套5万t/a低温加氢装置是德国K·K公司（现为伍德公司）的技术，其加氢工艺是德国BASF公司开发经K·K 公司改进的，萃取蒸馏工艺是莫菲兰（MORPHYLANER）法，近三年，太化、昆钢等企业先后从德国伍德公司引进低温加氢工艺并相继投产。

2、装置组成及工艺流程
本装置共分以下几个部分：
1)加氢部分：蒸发器、闪蒸槽、反应器、高压分离槽、稳定塔；
2)蒸馏部分：预蒸馏塔、萃取蒸馏塔、汽提塔、二甲苯
蒸馏塔；
3)油库、装卸台等；
4）公辅部分：环水泵房、新水泵房、除盐水泵房、空压站、尾气处理装置。

加氢部分、萃取蒸馏部分这四部分是本套装置的核心部分。

工艺流程简介：
1）加氢部分：从油库来的焦化粗苯送到加氢精制装置，在此进行加氢反应。

2）蒸馏部分：
在预蒸馏装置，加氢油被分成含有苯和甲苯的BT馏份以及含二甲苯的XS馏份。

在萃取蒸馏装置，BT（苯、甲苯）馏份被送到萃取蒸馏装置，非芳烃在此从苯和甲苯中分离出来，苯和甲苯的混和物在BT分离塔分离出产品高纯苯及硝化级甲苯。

在二甲苯蒸馏装置，XS（二甲苯）馏份作为二甲苯蒸馏装置的原料，经常压、间歇或连续蒸馏得产品5℃二甲苯和副产品溶剂油等。

3）油库、装卸台
主要有20个油槽和1个废水收集槽组成，油槽储存产品、副产品和中间产品，油库区收集的废水和500单元送来废水汇合后外送处理。

装卸车站台共有9个装卸车货位，其中3个原料卸车货位，6个产
品货位。

4）公辅部分
环水泵房提供循环水，新水泵房提供生产新水，除盐水泵房提供除盐水，空压站提供仪表空气，尾气处理负责处理装置区含硫化氢废气。

3、加氢及萃取蒸馏机理
（1）加氢机理：粗苯加氢是为了将其中含硫杂质经过加氢而生成相应的碳氢化合物和硫化氢，含氮化合物加氢生成碳氢化合物和氨，含氧化合物加氢生成碳氢化合物和水，不饱和化合物被加氢饱和，从而达到净化目的。

考虑到催化加氢反应条件的不同，且避免在一个反应器里反应过分激烈，影响催化剂的活性与寿命，本装置加氢精制部分共设置了两个反应器，即预反应器和主反应器，两个反应器内的反应是不同的。

在预反应器，主要是易聚合的物质发生反应，如双烯、苯乙烯、二硫化碳等，其在有活性的催化剂Ni-Mo 及190-240℃温度作用下，经加氢反应而被除去。

这些物质被除去，可避免在后序设备中发生聚合反应。

主要反应如下：C5H6（环戊二烯）+H2→C5H8（环己烷）
CnH2n-2（二烯烃）+H2→C n H2n（单烯烃）
C8H8（苯乙烃）+H2→C8H10（乙基苯）
C9H8（茚）+H2→C9H10（茚满）
CS2+4H2→CH4+2H2S
（2）萃取蒸馏机理：萃取蒸馏是在原溶液中添加萃取剂，萃取剂不和被分离物系中任意组分形成恒沸物，但能改变原溶液组分间的相对挥发度，且添加剂的沸点比原溶液各组分的沸点均要高的一种特殊精馏操作。

本工艺从加氢精制部分获得的加氢油，主要含有芳烃和非芳烃，将非芳烃从芳烃中分离出来，采用常规蒸馏是不可能的。

只有在萃取蒸馏塔加入了N-甲酰码啉，芳烃与非芳烃的分离才得以实现。

萃取剂的作用是改变了组分的蒸汽压。

换言之，非芳烃原来沸点高，萃取剂的加入，使沸点降低，能够从萃取蒸馏塔顶分离出来，塔底为芳烃与萃取剂混和液体，通过进一步蒸馏，得到纯芳烃和萃取剂，萃
取剂循环使用。

三、新老工艺对比
鞍钢化工总厂原有一个6万t/a的粗苯精制车间，采用的是传统的酸洗工艺，该工艺的产品质量较低，收率及经济效益一般，环保达不到现代化企业的生产要求。

并且该粗苯精制车间生产运行30多年，设备陈旧老化，控制水平落后，跑冒滴漏现象时有发生，每年花费大量的生产维护费用，但问题得不到实质性解决。

由于苯类原料、产品均是易燃易爆物品，对安全生产具有潜在危险。

焦化厂生产粗苯是多种有机物组成的复杂混合物，就其本身而言用途不大，而其中的各种纯产品却是宝贵的化工原
料。

所以粗苯必须经过精制提纯，才能提取各种纯产品。

为此，必须选择一种合适的苯精制工艺。

选择粗苯精制方案的基本原则是：采用先进、成熟、可靠的工艺、设备与材料；提高工艺自动化控制水平；确保生产操作的稳定与准确；提高劳动生产率；提高产品产率；确保产品质量；采用先进有效的环保措施，强化环境治理，减少对环境的污染；充分利用工艺自身的尾气和余热；降低工艺能耗，节约能源。

酸洗法是我国传统的粗苯加工方法，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，对于中小型焦化厂仍不失为一种切实可行的粗苯精制法，所以目前许多厂仍在采用。

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，特别是产品质量、产品收率和环境保护（初馏份、再生残渣、酸焦油至今无有效的治理方法）等方面更为突出。

加氢法与酸洗法相比，解决了酸洗法存在的难以克服的许多弱点，有着很多的优点：
一是产品质量高，尤其是含硫低，并且产品收率高。

加氢比酸洗法的收率可以提高8~10%。

纯苯纯度为≥99.9%，全硫≤1.0ppm，结晶点最小5.5℃。

纯甲苯纯度为≥99.9%，馏程（包括110.6℃）最大1℃。

二是环境保护好。

加氢工艺没有外排的废气、废水、废渣，对建
设节能示范厂，提高环境保护水平起到积极作用。

三是经济效益好。

加氢产品质优价高，可以出口外销。

增产的非芳烃可以作为燃料销售，三种苯的收率增加8~10%，也是很可观的经济效益。

四、生产规模与产品方案
生产规模：
年处理量粗苯150000t/a.
产品产量
纯苯： 110000 t/a
甲苯： 22500 t/a
二甲苯： 6000 t/a
非芳烃： 3700 t/a
重苯残油： 700 t/a
C9馏分： 1900 t/a
五、附表
附表1 苯加氢工艺流程图
附表2 苯加氢作业区现场图片
粗苯原料(自油库区粗苯原料槽V-5601）
稳定塔废气
（到脱硫塔）BTXS馏分(去预蒸馏单元T-5201）
13：R-5102高压分离槽；循环气
重苯残油(到小油库区V-5607)
重组分
补充氢气
12
3A
3B
3C
3D
3E
4
5
6
7
8
9
10
1112
13
工艺废水
14
1516
17
18
20
222425
26
1：V-5101原料缓冲槽;2：P-5101高压原料泵;3：E-5101A~E ：预蒸发器A~E;4：T-5101多段蒸发器；5：R-5101预反应器原料预热器；7：R-5101预反应器；6：V-5103残油闪蒸槽；8：E-5104主反应器原料预热器；9：H-5101管式炉；10：R-5102主反应器；11：E-5105循环气预热器；12：E-5106反应器产品冷却器；14：C-5101补充氢气气压缩机；15：E-5113补充气压缩机旁路冷却器；16：V-5105循环气排出槽；17：C-5102循环气压缩机；18：C-5112循环气压缩机旁路冷却器；19：E-5107稳定塔原料预热器；22：V-5106稳定塔回流槽；
23
23：E-5110稳定塔排气冷却器；24：V-5103稳定塔回流泵；25：E-5108稳定塔再沸器；26：P-5104稳定塔塔底泵；除盐水
19
20：T-5102稳定塔；21
21：V-5109稳定塔冷凝器；
27
27：E-5114BTXS 馏分冷却器；
BTXS馏分(回原料缓冲槽V-5101）BTXS馏分(去油库粗苯原料槽V-5601）BTXS馏分(去油库区BTXS 馏分槽V-5608）
BTXS馏分(自预蒸馏单元原料预热器E-5206）
BTXS馏分(自稳定塔塔底泵P-5104）
BT馏分(自预蒸馏塔顶泵P-5202）
3
4
5
7
8
9
XS馏分(自预蒸馏塔底泵P-5201）
2
6
BTXS馏分(到加氢单元E-5114）
BTXS馏分(自油库BTXS 槽V-5608）
1
BT 馏分（主要含苯、甲苯、非芳烃）
XS馏分(回油库区BTXS 馏分槽V-5608）XS馏分(去油库区XS 馏分槽V-5610）
BT馏分(去油库区BTXS 馏分槽V-5608）
BT馏分(到萃取蒸馏塔T-5301）
BT馏分(去油库区BT 馏分槽V-5609B ）XS馏分(去二甲苯蒸馏单元）
4：V-5202预蒸馏塔回流槽；3：E-5203：预蒸馏塔顶冷凝器;2：E-5202预蒸馏塔再沸器;1：T-5201预蒸馏塔;5：P-5202预蒸馏塔回
流槽；6：E-5204预蒸馏塔BT 馏分冷却器；7：P-201预蒸馏塔底泵；8：E-5205预蒸馏塔XS 馏分冷却器；9：E-5206预蒸馏塔原料预热器；
XS 馏分
非芳烃
贫溶剂
纯苯
5
4
3
2
1
26
27
25
6
78
910
12
13
1415
18
1920
21
23
24
28
29
30
31
32
贫溶剂
贫溶剂
甲苯
真空排出气
贫溶剂
纯BT(苯和甲苯混合物）
BT(到油库区BT 馏分槽V-5609B ）
纯苯(去油库区纯苯槽V-5602）
苯(去油库区BTXS 馏分槽V-5609B ）
甲苯(去油库区甲苯槽V-5603）
甲苯(去油库区BTXS 馏分槽V-5609B ）
贫溶剂贫溶剂
11
16
17
22
BT馏分（自预蒸馏塔回流泵P-5202)
BT馏分（自预蒸馏塔回流泵P-5202)
到溶剂再生冷却器E-5311
非芳烃(去非芳烃槽V-5606)非芳烃(去油库区BTXS 馏分槽V-5609B)
纯BT馏分(苯和甲苯）
真空排出气
富溶剂（苯、甲苯、萃取剂的混合物）
贫溶剂
BT馏分（自油库区BT 馏分槽V-5609B)
5：P-5301萃取蒸馏塔回流泵；1：E-5301萃取蒸馏塔原料预热器;2：T-5301萃取蒸馏塔;3：E-5306：萃取蒸馏塔顶部冷凝器;4：V-5301萃取蒸馏塔回流槽；6：E-5307非芳烃冷却器；7：E-5303萃取
蒸馏塔再沸器Ⅰ；8：E-5304萃取蒸馏塔再沸器Ⅱ；9：E-5305萃取蒸馏塔再沸器Ⅲ；10：P-5301萃取蒸馏塔塔底泵；11：E-5302贫溶剂冷却器；12：T-5302汽提塔；13：E-5310汽提塔顶部冷凝器；14：V-5302汽提塔回流槽；15：P-5304汽提塔回流泵；16：E-5308汽提塔再沸器；17：P-5303汽提塔塔底泵；18：PK-5301真空单元真空泵；
19：V-01真空单元溶剂收集槽；20：PK-02真空单元溶剂泵；21：PK-02真空单元溶剂冷却器；22：V-5303溶剂再生槽；23：E-5303溶剂再生冷却器；24：T-5303BT 塔；25：E-5313BT 塔顶冷凝器；26：V-5314BT 塔回流槽；27：P-5306BT 塔回流泵；29：E-5312BT 苯再沸器Ⅰ；28：E-5315纯苯冷却器；30：E-5317BT 塔再沸器Ⅱ；32：V-5314甲苯冷却器；31：P-5305BT 塔塔底泵；33：V-5318BT 馏分预热器器；
3
4
5
7
8
10
2
XS馏分(自油库区XS 馏分槽V -5610）
C 8馏分
1
XS馏分(自预蒸馏塔底泵P-5201）
6
9
二甲苯产品(去油库区二甲苯槽V-5604）XS 馏分(去XS 馏分槽V-5610）
C 9馏分(回预蒸馏塔T-5605）
XS馏分(去油库区XS 馏分槽V-5610）
XS 馏分
4：V-5402二甲苯塔回流槽；3：E-5402：预蒸馏塔冷凝器;2：E-5401二甲塔再沸器;1：T-5401二甲苯蒸馏塔;5：P-5402二甲苯塔回流泵；6：P-5403二甲苯采出泵；7：E-5404二甲苯冷却器；8：E-5401二甲苯塔底泵；9：E-5403二甲苯塔底泵；10：E-5405XS 馏分预热器；。