粗苯加氫精制工藝生產(chǎn)方法和工藝流程的確定

粗苯加氫精制工藝生產(chǎn)方法和工藝流程的確定1.1、工藝技術(shù)的比較與選擇1.1.1、主要生產(chǎn)工藝技術(shù)簡介目前已工業(yè)化的粗苯加氫工藝有萊托(Litol)法、萃取蒸餾低溫加氫(K.K)法和溶劑萃取低溫加氫法，第一種為高溫加氫，后兩種為低溫加氫。(1)、Litol法粗苯加氫高溫催化加氫的典型工藝是Litol工藝，在溫度為6-650C,壓力6.0MPa條件下進(jìn)行催化加氫反應(yīng)。主要進(jìn)行加氫脫除不飽和烴，加氫裂解把高分子烷烴和環(huán)烷烴轉(zhuǎn)化為低分子烷烴，以氣態(tài)分離出去；加氫脫烷基，把苯的同系物最終轉(zhuǎn)化為苯和低分子烷烴。故高溫加氫的產(chǎn)品只有苯，沒有甲苯和二甲苯，另外還要進(jìn)行脫硫、脫氮、脫氧的反應(yīng)，脫除原料有機(jī)物中的S、N、O,轉(zhuǎn)化成H2S、NH3、H2O的形式除去，對加氫油的處理可采用一般精餾方法，最終得到苯產(chǎn)品。Litol法發(fā)生的主要反應(yīng)脫硫反應(yīng)+4H2-C4H10+H2S可使嚷吩脫到0.3±0.2ppm脫烷基反應(yīng)C6H5R+H2-C6H6+RH飽和烴加氫裂解烷烴與環(huán)烷烴幾乎全部裂解成低分子烷烴C6H12+3H2-3C2H6C7H16+2H2-2C2H6+C3H8環(huán)烷烴脫氫-+3H2不飽和烴加氫+H2-+H2-+C2H6脫氧和脫氮C5H5N+5H2-C5H12+NH3該法的工藝過程大致為：粗苯T預(yù)蒸餾、獲得輕苯T預(yù)加氫T主加氫T穩(wěn)定塔T白土塔T精餾?？梢?，加氫用原料實(shí)質(zhì)上是輕苯，這里的預(yù)蒸餾相當(dāng)于國內(nèi)的兩苯塔。國內(nèi)回收苯族烴廣為采用生產(chǎn)兩苯（輕苯與重苯）的工藝，因此，Litol加氫技術(shù)應(yīng)用于我國，應(yīng)以輕苯直接作為加氫原料比較合理。Litol加氫工藝的特點(diǎn)是能夠?qū)⒈江h(huán)上的烷基脫除，故只能獲得一種產(chǎn)品：純苯，但產(chǎn)率高達(dá)114%。預(yù)蒸餾采用減壓操作，旨在降低溫度，以避免不飽和化合物在蒸餾過程中發(fā)生聚合。預(yù)加氫采用Co-Mo系催化劑，但必須先硫化，以適當(dāng)降低催化劑的活性、并提高不飽和化合物加成反應(yīng)的選擇性。該工序的作用是先將易發(fā)生聚合的物質(zhì)除去，有利于后續(xù)主加氫的操作。主加氫采用Cr2O3-Al2O3系催化劑，反應(yīng)溫度為610?630C、操作壓力5.88MPa。能將輕苯中的不飽和化合物與含硫化合物幾乎全部加氫脫除，獲得的加氫油只需要采用普通的精餾方法就能分離，穩(wěn)定塔實(shí)質(zhì)是一個(gè)精餾塔，且采用加壓操作，旨在提高苯的沸點(diǎn)、以減少苯的損失；同時(shí)使具有不同沸點(diǎn)的飽和烴與苯分離。白土塔是起吸附作用的裝置，能將尚未反應(yīng)的微量不飽和烴除去，為后續(xù)精餾工序獲得優(yōu)質(zhì)苯創(chuàng)造條件。為了循環(huán)利用氫氣，粗苯加氫后的尾氣必須經(jīng)過一系列處理，包括脫硫（MEA法）、甲苯洗凈、改質(zhì)變換與變壓吸附等工序，最終獲得99.9%的氫氣返回系統(tǒng)供加氫之用。（2）、萃取蒸餾低溫加氫（K.K）法和溶劑萃取低溫加氫法低溫催化加氫的典型工藝是萃取蒸餾加氫（K.K法）和溶劑萃取加氫。在溫度為3-370C,壓力條件下進(jìn)行催化加氫反應(yīng)。主要進(jìn)行加氫脫除不飽和烴，使之轉(zhuǎn)化為飽和烴；另外還要進(jìn)行脫硫、脫氮、脫氧反應(yīng)，與高溫加氫類似，轉(zhuǎn)化成H2S、NH3、H2O的形式。但由于加氫溫度低,故一般不發(fā)生加氫裂解和脫烷基的深度加氫反應(yīng)。因此低溫加氫的產(chǎn)品有苯、甲苯、二甲苯。對于加氫油的處理，萃取蒸餾低溫加氫工藝采用萃取精餾方法，把非芳烴與芳烴分離開。而溶劑萃取低溫加氫工藝是采用溶劑液液萃取方法，把非芳烴與芳烴分離開，芳烴之間的分離可用一般精餾方法實(shí)現(xiàn)，最終得到苯、甲苯、二甲苯。萃取蒸餾低溫加氫法是石家莊焦化廠于20世紀(jì)90年代由國外引進(jìn)的第一套粗苯低溫加氫工藝，并在國內(nèi)得到推廣應(yīng)用。萃取蒸餾低溫加氫法可生產(chǎn)苯、甲苯、二甲苯，3種苯對原料中純組分的收率及總精制率設(shè)計(jì)值見下表：萃取蒸餾低溫加氫苯、甲苯、二甲苯收率及總精制率苯/%甲苯/%二甲苯/%總粗制率/%98.598.011799.8二甲苯收率超過1%是由于在預(yù)反應(yīng)器中，苯乙烯被加氫轉(zhuǎn)化成乙苯，而二甲苯中含有乙苯，總精制率達(dá)99.8%，比萊托法的要高。1.1.2、工藝技術(shù)的比較Lito法粗苯加氫工藝的加氫反應(yīng)溫度、壓力較高，又存在氫腐蝕，對設(shè)備的制造材質(zhì)、工藝、結(jié)構(gòu)要求較高，設(shè)備制造難度較大，只能生產(chǎn)1種苯，制氫工藝較復(fù)雜，采用轉(zhuǎn)化法，以循環(huán)氣為原料制氫，總精制率較低。與Lito法相比，萃取蒸餾低溫加氫方法和溶劑萃取低溫加氫方法的優(yōu)點(diǎn)是以粗苯或焦油蒸餾的脫酚輕油為原料，氫耗較低，加氫反應(yīng)溫度、壓力較低，設(shè)備制造難度小，很多設(shè)備可國內(nèi)制造，能耗也較少，能夠生產(chǎn)3種苯一純苯、甲苯、二甲苯，生產(chǎn)操作容易。制氫工藝采用變壓吸附法，以甲醇為原料制氫，制氫工藝簡單，產(chǎn)品質(zhì)量好。1.1.3、本設(shè)計(jì)采用的方法在本設(shè)計(jì)加氫工藝中，低溫加氫工藝的加氫溫度、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，因此本粗苯精制采用低溫加氫精制工藝。純苯精度可達(dá)99.9%以上，甲苯也在99%以上，產(chǎn)品純度均優(yōu)于其他方法。K-K法粗苯加氫屬于中溫、中壓、不脫烷基的加氫技術(shù)，其操作溫度為340?370C、壓力為1.8?3.0MPa。顯然，該技術(shù)對加氫設(shè)備的材質(zhì)要求相應(yīng)較低。萃取蒸餾低溫加氫方法和溶劑萃取低溫加氫方法兩種低溫加氫方法相比