《《精编》粗苯加氢装置工艺课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《精编》粗苯加氢装置工艺课件（57页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、宁夏宝丰粗苯加氢装置 内容概要 一 加氢法和酸洗法的主要区别二 粗苯中的有效成分三 粗苯中的杂质四 去除杂质的方法五 氢气的来源六 主装置区简介七 加氢单元工艺介绍八 萃取蒸馏单元工艺介绍 加氢精制简介 生产芳香烃 苯 甲苯 二甲苯的主要原料是石油催化重整的重整油 石油裂化的高温裂解汽油和焦化粗苯 这3种原料占总原料量的比例依次为 70 27 3 以石油为原料生产芳香烃的工艺都采用加氢工艺 以焦化粗苯为原料生产芳香烃的工艺有酸洗精制法和加氢精制法 酸洗法仍在发展中国家被大量采用 其工艺落后 产品质量低 无法与石油苯竞争 而且收率低 污染严重 产生的废液很难处理 在发达国家都已采用加氢精制方法
2、产品可达到石油苯的质量标准 国内有很多企业已建成投产或正在建设粗苯加氢装置 20世纪80年代上海宝钢从国外引进了第一套Litol法高温加氢工艺 90年代石家庄焦化厂从德国引进了第一套K K法低温加氢工艺 1998年宝钢引进了第二套K K法加氢工艺 还有很多企业正在筹建加氢装置 随着对产品质量和环保的要求越来越高 粗苯加氢工艺的应用是大势所趋 一 加氢法和酸洗法的主要区别 粗苯是从焦炉煤气中回收下来的由多种化合物组成的复杂混合物 经过精制加工后 可得到苯 甲苯 二甲苯等宝贵的化工原料 焦化粗苯精制的工艺主要有酸洗精制工艺和加氢精制工艺 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
3、等 酸性聚合物不易处理 环境保护差 产品得率低 产品质量差等 1 酸洗精制工艺 2 加氢精制工艺 解决了传统酸洗精制工艺所难以解决的酸焦油问题 同时苯损失最少 产品质量有了突破性的提高 优点 缺点 3 粗苯加氢精制原理 粗苯加氢根据其催化加氢反应温度不同可分为高温加氢和低温加氢 高温催化加氢的典型工艺是Litol工艺 在温度为600 650 压力6 0MPa条件下进行催化加氢反应 主要进行加氢脱除不饱和烃 加氢脱烷基 把苯的同系物最终转化为苯和低分子烷烃 故高温加氢的产品只有苯 没有甲苯和二甲苯 另外还要进行脱硫 脱氮 脱氧的反应 脱除原料有机物中的S N O 转化成H2S NH3 H2O的形
4、式除去 对加氢油的处理可采用一般精馏方法 最终得到苯产品 低温催化加氢的典型工艺是萃取蒸馏加氢 K K法 和溶剂萃取加氢 在温度为300 370 压力2 5 3 0MPa条件下进行催化加氢反应 主要进行加氢脱除不饱和烃 使之转化为饱和烃 另外还要进行脱硫 脱氮 脱氧反应 与高温加氢类似 转化成H2S NH3 H2O的形式 但由于加氢温度低 故一般不发生加氢脱烷基的深度加氢反应 因此低温加氢的产品有苯 甲苯 二甲苯 对于加氢油的处理 萃取蒸馏低温加氢工艺采用萃取精馏方法 把非芳烃与芳烃分离开 本装置使用的萃取剂是环丁砜 芳烃之间的分离可用一般精馏方法实现 最终得到苯 甲苯 二甲苯 上述几种苯加工
5、技术特点可在如下表中进行比较 二 粗苯中的有效成分 粗苯 英文名 Crudebenzene Crudebenzol 危险货物编号 32051 IMDG规则页码 外观与性状 黄色透明液体 有特殊臭味 本品系混合物 主要含苯约70 甲苯约14 二甲苯约8 和三甲苯及其他芳烃 危险性类别 第3 2类中闪点易燃液体 危险货物包装标志 7 包装类别 溶解性 不溶于水 溶于有机溶剂 主要用途 经分馏得初馏分 苯 甲苯 二甲苯 动力苯和溶剂油等 可用作农药原料或溶剂 闪点 11 相对密度 水 1 0 871 0 900 爆炸下限 V 7 45 爆炸上限 V 1 14 危险特性 遇高热 明火 氧化剂有着火 爆
6、炸危险 有麻醉性和毒性 燃烧性 易燃 呼吸系统防护 吸入高浓度蒸气能产生眩晕 头痛 恶心 神志不清等症状 其他防护 规格 GB3059 82 加工用粗苯 沸程180 前馏出量 93 溶剂用粗苯 沸程 75 前馏出量 3 180 前馏出量 91 馏程75 180 其他参见苯 粗苯中各组分的含量根据炼焦煤性质及其炼焦时工艺条件的不同有较大波动 其有效成分为苯 甲苯 二甲苯 包括邻二甲苯 对二甲苯 间二甲苯 乙苯 总含量约在85 90 另外还有C4 C7非芳烃 C8 C9非芳烃等 苯类产品是易流动 不溶与水而溶于乙醇 乙醚等多种有机溶剂的无色透明液体 其蒸气与空气能形成爆炸性混合物 三 粗苯中的杂质
7、 粗苯中主要有以下杂质 1 苯烃类化合物 主要有三甲苯类 包括1 3 5 三甲苯 1 2 4 三甲苯 1 2 3 三甲苯等 2 不饱和化合物 主要有环戊二烯 苯乙烯 古马隆 茚等 3 含硫化合物 主要有二硫化碳 噻吩 甲基噻吩等 4 吡啶类化合物 主要有吡啶 2 甲基吡啶 3 甲基吡啶 4 甲基吡啶等 5 酚类化合物 主要有苯酚 邻甲酚 间甲酚 对甲酚等 6 其它化合物 主要有萘 联苯等 四 去除杂质的方法 根据不同的杂质 苯加氢工艺采用不同的方法将其去除 因为其沸点较高 在150 以上 可通过脱重组分塔简单蒸馏脱除 主要进入重苯馏分 1 苯烃类化合物 CnH2n H2 CnH2n 2 NiM
8、o Ni Mo催化剂 2 不饱和化合物 反应方程式如下 3 含硫化合物 通过主反应器脱硫反应去除 反应方程式如下 C4H2S 4H2 C4H10 H2S CoMo Co Mo催化剂 含有不饱和键 利用预反应器加氢生成饱和物脱除 因为其沸点较高 在150 以上 可通过脱重组分塔简单蒸馏去除 主要进入重苯馏分 4 吡啶类化合物 通过主反应器脱氮反应去除 反应方程式如下 C6H7N H2 C6H6 NH3 CoMo Co Mo催化剂 5 酚类化合物 6 其它化合物 通过主反应器脱氧反应去除 反应方程式如下 C6H6O H2 C6H6 H2O CoMo Co Mo催化剂 1 概述 宁夏宝丰粗苯加氢装置
9、氢气是由焦炉煤气和甲醇驰放气采用变压吸附工艺分离提纯 由于焦炉煤气组成复杂且产品氢纯度要求高 因而本装置工艺流程由压缩工序 预处理工序 变压吸附工序 脱氧工序组成 制氢装置的煤气消耗为1322Nm3 h 最大产氢能力为600Nm3 h 煤气的组成如下表 五 氢气的来源 2 煤气中杂质的含量煤气中杂质的含量直接影响到煤气压缩机的使用时间和吸附剂的使用寿命 另外直接影响到氢气的纯度 下表是煤气中对杂质含量的要求 3 甲醇弛放气 压力 5 2Mpa温度 环境温度流量 1100 00Nm3 h 4 产品氢气及解析气 产品氢气组成 H2 99 9 v O2 10PPmv CO CO2 10PPm 全硫
10、0 5PPmwt H2O含量 30ppm NH3 N 0 5mg Nm3 氯 0 1mg Nm3产品压力 1 2MPa G 温度 40 流量 600Nm3 h 解吸气温度 40 压力 0 02Mpa G 流量 原料气为焦炉煤气时 流量 720 6Nm3 h原料气为甲醇弛放气时 流量 478 5Nm3 h 5 流程框图 脱硫 预处理 压缩 干燥 脱氧 PSA 解析气 焦炉煤气 产品氢气 甲醇驰放气 6 工艺说明 装置分为4个主要工艺过程 脱硫工序 压缩预处理工序 变压吸附工序和脱氧干燥工序 1 脱硫工序从界外来的焦炉煤气在压力5KPa 常温下进入脱硫器脱除硫化氢和焦油 脱硫器内装脱硫剂 采用干法
11、脱硫 脱硫器共1台 脱硫剂吸附饱和后一次性更换 2 压缩预处理工序脱硫后的焦炉气经压缩机增压到1 35MPa后 经除油器除去压缩所带的油 再进入预处理器 进一步脱除其中的烷烃 芳烃 硫化物等 得到符合变压吸附原料气要求的净化气 预处理后的焦炉煤气进入变压吸附工序 本工序由1台压缩机 2台预处理器 1台解吸气加热器 13台程序控制阀和一系列手动阀组成 2台预处理器并联操作 交替轮换使用 通过程序控制阀来实现 再生时 解吸气经加热器加热到150 左右对预处理器进行再生 再用常温解吸气冷吹降温 冷吹解吸气和再生的解吸气经再生冷却器降温后进入解吸气管网 3 变压吸附工序预处理气进入变压吸附系统 获得氢
12、纯度 99 9 的半产品气 还含有部分氧气 需进入脱氧干燥工序除去氧气 解吸气作为预处理工序再生气和冷吹气 装置主程序采用5 1 3 P工艺 主要由5台吸附塔 1台解吸气缓冲罐和31台程控阀及一些手阀组成 5 1 3 P工艺的特点是任何时刻总有1个吸附塔处于吸附状态 进行3次均压 顺放冲洗再生 4 脱氧干燥工序由PSA来的半产品气经脱氧和干燥的得到H2 99 9 的合格产品氢气 送出界外 来自界外的甲醇驰放气在界区内由压力5 2MPa经降压至1 3MPa经TSA进入PSA系统 采用5 1 3 P工艺 从吸附塔顶部得到合格的产品氢气 不经脱氧和干燥后直接送出界外供使用 加氢装置异常情况下 考虑氢
13、气进入排空系统 并能调控 1 预处理工序说明 预处理系统由一台甲醇分离器 两台预处理塔 一台加热器组成 预处理塔共有两台 其中一台处于吸附脱油 脱萘状态 一台处于再生状态 当预处理塔吸附焦油和萘饱和即切入再生过程 预处理塔的再生步骤如下 a 降压过程 简称逆放 预处理塔逆着吸附方向卸压 气体排至火炬系统 b 加热脱附杂质 简称加热 用PSA工序副产的解吸气经加热至120 140 后逆着吸附方向吹扫吸附层 使萘 焦油 NH3 H2S及其它芳香族化合物在加温状态下得以脱附 再生后的解吸气排至火炬系统 C 冷却吸附剂 简称冷却 脱附完毕后 停止加热再生气 继续用常温再生气逆着吸附方向吹扫吸附床层 使
14、之冷却到吸附温度 吹冷后的解吸气排至火炬系统 d 升压过程 简称升压 用经吸附过的净化煤气逆着吸附方向将预处理塔加压至吸附压力 至此预处理塔开始又一轮吸附 预处理工序流程简图 分离器 预处理塔 预处理塔 加热器 解吸气罐 2 变压吸附工序 变压吸附工序由五个吸附塔组成 其中一个吸附塔始终处于进料吸附状态 其工艺过程由吸附 三次均压降压 顺放 逆放 冲洗 三次均压升压和产品最终升压等步骤组成 具体工艺过程如下 经过预处理后的焦炉煤气自塔底进入吸附塔中正处于吸附工况的吸附塔 在吸附剂选择吸附的条件下一次性除去氢以外的绝大部分杂质 获得纯度大于99 5 的粗氢气 从塔顶排出送净化序 吸附剂的再生过程
15、依次如下 a 均压降压过程 本流程共包括了三次连续的均压降压过程b 顺放过程 顺放出来的氢气放入顺放气缓冲罐中混合并储存起来 用作吸附塔冲洗的再生气源 c 逆放过程 逆着吸附方向将吸附塔压力降至接近常压 此时被吸附的杂质开始从吸附剂中大量解吸出来 解吸气送至解吸气缓冲罐用作预处理系统的再生气源 d 冲洗过程 逆放结束后 为使吸附剂得到彻底的再生 用顺放气缓冲罐中储存的氢气逆着吸附方向冲洗吸附床层 将杂质冲洗出来 e 均压升压过程 在冲洗再生过程完成后 用来自其它吸附塔的较高压力氢气依次对该吸附塔进行升压 这一过程与均压降压过程相对应 本流程共包括了连续三次均压升压过程 f 产品气升压过程 为了
16、使吸附塔可以平稳地切换至下一次吸附并保证产品纯度在这一过程中不发生波动 需要通过升压调节阀缓慢而平稳地用产品氢气将吸附塔压力升至吸附压力 五个吸附塔交替进行以上的吸附 再生操作 始终有一个吸附塔处于吸附状态 即可实现气体的连续分离与提纯 变压吸附工序流程简图 吸附塔 吸附塔 吸附塔 吸附塔 吸附塔 顺放气罐 3 净化工序 从变压吸附工序来的氢气是含有少量氧气的粗氢气 纯度尚达不到要求 需要净化 粗氢气净化是首先进入脱氧塔 在其中装填的新型常温脱氧催化剂的催化下 氢气中微量的氧和氢反应生成水 然后经冷却器冷却至常温 经干燥后的产品氢即可达到纯度99 99 其中O2 5ppm的要求 净化工序流程简图 加热器 脱氧塔 冷却器 水分离器 六 主装置区简述 粗苯经脱重组分塔脱除C9及以上重组分 再经换热及三级蒸发后 进行两级加氢处理 预加氢和加氢净化 反应所需的补充氢由焦炉煤气PSA制氢单元提供 粗苯加氢所产生的含H2S气体经稳定塔分离出来 送出装置 经加氢处理后的产品三苯馏份 BTXS 送往萃取精馏单元 非芳烃在萃取精馏塔中从BTXS馏份中分离出来 作为非芳烃副产品送往罐区 BTXS馏份经白土
