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1、5 万吨 / 年粗苯加氢项目工艺包及设计说明书工艺包及设计说明书5万吨/年焦化粗苯加氢精制工程项目工艺包及设计说明书xxxxxxx 公司二OO七年七月六日工艺包及设计说明书1 目录Tab 工艺技术方案1 建设投资估算2 工艺包及设计提交时间3 工程建设周期4 公司简介及资质5 公司业绩6 工艺包及设计说明书2 1.工艺技术方案11装置概况1.1.1 装置名称及装置规模装置名称 ; 5 万吨/年粗苯加氢项目 50kt/a 焦化粗苯加氢精制工程装置规模 5 万吨/年(粗苯进料 ) 1.1.2 装置的工艺路线界定工艺包及设计范围为装置边界线以内设施，主要由以下五部分组成：（1） 、重芳烃的脱除（2）
2、 、低温低压加氢精制（3） 、预精馏（4） 、萃取蒸馏（5） 、二甲苯蒸馏其中加氢精制部分中预蒸发器及连续蒸发器采用我公司与兰石合作开发的专有设备；主、预加氢反应器采用我公司开发的新型反应器;萃取蒸馏萃取剂采用我们独立开发的具有自主知识产权的新型萃取剂，目前已申报国家专利（待批），而非国内或国外专利保护的 N甲酰吗啉（ NFM） ，环丁砜。原料组成：（1） 、粗苯外观：黄色透明液体密度： （20）g/ml 0.8710.900 馏程： 180前馏出量 wt%：不小于 93 序号名称原料组成（ %）Water H2O 0.07 Hydrogen H2 0 Nitrogen N2 0 Carbon
3、 Dioxide CO2 0 Hydrogen-Sulfide H2S 0 工艺包及设计说明书3 Ammonia NH3 0 Carbon-Disulfide CS2 0.17 Thiophene C4H4S 0.64 Methane C1 0 Butane C4 0.01 Butene C4 0.08 cyclobutane C4 0.12 Pentane C5 0.02 pentene C5 0.59 Cyclopentane C5 0.69 Cyclopentadiene C5 0.84 Hexane C6 0.02 Hexene C6 0.03 Cyclohexane C6 0.02
4、Methylcyclopentane MCP 0.03 Benzene C6H6 65 Heptane C7 0.03 Heptene C7 0.4 Methylcyclohexane C7 0.08 cycloheptane C7 0.07 Toluene TOLU 14.55 Octane C8 0.03 Octene C8 0.04 Ethylcyclohexane C8 0.01 Dimethylcyclohexane C8 0 Ethylbenzene EBZN 0.31 P-Xylene PXYL 0.82 M-Xylene MXYL 2.01 O-Xylene OXYL 0.69
5、 Styrene STYR 1.23 工艺包及设计说明书4 Pyridine PYRI 0.55 Trimethylcyclohexane C9 0.15 Nonane C9 0.08 Propylebenzene PBZN 0 Propylcyclohexane PCH 0 Trimethylbenzene TMBZ 0.45 Alpha-Methylstyrene AMST 0.01 Dicyclopentadiene DCPD 0.05 Decane DECA 0.1 Coumarone HOCT 0.18 Indane INDAN 0.07 Indene INDE 1.51 Dicyc
6、lopentane DCPE 0.00 Undecane UNDC 0.08 Tetralin THNP 0.28 Dodecane DDEC 0.23 Naphthalene NPHT 2.73 Chinolin QUINOLIN 0.28 Methylnaphthalene 1MNP 4.56 Diphenyl DPHE 0.05 Higher Boling SULFLN 0.04 100.0026809 说明：本数据根据 2007年 1 月 11日七台河万昌焦化万吨年焦化粗苯低温低压加氢精制工程项目分析数据进行了调整，提供工艺包时,以业主委托为准。（2） 、氢气序号名称指标H2 99.9
7、%VolCH4 0.1%V ol工艺包及设计说明书5 N2平衡TS 2PPMwtCO+CO2 10PPMwtO2 10PPMwtH2O 30PPMwt压力：0.8Mpa 1.1.3产品方案及目标产品指标主产品为三种纯苯；甲苯；混二甲苯副产品为三种抽提溶剂油；重芳烃C9+；C9-馏分油(1)、苯产品规格见下表项目规格方法外观澄清液体，不含沉淀及浮尘（18-250C）色度（ Pt-Co 计）最大 20 ASTMD 1209 比重（ 15.615.60C 0.8820.886 ASTMD 4052 苯含量 %不低于999 色谱法酸洗色度最大 1 ASTMD 848 酸度无游离酸ASTMD 847 P
8、t 凝固点 ,0C 不低于 5.40（无水）ASTMD 852 总硫量 ,wt PPM 最大 0.5 ASTMD 4045 非芳烃含量PPM 最大 200 ASTMD 4492 甲苯含量PPM 最大 150 ASTMD 4492 CL 含量 PPM max 0.5 碱性氮， PPM 最大 0.5 蒸馏残余物mg/100ml 不大于 5 铜蚀通过ASTMD 849 标准号GB340589 (2)、甲苯产品规格见下表项目规格方法博士实验通过UOP 4174 工艺包及设计说明书6 色度 (Pt-C0 计)最大 20 ASTMD 1209 非芳烃，wt PPM 最大 500 ASTMD 2360 甲苯
9、含量 % 999 色谱法苯，wt PPM 最大 300 ASTMD 2360 C8芳烃PPM 最大 500 ASTMD 2360 酸洗色度最大 2.0 ASTMD 848 总氯ppm 最大 0.5 总硫，wt PPM 最大 1.0 ASTMD 4045 比重(15.6/15.6 ) 0.8690.873 ASTMD 4045 酸度无游离酸ASTMD 847 铜蚀通过ASTMD 849 蒸馏残余物mg/100mL 不大于 5 标准号GB3406 90 (3)、混二甲苯产品规格见下表项目理化指标试验方法外观清晰透明，无不溶水及机械杂质目测颜色 (铂钴比色号 )不深于20 GB3143 密度 (20
10、)，kg/m3 860-870 GB2013 馏程， 初馏点不低于 终馏点不高于总馏程范围不大于137 143 5 GB3146 总硫含量， mg/kg不大于3 SH/T0253 酸洗比色不大于0.7 GB2012 铜片腐蚀 (100， 0.5h) 合格SH/T0174 中性试验中性GB1816 蒸发残余物， mg/100ml不大于5 GB3209 蒸发残余物， mg/100ml不大于5 GB3209 混二甲苯馏程控制指标为137-143(4)、C9-馏分油的技术要求：甲苯含量 0.3%(Wt) 工艺包及设计说明书7 （5）、抽提溶剂油产品规格要求非芳烃含量99%(Wt)苯含量 2%(Wt)
11、（6）、重芳烃C9+产品规格要求C9+含量98%(Wt)C5C8 含量 2%(Wt) 1.1.4目标产物收率（保证指标）（1）苯收率 99%(Wt) （2）甲苯收率 99%(Wt) （3）二甲苯收率 99%(Wt)(乙苯记入 )。1.2工艺原理1.2.1 低温低压选择性加氢本装置以焦化粗苯、氢气为原料，通过两段低温低压选择性加氢工艺、萃取蒸馏及常规精馏生产符合国家标准及用户特殊要求的苯、甲苯、二甲苯等产品。1.2.1.1加氢加氢的目的有两个： （1）将烯烃加氢使之变为饱和烷烃，表现为目标产物溴价、酸洗比色降低、（2）将有机硫转化为无机硫，将有机氮转化为无机氮，表现为目标产物总硫、总氮降低。为了
12、实现该目的，采用两段低温低压选择性加氢工艺。(1)一段加氢（预加氢）一段加氢的目的是将焦化苯中的烯烃加氢生成饱和烷烃，主要化学反应包括：C4= +H2=C4 C5= +H 2=C5 C6= +H 2=C6 C7= +H 2=C7 C8= +H 2=C8 DiCC5= +H 2=DiCC5 (C6H5)CH=CH2+H2=(C6H5) CH2CH3CH3(C6H5)CH=CH2+H2= 1,2CH3(C6H5) CH2CH3工艺包及设计说明书8 1,3CC5= +H 2=CC5(2)二段加氢（主反应）二段加氢的目的是将噻吩、二硫化碳等有机硫加氢转化为无机硫，有机氮转化为无机氮，从而可以从原料中脱
13、除。主要化学反应为：CS2+4H2=CH4+H2S C4H4S+4H2=C4+H2S C5H5N+H2=C5+NH3从二段反应器出来的物料经一系列的热量回收后，进入稳定塔，脱除其中的轻副产物后，进入精馏系统。加氢后典型的产物组成如下表6-1 所示。表 6-1 加氢后典型的产物组成表名称总 烷烃正 庚烷环 己烷甲 基环 己烷苯甲苯乙苯间 对二 甲苯邻 二甲苯噻吩106芳烃保留率质量分数2.14 0.23 0.98 0.51 79.14 14.34 1.09 3.00 0.29 0.58 99.5 1.2.2萃取精馏及普通精馏系统加氢后的产物是BTX 组分和沸点介于其中的链烷烃和环烷烃。BTX 之
14、间的分离可以采用普通精馏的方法，但是由于烷烃与芳烃之间的沸点差较小，且某些烷烃与芳烃之间形成共沸，所以，需要用萃取精馏的方法，通过加入第三组分改变芳烃与烷烃之间的相对挥发度，使分离变得容易。1.3、焦化粗苯加氢精制简述1.3.1焦化粗苯精制技术的发展焦化粗苯的精制最早是采用酸洗法，该法只能部分脱除粗苯中的含硫化合物(主要是噻吩 )和杂质，在加工过程中芳烃化合物损失较大(10一 20)，其副产废物酸焦油和残渣尚无有效的治理方法，造成环境的污染。随着有机化学工业的迅速发展，对苯系芳烃产品的质量要求越来越高，酸洗法得到的芳烃产品已无法满足需要，在发达国家该方法早已被淘汰。二十世纪五十年代初期，美、英
15、、德、法等国相继开发成功粗苯催化加氢精制法，所得苯的凝固点为5.2一 5.4 ，噻吩质量分数为1 10-610 10-6，苯的品质还不是工艺包及设计说明书9 很高。二十世纪六十年代，美国胡德利空气产品公司开发出一种高温的粗苯加氢精制法(Litol 法)。该方法反应温度为600-630。Litol 法除了加氢精制功能，还能将粗苯中的甲苯和二甲苯经催化脱烷基反应转化为苯，苯的质量分数达到999，苯凝固点大于 5.4 ，噻吩质量分数小于0.5 106，苯产品质量很高。后来由于萃取蒸馏法的开发成功，采用较低温度 (小于 400)的粗苯加氢精制法，也能得到高质量的苯、甲苯和二甲苯。目前国外粗苯加氢精制过程,以反应温度区分有高温法(600 630)与低温法(320380)二种。 Litol 法(即高温法 )反应温度与反应压力 (6.0MPa)都很高，对设备、管道、仪表等的材质和质量要求也高，制造难度与投资极大，操作运转过程危险性相对较高，经济上也不尽合理。 20 世纪 80 年代上海宝钢引进Litol 法建造了国内第一家粗苯加氢精制工厂，工艺包及催化剂为美国ABB LUMMUS CREST INC公司提供。低温法加氢精制即 法， 主要包括三个关键单元： 混氢汽化 （原为 ABB lummus的专利技术，
