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1、粗苯加氢工艺路线的分析与比较1 粗苯加氢工艺概况1.1 Axens气液两相加氢技术美国的Axens气液两相加氢技术采用两段加氢技术。粗苯脱重组分后由高速泵提压进入预反应器，进行液相加氢反应。双烯烃、苯乙烯、二硫化碳等容易聚合的物质在Ni-Mo催化剂作用下加氢变为单烯烃。由于预加氢反应为液相反应，能有效抑制双烯烃的聚合。预反应产物经高温循环氢汽化后，通过加热炉加热到主反应温度进入主反应器，在高选择性Co-Mo催化剂作用下进行气相加氢反应，单烯烃经加氢生成相应的饱和烃。硫化物（主要是噻吩）、氮化物及氧化物被加氢转化成烃类、硫化氢、水及氨，同时抑制芳烃的转化，芳烃损失率应0.5%, 反应产物经一系列
2、换热后分离，液相组分经稳定塔将HZS、 NH3等气体除去，塔底得到含噻吩0.5mg/kg的加氢油。由于预反应温度低，且为液相加氢，预反应产物靠热氢汽化，需要大量高温循环氢，循环氢压缩机相对较大，还需要1台加热炉。1.2 Uhde低温气相加氢技术（KK法）德国的Uhde低温气相加氢技术（KK法），是由德国BASF公司开发、Uhde公司改进的粗苯加氢精制工艺。粗苯经高速泵提压后与循环氢混合进入连续蒸发器，抑制了高沸点物质在换热器及重沸器表面的聚合结焦。苯蒸汽与循环氢混合物进入蒸发塔再次蒸发后进入预反应器，双烯烃、苯乙烯、二硫化碳等容易聚合的物质在Ni-Mo催化剂作用下，在190240加氢变为单烯烃
3、。然后进入主反应器，在高选择性Co-Mo催化剂作用下进行气相加氢反应，单烯烃在此发生饱和反应形成饱和烃。硫化物（主要是噻吩）、氮化物及氧化物被加氢转化成烃类、硫化氢、水及氨，同时抑制芳烃的转化，芳烃损失率应0.5%。反应产物经分离后，液相组分经稳定塔脱除H2S、NH3等气体，塔底得到含噻吩0.5mg/kg的加氢油。1.3 Litol高温、高压气相加氢技术Litol高温、高压气相加氢技术是由美国胡德利公司开发、日本旭化成公司改进的轻苯催化加氢精制技术。粗苯经预分馏塔分离为轻苯和重苯残液。为抑制结焦，预分馏塔采用真空蒸馏，塔底再沸器采用降膜再沸器，并向粗苯原料中注入一定比例的阻聚剂。轻苯经高压泵送
4、入蒸发器与循环氢气混合后进入预反应器，在约6.0MPa、 250左右、Co-Mo催化剂作用下，除去高温时易聚合的不饱和组分（苯乙烯等）。然后进入主反应器，在约6.0MPa、 620左右、Cr2O3催化剂的作用下进行脱硫、脱氮、脱氧和加氢脱烷基等反应，苯收率约为114%。反应产物经分离后，液相经稳定塔脱除H2S、低碳烃等组分，塔底的加氢油经白土塔将痕量烯烃、比二甲苯沸点高的芳烃以及微量H2S吸附除去，经白土吸附后的加氢油进入苯塔，塔顶得到含噻吩lmg/kg、结晶点高于5.45的纯苯。该工艺由于加氢脱烷基，因此只生产高纯苯。近年来，国内在消化吸收国外同类技术的基础上，开发了国产化低温两段气相催化加
5、氢工艺技术，产品质量均能达到市场要求。2 粗苯加氢工艺流程比较2.1 Litol高温加氢法Litol高温加氢法的加氢条件为：温度610, 压力6.0MPa。粗苯先经预分馏塔分出轻、重苯。重苯作为生产古马隆树脂的原料，轻苯去加氢。加氢油在高压分离器中分出循环氢后，在苯塔内分离出纯苯，塔底残油返回加氢精制系统继续脱烷基。循环氢经单乙醇胺（MEA）脱硫后，大部分返回加氢系统循环使用，少部分送制氢单元，制得的氢气作为加氢系统的补充氢，工艺流程见图1。图1 Litol高温加氢法的工艺流程2.2 KK低温气相加氢法KK低温气相加氢法的加氢条件为：温度300380、压力3.04.0MPa。粗苯原料经连续蒸发
6、后进入蒸发塔脱除重组分，轻苯加氢反应为连续固定床气相加氢反应。加氢过程产生的H2S及其他气体从稳定塔顶排出。加氢油经END萃取蒸馏将非芳烃分离出去，再经连续精馏可以得到产品苯、甲苯及混合二甲苯。二甲苯中非芳烃的含量小于2.5%。由于装置对组成变化大的原料适应性不强，连续蒸发器易堵，采用的END两苯萃取精馏不易操作，产品苯、甲苯中的全氮指标高，中性试验呈碱性，工艺流程见图2。图2 KK低温气相加氢法的工艺流程2.3 Axens低温气液两相加氢法 Axens低温气液两相加氢法的加氢条件为：预反应加氢为液相，温度200，压力3.4MPa。主反应加氢为气相，温度330，压力3.0MPa。由于预反应是液
7、相加氢，氢分压低，反应转化率高，原料脱除重组分后，轻苯加氢装置对原料的适应性强，但经过预反应后的原料需由循环氢汽化，要求循环氢的温度高，对循环氢加热炉设备的材质要求高。经预反应器和主反应器加氢后得到加氢油，在分离器中分离出循环气循环使用，分离出的加氢油在稳定塔排出尾气后，进入液液萃取系统，由于液液萃取适合低含量芳烃工艺，而加氢油中芳烃含量一般在90左右，因此液液萃取溶剂消耗量大，流程复杂。工艺流程见图3。图3 Axens低温气液两相加氢法的工艺流程2.4 国产低温气相加氢工艺国产化低温气相加氢工艺的加氢条件为：预反应温度190，压力2.9MPa。主反应温度280, 压力2.7MPa。粗苯原料先
8、经脱重组分塔脱除重组分后，轻苯与循环氢混合连续蒸发进入加氢反应器，加氢反应为连续固定床气相加氢反应。加氢过程产生的H2S及其他气体从稳定塔顶排出。加氢油经SED三苯萃取蒸馏工艺将非芳烃分离出去，再经连续精馏可以得到产品苯、甲苯及混合二甲苯。二甲苯中非芳烃的含量小于2.5%。由于设置了脱重组分塔，对组成变化大的原料适应性强，采用SED萃取精馏方法，苯、甲苯产品质量高，操作方便，工艺流程见图4。图4 国产低温气相加氢法的工艺流程3 粗苯加氢工艺的特点 （1）产品质量。高温加氢和低温加氢的两种方法所得纯苯的质量都很高。 （2）产品品种。Litol高温加氢法只生产纯苯。低温加氢法生产高纯苯、高纯甲苯、
9、混合二甲苯和非芳烃。 （3）产品收率。Litol高温加氢法将甲苯、二甲苯以及三甲苯都转化为苯。对原料含苯而言，苯产率高达114%。低温加氢法三苯的收率高，对原料中的含量而言，几乎没有变化。苯的收率98%, 甲苯的收率98%，二甲苯的收率98%。 （4）材料的选择。Litol高温加氢法温度高，压力高，还有氢腐蚀，对设备和管道的材质要求很高。目前我国不锈钢的品种、规格，尤其是耐高温、耐高压、抗氢腐蚀的不锈钢品种和规格不全。一些特殊管道、管件、法兰、阀门的用量少，品种规格多，只能成套引进。低温加氢法温度低，压力低，设备和管道的材料容易解决，400以下Cr5Mo即可满足要求。国内石化系统所用材料大部分
10、在国内解决。 （5）仪表选择。Litol高温加氢法温度高，压力高，操作全靠仪表,而且要求仪表必须准确、灵敏，一旦出问题后果不堪设想，装置所需仪表和备品备件必须全套引进；低温加氢法绝大部分仪表、阀门、管材、管件、备品、备件都可以在国内供货。 （6）投资。Litol高温加氢法设备、管道、仪表等材质要求高，设备结构复杂，制造难度大，硬件费用高，引进的硬件多，增加了投资。 （7）生产的危险性。虽然Litol高温加氢法和低温加氢法的原料和产品都是易燃易爆的介质，两种装置都具有危险性，但Litol法的危险性比低温法更大。 （8）经济效益。Litol高温加氢法的优点是自产氢气，不需外来氢源，适合在没有氢源的地方建厂。但整体投资大，操作费用高，且循环氢在高温高压下有硫化氢腐蚀的问题，需要用单乙醇胺（MEA）法脱硫，增加了投资和操作费用。低温加氢法生产苯、甲苯、二甲苯和非芳烃，市场适应能力强，经济效益好。虽然增加了甲苯和二甲苯系统，但都是碳钢材料，基建费用增加较少。循环气体不用设独立的脱硫装置，H2S气体从稳定塔顶排出直接进入煤气管道，同焦炉煤气一起脱硫，节省了基建投资和操作费用。根据上述的分析比较，低温加氢法明显优于高温加氢法。低温加氢法由加氢精制和萃取蒸馏工艺组成，加氢精制工艺又分液相加氢技术和气相加氢技术，萃取蒸馏工艺依据萃取剂的不同，又分为以环丁砜和以N-甲酰吗啉为萃取剂的萃取蒸馏工艺。
