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1、1 / 7 粗苯加氢工艺路线的分析与比较1 粗苯加氢工艺简况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%
2、, 反应产物经一系列换热后分离,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-精选学习资
3、料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 7 页2 / 7 Mo 催化剂作用下,在190240加氢变为单烯烃。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
4、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
5、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氢工艺技术,产品质量均能达到市场要求。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 7 页3 / 7 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
6、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,连精选学习资料
7、- - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 7 页4 / 7 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,中性实验呈碱性,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
8、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。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 7 页5 / 7 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。粗苯原料先经脱重组分塔脱除
9、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精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 7 页6 / 7 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
10、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、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
11、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。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 7 页7 / 7 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,
12、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。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 7 页