4.5粗苯精制解析

第一节粗苯精制苯基本原理精苯车间加工的原料是外购粗苯和轻苯。

其主要组分是苯及同系物、苯、甲苯、二甲苯等占80％—95％，此外还有脂肪烃、环烷烃、不饱合化合物以及少量硫化物、吡啶碱类、酸类如洗油的低沸点馏份。

粗苯的各种主要组份皆在180℃前馏出。

由于粗苯、轻苯是一种比较复杂的混合物，故其本身用途不大、但经加工以后所得的多和纯产品的却是重要的化工原料，具有很高的经济价值。

粗苯精制的目的在于获得尽可能多的苯族纯产品，同时对其它组份尽可能加以综合得用。

（一）硫酸洗涤净化法基本原理粗苯中含有5—12％的不饱合化合物及其它杂质，并主要分布在14℃以后和79℃以前馏出物中。

粗苯经两苯塔是除去140℃以后重苯中的不饱合化合物，以获得轻苯和重苯两种产品。

轻苯初馏的目的是切除79℃以前不饱合化合物及二硫化碳。

所得混合馏份还含有与苯族产品沸点相接近不饱合化合物及硫化物杂质，可以采用化学方法加以净化。

1、经常使用的是硫酸洗涤净化法，其主要化学方法如下：(1)不饱合化合物的聚合反应不饱合化合物在硫酸作用下很容易发生聚合反应，低沸点化合物易生成粘度大，不溶于混合份及硫酸的极深度的聚合物。

引起化合物的夹带损失。

所以必须先经过初馏除去低沸点不饱合化合物。

高沸点不饱合化合物聚合程度较差，一般只生成可溶混合份的二聚物，三聚物。

(2)加成反应硫酸各不饱合化合物还能生成酸式脂和中式脂，前者溶于硫酸中，后者溶于混合份中。

低沸点不饱合化合物与硫酸生成中性脂，在吹苯中，中性脂加热分解，放出腐蚀设备的酸性物质，故初馏时尽可能地把低沸点物质清除。

（3）清除噻吩反应噻吩在浓硫酸的催化作用下能和高沸点不饱合化合物共聚生成溶于混合物的共聚物，反应迅速完全，噻吩还能直接溶于硫酸中，但溶解速度很慢。

（4）苯族烃和不和化合物共聚反应苯族烃在浓酸的催化作用下和不饱合化合物发生共聚反应生成能溶解于混合物的共聚物。

（5）苯族烃的磺化反应苯族烃与浓硫酸作用能发生磺化反应而造成苯族烃的损失。

粗苯的加氢精制1. 粗苯加氢精制的应用历史与现状所谓“ 粗苯加氢”实质上是“ 轻苯加氢”。

即：在一定的温度、压力条件下，在专用催化剂、纯氢气的存在下，通过与氢气进行反应，使轻苯中的不饱和化合物得以饱和；使轻苯中的含硫化合物得以去除，转化成硫化氢气体。

然后再对“加氢油”进行精馏，最终可以获得高纯度的苯类产品。

显然，采用此工艺，没有污染物产生，产品质量好，越来越得到人们的青睐，是今后的发展方向。

对轻苯进行加氢精制工艺早在20 世纪50 年代就在国外得到了工业应用。

目前发达的国家，如美、英、法、德、日等均已广泛采用这个先进的加氢精制工艺。

而在国内，直到上世纪70 年代，北京燕山石油化工公司从西德引进第一套“ Pyrotol 制苯” 装置，利用裂解汽油为原料，经加氢以获得高纯度石油苯；接着，80 年代初，宝钢的一、二期工程从日本引进了一套“ 高温Litol ”加氢装置，对焦化轻苯进行加氢精制；尔后，河南“ 平顶山帘子布厂” 也引进了一套“ 高温Litol ”装置。

近年来，石家庄焦化厂、宝钢三期工程引进了德国的“ K.K 技术”，即：“ 中温Litol ”装置。

北京焦化厂也建成了国内自行设计的“ 中温加氢”装置，并已过关。

另外，山西太原等地也正在建设了轻苯加氢装置。

可见，粗苯加氢精制是国内今后的发展方向。

轻苯的加氢精制工艺方法很多，其中工业应用的有下列几种：（1）鲁奇法——该法所采用的催化剂为氧化钼、氧化钴和三氧化二铁；反应温度为350~380 C；以焦炉煤气为直接氢气源；操作压力为2.8Mpa。

该法的苯精制率较高，加氢油采用共沸蒸馏法或选择萃取法进行分离，可以制得结晶点为5.5 C的高纯度苯。

（2）考柏斯法——该法也是采用氧化钼、氧化钴和三氧化二铁为催化剂；反应温度也为360~370 C ,操作压力较高，为5.0Mpa ;也可采用焦炉煤气作为氢气源；苯的精制率为可达到97~98%。

(3)莱托法——该法采用三氧化二铬为催化剂；反应温度为600~650 C ;操作压力为6.0Mpa ，可以采用焦炉煤气作为氢气源。

毕 业 设 计（论文）（说 明 书）题 目： 粗苯精制技术分析工业职业技术学院毕业设计（论文）任务书专业煤炭深加工与利用任务下达日期 2011 年 2 月 21 日设计（论文）开始日期 2011 年 2 月 22 日设计（论文）完成日期 2011 年 4 月 15 日设计（论文）题目：粗苯精制技术分析A·编制设计通过对现行社会粗苯的精制工艺、设备的特点等进行分析，结合精苯发展趋势和科学发展观理念，剖析并完善现有的粗苯精制技术，感知未来精苯供需，开发并提高符合时代要求的粗苯精制技术。

B·设计专题（毕业论文）粗苯的精制指导教师璐（教师）系（部）主任杜卫新（主任）2011 年 4 月 15 日工业职业技术学院毕业设计（论文）答辩委员会记录化工系煤炭深加工与利用专业，学生于年月日进行了毕业设计（论文）答辩。

设计题目：粗苯精制技术分析专题（论文）题目：粗苯精制技术分析指导老师：答辩委员会根据学生提交的毕业设计（论文）材料，根据学生答辩情况，经答辩委员会讨论评定，给予学生毕业设计（论文）成绩为。

答辩委员会人，出席人答辩委员会主任（签字）：答辩委员会副主任（签字）：答辩委员会委员：，，，，，，工业职业技术学院毕业设计（论文）评语第页毕业设计（论文）及答辩评语：摘要化学工业与人类的生活息息相关。

无论是物质上的衣食住行，还是精神上的发展和娱乐，都离不开化工产品的支撑。

在千万种类的化工厂品中，有一种又是其中的重中之重，这种物质就是化工行业不可或缺的苯。

早是在19世纪初期就有了苯。

经过发展，如今的苯已经成为一种工业产品，苯的产量也在不断的提升。

苯作为一种石油化工基本原料，在常温下是一种无色、略有甜味的透明液体，同时具有强烈的芳香气味。

苯的产量和生产的技术水平标志着一个国家石油化工发展水平的高低。

同时，苯作为一种有机溶剂易溶于有机溶剂却难容与水。

需要注意的是，苯也是一种致癌物质，富有毒性，且可燃。

我们在生产生活过程中对苯进行使用时，务必要做好防护措施，将苯的积极作用最大化地释放出来，尽量避免其负面作用的产生。

粗苯精制前言粗苯精制的目的是将粗苯或轻苯，通过净化及精馏的方法加工成苯类产品。

目前，粗苯精制净化的主要方法有硫酸洗涤精制法，加氢精制法及新型莱托尔法（Litol），即加氢转化精制法等。

现在国内一般仍采用硫酸洗涤精制法。

在精馏方面连续化程度逐步提高，国内对于年处理轻苯两万吨以上规模的精苯装置已普遍采用热油连续精馏流程。

汽相串联新工艺也在不少厂取得成功。

对于一万吨规模的粗苯精制装置，目前仍采用半连续或分段连续流程：我厂精馏、洗涤采用连续流程。

一、粗苯的组成、性质与应用（一）、粗苯的组成粗苯是由多种有机化合物组成的混合物，其主要成分为苯、甲苯、二甲苯、三甲苯等芳香族化合物。

此外，尚有少量脂肪烃、环烷烃、不饱和烃、酚类、吡啶类、含硫化合物、洗油低沸点馏份及其它杂质。

生成量约为炼焦用干煤量的1.0%～1.2%。

目前我国粗轻苯标准执行国标GB3059——82（标准附后）。

1、芳香族（苯族）碳氢化合物：苯：C6H6甲苯：C6H5CH3CH3HCH-CH-CC-HC-HHC二甲苯：C6H4（CH3）2有三种：邻位二甲苯(1、2）CH3CH3近式三甲苯(1、2、3）CH 3CH 3CH 3 CH 3丙苯：C 6H 5C 3H 7C 3H 7CH 32、不饱和碳氢化合物： 戊烯：C 5H 6 环戊二烯：C 5H 6苯乙烯：C 6H 5C 2H 3C 2H 3间位二甲苯(1、3）CH 3CH 3对位二甲苯(1、4）CH 3CH 3乙苯：C 6H 5C 2H 5C 2H 5三甲苯：C 6H 3（CH 3）3 有三种：对称三甲苯(1、3、5） CH 3CH 3CH 3 偏式三甲苯(1、2、4）CH 3CH 3CH 3古马隆：C 8H 6OO茚：C 9H 83、氮化物：吡啶：C5H 5 N甲基吡啶：C5H4 NCH3有三种：α甲基吡啶：CH3β甲基吡啶：CH3r甲基吡啶：CH3NH2苯胺：C6H5NH2甲基苯胺：C6H4（NH2）CH3有三种情况：α甲基苯胺：NH2β甲基苯胺：CH3 r甲基苯胺：CH3NH2二甲基苯胺：C6H3（NH2）（CH3）2CH3NH2NH2CH3CH34、硫化物：二硫化碳：CS2噻吩：C4H4SS甲基噻吩：C4H3SCH3有两种α甲基噻吩CH3CH3β甲基噻吩硫化氢：H2S（二）、粗苯的组份含量粗苯各组份含量常在很大范围内波动，它因焦炉炉型、炼焦程度、炉顶空间温度、结焦时间以及焦用煤性质及回收的操作条件而异。

粗苯精制一、粗苯精制目的得到基本的有机化工原料苯、甲苯、二甲苯等。

二、粗苯精制步骤酸洗或加氢、精馏分馏、初馏分中环戊二烯加工及高沸点茚和古马隆的加工。

三、粗苯组成苯及同系物占80-95%；不饱和化合物占5-15%，主要集中在≤79℃低沸点馏分和≥140℃高沸点馏分，它们主要为戊二烯、茚、古马隆及苯乙烯等；硫化物含量为0.2-2.0%；饱和烃含量为0.3-2.0%；此外还有来自洗油的轻组分、萘、酚、吡啶等成分。

四、粗苯中苯、甲苯、二甲苯及乙苯的沸点五、粗苯精制流程1、初步精馏1.1目的使低沸点化合物、高沸点含硫化合物和不饱和化合物分开。

1.2工艺流程粗苯送入1#初馏塔，塔顶逸出初馏分（环戊二烯50-60%、二硫化碳25-35%、苯5-15%）；而塔底排出混合馏分进入2#初馏塔。

塔顶逸出苯、甲苯、二甲苯（BTX）馏分；塔底排出重苯。

注：初苯精馏塔的塔板30-50、回流比40-60、空塔气速0.6-0.9m/s。

2、化学精制2.1目的把粗苯中主要馏分沸点范围内所含的硫化物和不饱和化合物脱除。

2.2硫酸法精制2.2.1原理苯、甲苯、二甲苯（BTX）馏分用90-95%浓度的硫酸酸洗时，不饱和化合物、含硫化合物发生化学反应，生成复杂的产物。

2.2.1.1化学反应（1）聚合反应不饱和烃在硫酸的作用下发生聚合反应，生成酸式酯，进一步反应生成二聚物，此反应还可以进一步发生聚合反应生成三聚物和深度聚合物。

由于二聚物、三聚物和深度聚合物沸点高、粘度大从而与苯、甲苯、二甲苯（BTX）馏分分离。

（2）脱硫反应苯、甲苯、二甲苯（BTX）馏分中二硫化碳不与硫酸反应，但噻吩能与硫酸磺化反应生成噻吩硫酸能溶于硫酸和水中，因此自洗涤的方法与苯、甲苯、二甲苯（BTX）馏分分离。

（3）噻吩与不饱和化合物反应噻吩与不饱和化合物在硫酸的催化作用下发生反应生成烷基化噻吩，其沸点比苯高60-70℃，从而与苯分离。

2.2.1.2硫酸浓度酸洗硫酸浓度93-95%，浓度低时，达不到洗涤效果；而浓度高时，生产中性酯量增大，不饱和化合物聚合程度加深，磺化反应加剧。

赵云鹏中国矿业大学化工学院22第十章粗苯的精制粗苯精制有两种原料方案：一种是以粗苯为原料，原料的来源可能包括非本厂生产的粗苯，对于大型的粗苯集中加工装置，宜采用该方案；另一种是以轻苯为原料，该方案适合于焦化厂粗苯工段生产两种苯的配置，可以简化流程。

33表10-1粗苯或轻苯精制产品产率第十章粗苯的精制44粗苯精制的主要产品是苯、甲苯、二甲苯以及三甲苯等，它们相邻两组分之间的沸点差异较大，故可用精馏方法进行分离。

粗苯中还含有某些不饱和烃、饱和烃以及硫化物等，这些杂质组合与苯类产品的沸点很接近，不能通过普通精馏方法予以分离，特别是不饱和烃在高温加热过程中产生聚合，生成大分子产物给分离过程带来困难，因此，在粗苯进行精馏之前，必须用其他方法将此类化合物除去。

第十章粗苯的精制55根据净化方法的不同，粗苯精制工艺分为硫酸洗涤净化法和加氢精制法两种。

加氢精制法具有苯收率高、质量好和“三废”污染少的特点，但投资大、流程复杂、对设备技术要求高。

硫酸净化法流程较为简单、设备投资小，国内普遍采用这种方法，但产品质量较差，正逐步淘汰。

第十章粗苯的精制66第一节酸洗净化法粗苯精制第二节粗苯加氢精制第十章粗苯的精制77第一节酸洗净化法粗苯精制一、轻苯的初馏二、初馏分酸洗净化三、已洗混合分的精馏88一、轻苯的初馏轻苯中所含的低沸点不饱和化合物和二硫化碳与苯类物质沸点差异较大，可通过初步精馏方法除去。

初馏塔塔顶馏出物称为初馏分，主要成分有二硫化碳(25％～35％)、环戊二烯、戊烯等不饱和化合物(50％～60％)和苯(5％～15％)。

塔底残油又称为末洗混合分，为苯、甲苯、二甲苯等的混合分。

初馏分的要求：干点≯70℃；苯含量≯15％。

塔底混合馏分的初馏分的干点>82℃；溴价<9g/100mL；二硫化碳含量<0.08％；不含水。

99一、轻苯的初馏干点（KK）：当油品蒸馏到最后达到最高汽相温度称为终馏点或干点。

比如，把100毫升汽油放在一个带有支管的小烧瓶里，插上温度计进行加热蒸馏，当蒸出第一滴油时温度计所指示的温度，叫做初馏点，当蒸出物的体积达到10毫升时的温度，叫做10%点，依次可以得到20%点、30%点……直到蒸出最后一滴的温度，叫做干点。

粗苯⼯段讲义讲解⽬录1．粗苯产品及其⽤途2.粗苯的组成、性质和质量2.1粗苯的组成2.2粗苯的性质2,3粗苯的质量及其指标3、粗苯⽣产产量的估算3.1粗苯的产率3.2粗苯产量的估算4、粗苯⽣产消耗洗油、蒸汽、焦炉煤⽓的指标5、洗油吸收粗苯的基本原理6、从焦炉煤⽓中回收⽣产粗苯的⽅法7、从富油中蒸出粗苯的原理8、粗苯⼯段⼯艺简介及流程图9、粗苯⼯段主要⽣产设备概况10、影响洗油吸收粗苯的主要因素11、洗油的性能要求及质量指标11.1洗油的性能11.2洗油的质量指标12、粗苯⽣产中常见的故障机其处理⽅法13、洗苯⼯序对焦炉煤⽓质量的要求14、洗涤⼯标准化作业规程15、蒸馏⼯标准化作业规程16、管式炉⼯标准化作业规程17、洗涤⼯岗位职责18、蒸馏⼯岗位职责19、管式炉⼯岗位职责20、粗泵⼯段岗位安全操作规程21、练习题1、粗苯产品及其⽤途粗苯是黄⾊的透明液体，是多种有机化合物的混合物。

粗苯本⾝⽤途不⼤，但将粗苯精制加⼯可得纯苯（C6H6）、甲苯（C6H5CH3）和⼆甲苯{C6H4(CH3)2等产品。

纯苯⽤于⼈造纤维、塑料、药物及燃料，甲苯⽤于制造炸药、合成纤维，⼆甲苯由于橡胶、油漆的溶剂和航空及内燃机燃料的添加剂。

总之，粗苯是⼀种⾮常宝贵的化⼯基本原料。

2、粗苯的组成、性质和质量2.1粗苯的组成粗苯的组成波动较⼤，主要取决于炼焦配煤的组成及炼焦产物在炭化室内热解的程度（及焦炉的炭化温度）粗苯主要组分的平均含量如下:苯55—80％：甲苯11—22％：⼆甲苯2—6％：不饱和化合物（如环戊⼆烯（C5H6）苯⼄烯（C6H5CHCH2）等7—12％：硫化物（如⼆硫化碳（CS2）噻吩（C4H4S）等0.3—1.8％.2.2粗苯的性质粗苯⽐⽔轻，微溶于⽔，且易与⽔分离。

在储存较长时间时，由于含有不饱和化合物的氧化和聚合所形成的树脂状物质⼜溶解于粗苯中，能使粗苯着⾊变为暗褐⾊（或淡红⾊）。

粗苯易燃，闪点为12℃.粗苯蒸汽在空⽓中的体积浓度为1.4％-7.5％时，能形成爆炸性混合物。