粗苯加氢精制工艺技术路线比较与选择
- 格式:pdf
- 大小:394.38 KB
- 文档页数:5
一种粗苯加氢精制分离工艺一种粗苯加氢精制分离工艺是一种常见的石化工业中用于提取单一化合物的分离技术。
该技术以减少生产原料的化学成分多样性,增强产品纯度为主要目标,因此被广泛应用于炼油、化工生产中。
本文将介绍一种粗苯加氢精制分离工艺的基本原理,包括工艺流程、关键步骤及其影响因素,以及精制产品的性质和应用领域。
一、工艺流程对于该工艺,首先需要的是一批相对较为纯净的原材料,一般包括含有苯压燃料油或轻柴油、乙苯石脑油和甲苯、甲基叔丁基酚催化裂化汽油等。
这些原材料中含有的杂质难以分离,因此需要先进行加氢处理。
加氢处理可以使用钒床或钼加氢催化剂,将苯系化合物加氢生成环已烷化合物,同时降低其折射率。
接下来,通过分馏可将粗苯分离出来。
分馏操作的关键在于调节馏分温度、保持操作压力和及时排除分馏器中的分离液。
分离出的粗苯液需要进行精制处理,这是本工艺的重点步骤。
最后,经过几轮的加氢、分馏和精制工序,得到的就是经过一种粗苯加氢精制分离工艺生产的高纯苯。
二、关键步骤在一种粗苯加氢精制分离工艺中,加氢和分馏两个步骤是较为基础的操作,而精制处理则是决定精制产品纯度和综合性能的关键步骤。
精制处理一般包括萃取、结晶、蒸馏等手段。
其中比较常用的方法是萃取,可以使用基于亚胺、硫酸铜或硫酸钠等性质的有机溶剂进行,萃取效果取决于溶剂选择、溶剂浓度、搅拌速度等因素。
同时,合理选择反应条件、掌握氢气流量和碱液投加量,对于保证产品性质必不可少。
三、影响因素一种粗苯加氢精制分离工艺中的关键操作都受到其他因素的影响,下面分别分析分离和精制阶段在实际生产中可能会出现的问题。
1. 分离阶段:分馏器操作温度过高会导致产物组分分离不清,而温度过低则会使得油品组分无法达到纯度要求。
此外,可抽空的分离模式可以提高分离效率,从而提高分馏效果。
2. 精制阶段:精制处理选择的萃取剂种类和浓度与分离时间等因素决定了精制效率。
在此基础上,合理控制反应条件和投加量,使得反应温度维持在合适的范围内,以充分保证精制效果和产品纯度的提高。
对粗苯加氢工艺路线的探讨作者:刘旭飞来源:《商品与质量·消费视点》2013年第12期摘要:本文系统的阐述粗苯加氢的工艺技术,详细地介绍了粗苯加氢的工艺流程和提纯所用的各种设备。
通过对比其他提纯方法,提出了加氢提纯的优点,加氢提纯成为未来提纯粗苯的环保方式。
关键词:粗苯;加氢提纯;工艺流程;萃取精馏引言:粗苯精制就是以粗苯为原料,经化学和物理等方法将上述杂质去除,以便得到可作原料使用的高纯度苯。
目前,国内焦化粗苯的加工仍存在两种工艺,一种是古老的酸洗净化法,另一种是先进的加氢精制法。
目前我国粗苯加工能力仅为65万t,其中只有19 万t采用加氢工艺生产,其他均采用酸洗法。
酸洗法只能部分脱除粗苯中粗苯(混合芳烃)的的含硫化合物(主要是噻吩)和杂质,在加工过程中芳烃化合物损失较大(8%一10%),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很高,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、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℃。
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℃一630℃)与低温法(320℃一380℃)二种低温法加氢精制法主要包括三个关键单元:焦炉煤气变压吸附制纯氢(纯度大于99.9%);催化加氢精制过程(预加氢和主加氢);产品提纯过程(萃取或萃取蒸馏)。
低温法也能得到优质的苯、甲苯和二甲苯等产品,三种苯系芳烃收率为:苯98%、甲苯98%、二甲苯89%。
该方法反应条件比较温和,反应温度为320℃一380℃,压力为3.0MPa-3.5MPa,设备和管道的材料容易解决,400℃以下CrMo钢即可满足要求,国内就能供应。
- 98 -工程科技与产业发展科技经济导刊 2016.36期粗苯加氢精制技术比较陈 军(宁夏宁东能源化工基地宁夏宝丰能源集团股份有限公司精细化工公司 宁夏 银川 750411)摘 要:笨属于一种常见的化学原料,在当前社会上很多方面均有着十分广泛的应用。
在实际生产及生活中所应用的苯都是以粗苯为原料在精制加工之后而得到的,而在粗苯精制加工方面,当前应用比较广泛的就是粗苯加氢精制技术。
对于不同粗苯加氢精制技术而言,其特点也存在很大差异,因此掌握不同技术方法具有重要作用及意义。
关键词:粗苯;加氢精制技术;比较中图分类号:G875.22 文献标识码:C 文章编号:2096-1995(2016)36-0098-01随着当前社会及科学技术不断发展,很多化学加工工艺及技术也得到较快发展。
在当前粗苯精制加工过程中,应用比较广泛的就是粗苯加氢精制加工技术,并且也是主要加工工艺。
对于粗苯加氢精制技术而言,其包括很多种类,在实际加工生产过程中,应当对适当加工技术进行选择,从而使粗苯精制加工能够得到更好效果。
本文主要对不同粗苯加氢精制技术进行分析比较,从而为粗苯精制加工技术的合理选择提供理论基础。
1 粗苯加氢精制技术原理分析对于粗苯加氢精制技术而言,依据其催化加氢反应过程中的不同温度,可将其分为两种类型,即高温加氢与低温加氢。
其中,对于低温加氢精制技术而言,由于在加氢油中分离非芳烃和芳烃具有不同方法,因而又可将其分为两种类型,即溶剂萃取法及萃取蒸馏法。
在高温催化加氢方面,其工艺中比较典型的一种就是Litol 工艺,其催化加氢反应条件为6.0MPa 压力,其反应温度控制在600—650℃,其主要就是通过催化加氢可将不饱和烃除去,在加氢裂解作用下,高分子烷烃以及环烷烃可转变成为低分子烷烃,可以气体分离;同时,在加氢之后还能够起到脱烷基作用,可使笨同系物最终转变成为低分子烷烃及苯。
所以,在高温加氢精制技术中,其所得到产品只有苯,并不会产生甲苯以及二甲苯,在原料有机物中所存在硫元素、氮元素以及氧元素,可使其转变成为硫化氢、氨气及水,从而将其脱除,在加氢油处理方面,可选择普通蒸馏方法,最后可获得苯产品。
粗苯加氢精制工艺的比较摘要:本文介绍了粗苯精制的工艺技术及未来发展方向,分析了粗苯精制工艺流程及工艺特点,使技术人员对粗苯精制工艺有初步的了解和认识。
关键词:粗苯加氢工艺比较综合评价The comparison of crude benzene hydrogenation processAbstract:The crude benzol process technology and future development orientation were introduced, the crude benzol refining process and process feature were analyzed, therefore technical personnel have got preliminary knowledge and understanding on crude benzol refining process.Key words:Crude benzol hydro-refining Process comparison Comprehensive evaluation苯加氢工艺是目前粗苯加工的先进工艺, 在我国发展十分迅速。
苯加氢主要工艺原理是利用纯氢( 99.99% )作为反应介质, 在一定的温度、压强、催化剂作用的条件下, 使氢气与粗苯中的含氧杂质(酚类)、含氮杂质(吡啶类)、含硫杂质(噻吩等)发生反应, 生成饱和烃和水、氨、硫化氢。
水、氨、硫化氢作为废气并入煤气管道而除去, 饱和烃与芳烃通过萃取法分离。
除去饱和烃的芳烃(苯、甲苯、二甲苯)通过蒸馏法分离, 得到高纯苯、甲苯、二甲苯等高附加值产品。
与传统的酸洗工艺相比, 由于不用硫酸作为反应介质, 整个工艺过程不产生废酸,并且除杂质更彻底(特别是脱硫), 因此产品纯度高,(高纯苯结晶点在5.3℃以上, 与石油苯接近), 同时反应过程中产生一定数量的芳烃, 因此, 芳烃的产率比酸洗法高8至12个百分点。
粗苯加氢精制工艺生产方法和工艺流程的确定1.1、工艺技术的比较与选择1.1.1、主要生产工艺技术简介目前已工业化的粗苯加氢工艺有莱托(Litol )法、萃取蒸馏低温加氢(K.K)法和溶剂萃取低温加氢法,第一种为高温加氢,后两种为低温加氢。
(1)、Litol法粗苯加氢高温催化加氢的典型工艺是Litol工艺,在温度为6-650°C,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,加氢裂解把高分子烷烃和环烷烃转化为低分子烷烃,以气态分离出去;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、0,转化成H2S、NH3、H2O的形式除去,对加氢油的处理可采用一般精馏方法,最终得到苯产品。
Litol法发生的主要反应①脱硫反应+4H2-C4H10+H2S可使噻吩脱到0.3 土0.2ppm②脱烷基反应C6H5R+H2fC6H6 + RH③饱和烃加氢裂解烷烃与环烷烃几乎全部裂解成低分子烷烃C6H12 + 3H2-3C2H6C7H16 + 2H2 - 2C2H6 + C3H8④环烷烃脱氢一+3H2⑤不饱和烃加氢+H2- +H2- +C2H6⑥脱氧和脱氮 C5H5N+5H2-C5H12+NH3该法的工艺过程大致为:粗苯一预蒸馏、获得轻苯一预加氢一主加氢一稳定塔一白土塔一精馏。
可见,加氢用原料实质上是轻苯,这里的预蒸馏相当于国内的两苯塔。
国内回收苯族烃广为采用生产两苯(轻苯与重苯)的工艺,因此,Litol加氢技术应用于我国,应以轻苯直接作为加氢原料比较合理。
Litol加氢工艺的特点是能够将苯环上的烷基脱除,故只能获得一种产品:纯苯,但产率高达114%。
预蒸馏采用减压操作,旨在降低温度,以避免不饱和化合物在蒸馏过程中发生聚合。
预加氢采用Co-Mo系催化剂,但必须先硫化,以适当降低催化剂的活性、并提高不饱和化合物加成反应的选择性。
粗苯加氢精制工艺设计粗苯是一种重要的化工原料,广泛用于生产苯乙烯、苯甲酸、邻苯二甲酸等有机化合物。
然而,粗苯中含有杂质,如硫、氮、氧等,对产品质量和生产设备都会造成影响。
因此,精制粗苯是必要的工艺环节。
本文将介绍以粗苯加氢精制的工艺设计。
一、工艺流程以粗苯加氢精制的工艺流程主要包括三个部分:预处理、加氢精制和分离回收。
具体流程如下:1.预处理粗苯进入预处理装置后,通过加热蒸汽和蒸汽空气混合物使粗苯中的硫化氢、二硫化碳、氨等杂质挥发出来,并通过冷却凝结后排放。
经过预处理后的粗苯进入加氢精制装置。
2.加氢精制加氢精制是以高压氢气为还原剂,通过加氢使粗苯中的杂质去除的过程。
加氢精制反应条件如下:温度:120-150℃压力:1.5-3.0MPa氢油比:300-1000催化剂:铜、铝、钼、钴等金属催化剂在加氢精制过程中,杂质会被还原成硫化氢、氨等气体,通过气液分离器分离,然后通过洗涤器洗涤,最终得到精制苯。
3.分离回收精制苯通过分馏塔进行分馏,得到苯和轻杂质。
苯进入产品收集罐,轻杂质则通过冷却凝结后排放。
二、工艺特点以粗苯加氢精制的工艺具有以下特点:1.精制效果好加氢精制工艺可以有效地去除粗苯中的硫、氮、氧等杂质,使得精制后的苯产品纯度高、质量好。
2.操作简便加氢精制过程中,催化剂的选择和操作比较简单,不需要特别复杂的设备和技术。
3.节能环保加氢精制工艺是一种节能环保的工艺,不需要高温高压操作,可以减少能源消耗和环境污染。
4.适应性强加氢精制工艺适用于各类粗苯,不受原料质量的限制。
三、工艺优化为了进一步提高以粗苯加氢精制的工艺效率和产品质量,可以从以下几个方面进行优化:1.选择优质催化剂铜、铝、钼、钴等金属催化剂的选择会对加氢精制的效果产生影响,因此应根据不同原料的特性选择适合的催化剂。
2.控制反应条件反应温度、压力和氢油比的控制对于加氢精制的效果有着至关重要的影响。
应根据原料特性和产品要求,合理选择反应条件进行控制。
技术与检测Һ㊀粗苯加氢精制工艺的比较王㊀成,孟校杰摘㊀要:粗苯加氢企业需要充分识别与生产设备相关的有害物质的类型,并了解其理化特性㊂在生产设备的启动和关闭以及正常生产期间,必须按照操作程序进行操作,注重日常检查的质量,采用现代技术,确保日常检查不通过现场;可以在确保粗苯加氢企业安全稳定运行方面发挥一定作用,例如生产设备的正常维护或为日常八项特殊操作制订可行的标准化工作规范㊂关键词:粗苯加氢工艺;中温加氢工艺;比较一㊁引言文章对粗苯精制的工艺技术进行了详细的分析,并探讨了其未来的发展方向,对于粗苯精制的工艺流程和工艺特点进行了详细的阐述,以便相关的工作人员对粗苯的精制工艺有全面的了解和认识㊂二㊁粗苯加氢工艺简述到目前为止,粗苯加氢工艺是处理粗苯的最先进的工艺,在我国应用的范围较广㊂苯加氢的反应介质使用的是纯氢(99.99),在温度㊁压力㊁催化剂的共同作用下,得到氢和含氧杂质(苯酚)㊁含氮杂质(吡啶)和含硫杂质(噻吩等)㊂通过反应会生成饱和烃㊁水㊁氨和硫化氢㊂将水㊁氨和硫化氢作为要去除的废气掺入燃气管道,并通过萃取分离出饱和烃和芳烃㊂通过蒸馏分离去除了饱和烃的芳香烃(苯㊁甲苯㊁二甲苯),以获得高纯度的苯㊁甲苯㊁二甲苯等极高价值的产品㊂和传统的酸洗工艺进行比较发现,反应介质不再使用硫酸,所以在整个反应的过程中都不会出现废酸,并且杂质清楚的非常干净(尤其是脱硫),从而导致产品纯度高(结晶点高)㊂纯度苯高于5.3,与石油苯接近,由于反应过程中会产生一定量的芳族化合物,因此芳族化合物的收率比酸洗法高8至12倍㊂回收率对粗苯生产也有着极大的影响㊂在焦炭的生产过程中,粗苯的回收率主要取决于煤的类型,例如肥煤和主焦煤㊂此外,焦化厂的规模以及建成的化学产品回收装置技术水平的不一样的,也会造成焦化厂中粗苯的回收率不一样㊂这几年,粗苯生产规模的越来越大,回收技术的也在不断地进步,焦炭工艺中粗苯的回收率一年比一年高,大型的焦化厂都在建设产品回收设备,使粗苯的回收率较高㊂三㊁粗苯加氢工艺的具体介绍国内粗苯的精制工艺主要包括酸洗和加氢㊂大多数国产生产设备都采用此工艺,因为投资少㊁效果快㊁生产设备的构造容易㊂但是,通过酸洗工艺生产出的苯纯度低,分离甲苯和二甲苯非常的困难,而且在生产过程中还会产生不能处理的㊁超多的酸焦油,对环境产生严重威胁,产品质量和收率㊂低,苯设备的竞争是由国家禁止的,并在期限内㊂当前,大的炼焦和化工企业正在努力建设大规模的加氢装置,目前有10多个正在建设或计划中的苯加氢项目㊂目前,原油苯加氢精制工艺主要包括高温加氢(600630)和中温加氢(480630)和低温加氢(350至380)㊂低温法中比较有代表性的就是美国的Axens低温气液两相加氢技术以及德国的Uhde低温气相加氢技术㊂(一)低温催化加氢提纯工艺低温加氢提纯工艺是通过在低温(280350)㊁低压(2.4MPa)的环境下,使用催化剂(Co-Mo和Ni-Mo)以及苯成分的烯烃㊁环烷烃㊁硫磺中进行催化的加氢工艺㊂通过减重装置将含氮化合物和含氮化合物转化为相应的饱和烃,并通过萃取蒸馏分离出芳族和非芳族化合物㊂精制生产可以获得高质量的苯㊁甲苯㊁二甲苯等产品㊂低温加氢提纯主要的核心要素有:纯氢生产(纯度为99.9或更高)㊁催化加氢提纯工艺(预加氢和主加氢)和产品提纯工艺(萃取或萃取蒸馏)㊂(二)中温加氢工艺中国科学院陕西煤化工研究所于1970年代初开始研究开发焦化原油苯加氢精制催化剂,并开发了两套适用于中温加氢和低温加氢的原油苯加氢精制催化剂和工艺㊂该过程使用两步反应㊂第一步是使用NiMo和CoMo催化剂进行预加氢反应,该反应可以主要从粗苯和一些硫化合物中除去不稳定的化合物㊂第二步是进行氢化反应㊂使用Cr-Mo催化剂可以对硫化物进行大部分的去除,反应压力为3.05.0MPa㊂该工艺在产品中的应用范围非常的大,可以生产出高质量的纯苯㊁氮化级甲苯㊁高纯甲苯㊁二甲苯等具有很强的市场适应性的产品㊂(三)高温催化加氢工艺高温加氢提纯工艺是在高温(620)㊁高压(5.5MPa)的环境下,通过催化剂(Co-Mo和Cr2O3-Al2O3)㊁含硫化合物和氮的作用下,进行的气相催化两级加氢工艺,含化合物是适用的,对其进行转化后为饱和烃㊂同时,出现苯同系物的加氢和脱烷基反应时,可以使用精馏法来提取高纯度的苯产品,以达到提高苯回收率的目的,回收率最高达114㊂不需要从外部供应氢,因为使用由高温催化氢化产生的烷基氢作为氢源㊂四㊁各种氢化工艺的比较通过上述粗苯加氢机理和各种过程分析,通过比较各种氢化过程可以看出,低温加氢工艺具对工作温度要求很低㊁设备要求也不高和设备成本较少㊂产品的多样性可以更好地满足行业中不同原材料的需求㊂产品的结晶点和纯度是非常的高,具有比较明显的优势,比中温法和高温法更加适合实际生产㊂因此,低温氢化法是非常受欢迎的氢化纯化方法,不仅可以得到高质量的苯基芳族产物,而且可以解决环境污染的问题㊂五㊁结语粗苯加氢工艺在我国工业中应用的时间不长,国内的小规模的粗苯加工大多数还是在使用酸洗工艺,做不到对化工产品的有效分离,以及无法满足环保要求㊂同时,产品的质量还需要极大的提升㊁生产成本较高㊁出售的价格低㊂经过实践研究表明,粗苯加氢工艺的处理比酸洗法更加具有优势,产品产量高㊁质量好㊁污染小,是理想中的处理粗苯的方法㊂当前,许多公司正在努力建造大规模的精制苯工厂㊂参考文献:[1]陈杰,段晓丽.焦化苯加氢生产过程中的危险因素分析及预防措施[J].工业安全与环保,2011,37(6):62.[2]盛军波.苯加氢操作技术[M].北京:冶金工业出版社,2014.[3]曲福年.危险化学品从业单位安全生产标准化指导手册[M].北京:化学工业出版社,2017.作者简介:王成,孟校杰,邢台旭阳煤化工有限公司㊂191。
粗苯加氢工艺路线的分析与比较1 粗苯加氢工艺简况1.1Axens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%, 反应产物经一系列换热后分离,液相组分经稳定塔将HZ S、 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190~240℃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。
图2 萃取蒸馏低温加氢(K.K法)工艺流程如图2 所示,粗苯与循环氢气混合,然后在预蒸发器中预热,粗苯被部分蒸发,加热介质为主反应器出来的加氢油,气液混合物进入多级蒸发器,在此绝大部分粗苯被蒸发,只有少量的高沸点组分从多级蒸发器底部排出,高沸点组分进入闪蒸器,分离出的轻组分重新回到粗苯原料中,重组分作为重苯残油外卖。