粗苯加氢工艺介绍
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粗苯加氢
焦化粗苯(混合芳烃)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(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℃
,噻吩质量分数为1×10-6—10×10-6,苯的品质还不是很高。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99.9%,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℃一630℃)与低温法(320℃一380℃)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很高,制造难度与投资极大,操作运转过程危险性相对较大,经济上不尽合理。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及精制工厂。总投资4亿元人民币,其中专利使用费、工艺包、设计费1亿元人民币。全套设备及催化剂为美国lummus公司提供。
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。因此建厂投资较低,操作过程危险性可大为降低。低温加氢法是目前技术下相对比较理想的方法,既能得到优质的苯系列芳烃产品,又可解决环境污染问题。国外粗苯加氢精制工艺技术比较见表l。1994年石家庄焦化厂从德国引进一套K.K加氢精制装置,年处理能力为5万t粗苯,1997年建成投产。总投资约4亿元人民币,其中专利使用费、工艺包、设计费近1亿元人民币。采用德国BASF公司的催化剂,采用德国KRUPP KOPPERS公司的加氢精制工艺包及相关设备。投产两年后就开始赢利。
粗苯加氢工艺流程
粗苯加氢是一种常用的石化工艺,其主要目的是将粗苯中的芳香烃分子结构中的苯环上的氢原子进行去除,从而得到饱和度高的环烷烃。这种工艺可以使得粗苯中的芳香烃成分得到降低,同时提高燃料的抗爆性能和抗污染能力,因此被广泛应用于石化行业。
粗苯加氢的工艺流程主要分为以下几个步骤:
首先,粗苯进料经过预处理,包括除去悬浮固体、苯胺、酚类等杂质,并进行酸碱中和处理,以确保进料的纯净度。
接下来,粗苯进入加氢装置,加氢装置一般为固定床反应器,反应器内填充有催化剂。粗苯与氢气在反应器内经过热交换器预热后进入反应器,催化剂起到催化剂作用,使得粗苯中的芳香烃分子结构中的苯环上的氢原子进行去除,从而得到饱和度高的环烷烃。
在加氢反应器中,粗苯中的芳香烃与催化剂发生反应,其中的苯环上的氢原子被去除,取而代之的是饱和度高的环烷烃。反应过程中需要控制合适的温度、氢气流量等操作条件,以确保反应过程的高效进行。
经过加氢反应后,产物经过冷却、分离等几个步骤进行后处理。首先,产物经冷凝器冷却,使得产物液体进一步冷却。然后,液体产物经过分离器进行分离,得到饱和度高的环烷烃和副产物如苯、甲苯等。
最后,得到的环烷烃可以进行进一步处理,如脱芳等步骤,以提高产品的纯度和质量。而副产物如苯、甲苯等可以通过其他的工艺流程进行利用或再生。
总的来说,粗苯加氢工艺流程是一种重要的石化工艺,通过对粗苯中的芳香烃分子结构中的苯环上的氢原子进行去除,得到饱和度高的环烷烃,从而提高产品质量和性能。这种工艺对于提高燃料的抗爆性能和抗污染能力起到了重要作用,因此在石化行业得到广泛应用。
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。
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 。