催化重整、芳烃抽提工艺
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芳烃抽提工艺技术的分析与对比初探摘要:石油在催化重整生产油和乙烯过程中会生成甲苯、二甲苯混合物,是石油化工生产过程中重要的有机化工原料。
由于芳烃和非芳烃的沸点比较接近,所以增加了芳烃抽提的难度。
本文分析了芳烃抽取溶剂的选择对芳烃抽取的纯度影响,分析了六种常见溶剂对芳烃溶解能力,并分析了芳烃溶剂抽提工艺和芳烃蒸馏抽提工艺两种技术的差异。
关键词:芳烃;抽取工艺;溶解能力1.芳烃抽取溶剂的选择溶剂是芳烃抽取的重要物质,溶剂对芳烃的溶解能力和选择性影响到抽提过程,溶剂对芳烃的溶解能力和溶剂对芳烃的选择性这两者相互制约、相互作用。
溶剂对芳烃的溶解能力决定了溶剂的流率,也决定了设备的大小,影响到工艺的选择。
溶剂的选择决定了油品分离效果。
下表是几种常见工艺芳烃抽提方法和溶剂的性质从上述表格中可以看出,分子比重最好的是三乙二醇醚,其次是环丁砜和N-甲基吗啉;从相对密度来说密度最大的是环丁砜,其次是三乙二醇醚和二乙二醇醚。
芳烃抽提时溶剂的沸点、凝点、密度、粘度、比热容等各项指标是芳烃抽提溶剂的重要指标,在实际应用过程中,需要对溶剂的性质进行分析,并结合抽提工艺方法选择合适的溶剂。
2.芳烃抽提工艺2.1溶剂抽提工艺溶剂抽提工艺其实就是一种物理分离方法,它是利用烃类组分在溶解中的溶解度不同,也就是溶剂和抽提原料在抽提塔中进行接触,溶剂对原料中的芳烃、非芳烃进行选择性地溶解,从而形成密度、组分不同的液相,达到将组分从混合原料分离的目的。
抽提塔大多数采用筛板她,采用流量比较大的溶剂作为分散相,抽提塔盘的筛孔浆溶剂分散成滴液,进入原料混合物中,可以有效地将原料中的芳烃抽提出来,而混合物中的烃类作为流动相继续流动。
由此可以看出溶剂抽提工艺的关键是溶剂的选择,不同的溶剂抽提过程中也有一定的差别。
常用的抽提溶剂有二甘醇、N-甲基吡咯烷酮、环丁砜等。
2.2抽提蒸馏工艺溶剂分离出来的芳烃纯度比较低,杂质含量比较大,在抽提过程中,将芳烃和一些烃类物质分离难度比较大,所以采用抽提蒸馏工艺,将芳烃抽提出来。
当溶剂是恒沸物或所需分离的组分沸点很接近时,一般的蒸馏方法不适用。
除可采用恒沸蒸馏或萃取蒸馏外,有些场合以应用先萃取在蒸馏的方法较为经济。
例如,使重整油中的芳烃与未转化的烷烃分离就是如此--炼油工业中称这一萃取过程为“芳烃抽提”。
芳烃装置包括预分离、芳烃抽提蒸馏和芳烃分离也称芳烃萃取,用萃取剂从烃类混合物中分离芳烃的液液萃取过程。
主要用于从催化重整和烃类裂解汽油中回收轻质芳烃(苯、甲苯、各种二甲苯),有时也用于从催化裂化柴油回收萘,抽出芳烃以后的非芳烃剩余物称抽余油。
轻质芳烃与相近碳原子数的非芳烃沸点相差很小(如苯80.1℃,环己烷80.74℃,2,2,3-三甲基丁烷80.88℃),有时还形成共沸物,因此实际上不能用精馏方法分离。
利用芳烃在某些溶剂中溶解度比非芳烃大的特点,采用液液萃取方法可以回收纯度很高的芳烃。
常用萃取剂有二乙二醇醚(二甘醇)、三乙二醇醚(三甘醇)、四乙二醇醚(四甘醇)、环丁砜等,也用二甲基亚砜、Ν-甲基吡咯烷酮、N-甲酰基吗啉等(见表)。
1952年美国环球油品公司开发以二乙二醇醚为溶剂的尤狄克斯(Udex)法抽提芳烃,在休斯敦投产后,广为应用。
芳烃在重整汽油中含量高,不含烯烃、硫化物等杂质,处理较易。
裂解汽油中含较多的二烯烃、烯烃、苯乙烯及少量的含硫、氮、氧的有机物,二烯烃很易聚合,硫化物很难从芳烃中除去。
因此,从裂解汽油中抽提芳烃之前,必须进行二段加氢处理,以除去上述杂质。
工艺流程以二乙二醇醚处理催化重整汽油为例。
原料在抽提塔中与溶剂逆流接触进行萃取,温度125~140℃,溶剂对原料比约15:1。
抽提塔底物含溶解在溶剂中的芳烃,将后者送入汽提塔(见解吸)与溶剂分离,塔底的溶剂循环去抽提塔,塔顶产物送入芳烃水洗塔洗去残余溶剂后即为纯芳烃混合物。
抽提塔顶的非芳烃,送水洗塔洗除残余溶剂。
两个水洗塔底均为水与溶剂,去溶剂回收塔,蒸出水后,塔底溶剂去抽提塔循环使用。
催化重整工艺生产过程学院:班级:学号:姓名:指导教师:编制日期:目录1.概论......................................................... (5)1.1催化重整简介.................................................................. . (5)1.2催化重整在石油加工中的地位 (5)1.3催化重整发展史.................................................................. (5)1.4催化重整工艺过程.................................................................. .. (6)1.4.1生产高辛烷值汽油方案.......................................................................... .. (7)1.4.2生产芳烃方案................................................................... . (8)2.催化重整化学反应机理 (8)2.1芳构化反应.................................................................. .. (8)2.1.1六元环脱氢反应.......................................................................... . (8)2.1.2五员环烷烃异构化成六员环烷烃 (8)2.1.3烷烃的脱氢环化反应................................................................... ..92.1.4.芳构化反应特点................................................................... . (9)2.2异构化反应.................................................................. (9)2.3加氢裂化反应.................................................................. . (10)2.4积炭反应.................................................................. (10)3.催化重整催化剂......................................................... (10)3.1 催化重整催化剂类型及组成 (10)3.1.1 活性组分................................................................... .. (10)3.1.2 助催化剂................................................................... .. (11)3.1.3载体................................................................... .. (12)3.2.催化重整催化剂评价.................................................................. . (12)3.2.1化学组成................................................................... (12)3.2.2物理性质................................................................... (12)3.2.3使用性能................................................................... (12)3.3催化重整催化剂使用.................................................................. . (14)3.3.1开工技术................................................................... (14)3.3.2反应系统中水氯平衡的控制 (15)3.3.3催化剂的失活控制与再生 (16)4.催化重整原料选择及处理 (19)4.1原料的选择.................................................................. .. (19)4.1.1馏分组成................................................................... (19)4.1.2族组成................................................................... . (19)4.1.3杂质含量................................................................... (19)4.2重整原料的预处理.................................................................. .. (20)4.2.1预分馏................................................................... . (20)4.2.2预加氢................................................................... . (20)4.2.3预脱砷................................................................... . (20)4.2.4 脱金属................................................................... .. (21)4.2.5脱氯................................................................... (21)5.催化重整的具体工艺工程 (22)5.1世界有两种工业化连续重整技术 (22)5.1.1美国环球油品公司(UOP) (22)5.1.2法国石油研究院(IFP) (23)5.2 原料及产品.................................................................. . (24)5.2.1原料................................................................... .. (24)5.2.2产品................................................................... .. (24)5.3工艺流程.................................................................. (25)5.3.1生产高辛烷值汽油流程 (25)5.3.2生产芳烃流程................................................................... . (25)5.4原料预处理.................................................................. .. (25)5.4.1预分馏................................................................... . (26)5.4.2预加氢................................................................... . (26)5.4.3预脱砷................................................................... . (26)5.5催化重整.................................................................. (26)5.5.1固定床半再生式工艺流程 (26)5.5.2移动床连续再生式工艺流程 (27)5.5.3催化重整反应器................................................................... (28)5.6芳烃抽提工艺流程.................................................................. .. (28)5.7芳烃精馏工艺流程.................................................................. .. (29)5.8麦格纳重整工艺流程.................................................................. . (29)5.9重整反应的主要操作参数 (29)5.9.1反应温度................................................................... (29)5.9.2反应压力................................................................... (30)5.9.3空速................................................................... .. (30)5.9.4氢油比................................................................... . (30)5.10催化重整工艺特点.................................................................. (30)6.催化重整的重要部位及设备 (31)6.1重要部位.................................................................. . (31)6.2重要设备.................................................................. . (31)6.2.1反应器................................................................... .. (31)6.2.2高压分离器................................................................... (31)6.2.3氢气压缩机................................................................... (31)6.2.4进料换热器................................................................... (32)6.2.5多流路四合一加热炉 (3)26.2.6在生器................................................................... .. (32)6.2.7重整反应器................................................................... (32)7.重整装置能耗分析......................................................... (33)7.1 半再生重整装置能耗分析 (33)7.2连续重整装置能耗分析.................................................................. .357.3 两种重整工艺能耗对比分析 (36)8.降低重整能耗的措施......................................................... .378.1提高加热炉热效率.................................................................. . (37)8.1.1余热回收................................................................... .. (37)8.1.2提高加热炉热效率................................................................... .378.2降低循环氢压缩机功率 (3)78.3优化工艺流程.................................................................. (37)8.3.1降低临氢系统压力降 (37)8.3.2.加热炉增加并联流路 (38)8.4选用高效设备.................................................................. (38)8.5 能耗总结.................................................................. . (38)9.安全设施设置的考虑......................................................... .389.1重整循环氢低流量的联锁 (38)9.1.1重整循环氢主要作用 (38)9.1.2重整循环氢断流或流量过低对装置造成的危害 (39)9.1.3重整循环氢压缩机保护措施 (39)9.2 离心式重整循环氢压缩机防喘震系统的考虑 (39)9.3 重沸炉的多流路控制与低流量保护 (39)9.4 安全环保系统的考虑.................................................................. ..4010.催化重整危险因素分析及其防范措施 (40)10.1开停工时危险因素及其防范 (40)10.1.1停工过程中危险因素及其防范 (40)10.1.2开工过程中危险因素及其防范 (41)10.2正常生产中危险因素及其防范 (41)10.2.1设备防腐................................................................... (41)10.2.2催化重整装置常见事故处理原则 (42)10.3装置易发生的事故及其处理 (42)10.3.1重整单元常见事故处理方法 (42)10.3.2抽提单元常见事故处理 (43)10.3.3精馏单元常见事故处理 (43)1.概论1.1催化重整简介催化重整:在有催化剂作用的条件下,对汽油馏分中的烃类分子结构进行重新排列成新的分子结构的过程叫催化重整。
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