苯加氢技术规程简介课件

1、苯加氢技术规程课件 张国富 2013-7工艺简介粗苯加氢装置采用焦化粗苯为原料，以生产高纯度的苯、甲苯为主要产品，并副产部分二甲苯及其他组分。该装置包括加氢精制、预分馏、萃取精馏、二甲苯蒸馏和罐区等几个单元。粗苯经过脱重组分后取得轻苯，其副产品重组分送出装置。轻苯在加氢精制部分经过多级蒸发后，进行两级加氢处理（预加氢和加氢精制），反应所需的补充氢由合成氨制氢装置提供。粗苯加氢所产生的轻质组分及H2S从产品中分离出来是利用稳定塔来实现的，并将其送往焦化厂处理。经过加氢处理后的产品，三苯馏分（BTXS）送往预蒸馏单元，在此被分成含有苯和甲苯的BT馏分和含有二甲苯的XS馏分，BT馏分送入萃取精馏单元

2、，而XS馏分送入二甲苯蒸馏单元。BT馏分中的非芳烃是在萃取精馏单元中从BT馏分中分离出来的，随后作为非芳烃产品送往罐区；在苯塔中蒸馏分离出产品纯苯、甲苯。这些产品最终送往罐区。在二甲苯塔蒸馏中，轻组分、重组分从XS馏分中分离出来，以获得高纯度二甲苯。轻组分、重组分和二甲苯分别送往罐区，作为产品出厂。加氢精制单元加氢精制单元是通过两级加氢反应脱除粗苯原料中的杂质，主要由原料预分离系统、加氢反应系统、加氢油稳定系统、预分馏系统组成。包括脱重组分塔（C-31101）、轻苯蒸发器（E-31105AC）、预反应器（R-31101）、主反应器（R-31102）、主反应器进料加热炉（H-31101）、稳定塔

3、（C-31102）等主要设备。原料粗苯（COLO）在反应系统处理方法如下：杂质如硫、氧、氮组份在催化剂作用下加氢裂解，不饱和的碳氢化合物也在催化剂作用下，加氢饱和转化成BTXS作为预蒸馏单元的原料或送到罐区作为中间产品贮存。反应所需氢气由合成氨装置提供。脱重组分塔（C-31101）塔底设置脱重组分塔底重沸器（E-31102A/B）和强制循环的脱重组分塔底重沸器泵（P-31102A/B），热源采用2.2MPa（G）饱和蒸汽，蒸汽凝液经脱重组分塔蒸汽凝液罐（V-31114），集中排放至装置内公用工程单元的蒸汽凝液闪蒸罐回收利用。主要工艺要点：阻聚剂的注入 粗苯原料中含有烯烃、苯乙烯等组分，在预分离

4、工序加热容易发生聚合。聚合物成为配管热交换器的污染、堵塞的原因，增加压力损失恶化传热；此外，聚合物送入反应器工序易引起催化剂表面结焦，加快催化剂的活性降低。 脱重组分塔（C-31101）为了防止聚合，采用减压状态，尽可能在较低温度下运转，并且再注入阻聚剂以控制烯烃、苯乙烯等不饱和烃的聚合，阻聚剂从药剂槽(V-31109)由化学药剂泵(P-31110)注入脱重组分塔原料预热器(E-31101)入口和脱重组分塔顶回流罐（V-31101）进口管线处。脱重组分塔（C-31101） 脱重组分塔（C-31101）是由50块浮阀塔构成的蒸馏塔，粗苯液体进入脱重组分塔（C-31101）的第21、25或29层（

5、自上而下）塔板。脱重组分塔（C-31101）塔顶负压通过真空泵（X-31101A/B）出口补气量进行调节；塔灵敏板温度通过控制加热蒸汽量来调节；塔釜液位通过重组分采出量控制；塔顶温度和塔回流量串级控制。加氢反应系统流程反应原料在轻苯蒸发器（E-31105AC）中与主反应产物进行换热后部分汽化，并在轻苯蒸发器混合器（J-31101AC）与循环氢压缩机（K-31101A/B）来的循环气混合，经多级蒸发后，送入蒸发塔（C-31103）由E-31106A/B再沸器进一步汽化。气相经主反应产物/预反应进料换热器（E-31107），与主反应产物换热后进入预反应器（R-31101）底部，通过催化剂床层逆流向

6、上，烯烃和苯乙烯等不饱和物在高活性的NiMo催化剂的作用下进行加氢饱和。由于反应是放热反应，进预反应器（R-31101）的温度可通过主反应产物/预反应进料换热器（E-31107）的量来控制，高沸点的液体由预反应器（R-31101）底部排出。预反应产物经过主反应产物/预反应产物换热器（E-31108）换热、主反应器进料加热炉（H-31101）加热后进入主反应器（R-31102）顶部。物料气体在主反应器（R-31102）中通过CoMo催化剂床层流下，在那里进行脱硫、脱氮、脱氧和烯烃加氢等反应。主反应产物经主反应产物/预反应产物换热器（E-31108）、主反应产物/预反应进料换热器（E-31107）

7、、轻苯蒸发器（E-31105AC）、主反应产物/脱重组分塔进料换热器（E-31101）、主反应产物/循环氢换热器（E-31109）及反应产物冷却器（E-31110）换热、冷却后进入高压分离器（V-31104）进行两相闪蒸分离。高压分离器顶部气体（高分气）经过主反应产物/循环氢换热器（E-31109）换热后进入循环氢分液罐（V-31105），换热目的主要是为了避免酸性气冷凝，确保压缩机不带液。在预反应器（R-31101）内进行如下反应：烯烃等不饱和物的加成转化反应： CnH2n-2+H2NiMoCnH2n C6H5C2H3+H2NiMoC6H5C2H5含硫化合物的加氢脱硫反应： CS2+4H2N

8、iMoCH4+2H2S在主反应器（R-31102）中进行如下反应：烯烃的加成反应 CnH2n+H2CoMoCnH2N+2加氢脱硫反应C4H4S+4H2CoMoC4H10+H2S加氢脱氮反应C5H5N+5H2CoMoC5H12+NH3加氢脱氧反应 C6H6O+H2CoMoC6H6+H2O副反应：芳香烃氢化反应 C6H6+3H2CoMoC6H12注水由于反应产物在冷却过程中会有NH4Cl、NH4HS等盐类物质析出，故在轻苯蒸发器（E-31105AC）每台壳程入口管道和轻苯预热器（E-31117）壳程入口处注入脱盐水，以降低循环氢中硫化氢和氨的浓度，防止铵盐沉积堵塞管路和设备。加氢油稳定系统流程高压

9、分离器的液相经过减压后，进入稳定塔（C-31102），稳定塔顶气体经稳定塔顶冷凝器（E-31112）冷凝冷却后进入稳定塔顶回流罐（V-31106），回流罐（V-31106）中气体经过稳定塔顶气冷却器（E-3113）进一步冷却，分离一部分冷凝的碳氢化合物，然后稳定塔顶酸性气体排至界区，送焦化公司焦炉煤气脱硫系统。回流罐（V-31106）中液体经稳定塔顶回流泵（P-31106A/B）升压后回流至稳定塔顶部，水包中积累的部分含硫污水排至全厂污水处理系统。主要工艺要点1）稳定塔底重沸器（E-31111）热源采用2.2MPa（G）饱和蒸汽，蒸汽凝液经稳定塔凝液罐（V-31116）集中排放至装置内公用工程

10、单元的蒸汽凝液闪蒸罐。 2）稳定塔（C-31102）共设25块浮阀塔板，其目的是除去溶解在主反应产物液相中的H2、H2S、C5碳氢化合物等沸点比苯低的成分，以提高产品苯的纯度。预蒸馏单元预蒸馏单元是通过预分馏塔（C-31104）的蒸馏作用，将加氢混合芳烃BTXS分成主要含C6、C7的BT馏分和主要含C8+ 组分的XS馏分。来自加氢精制单元稳定塔塔底（C-31102）的混合芳烃BTXS进入预分馏塔，塔顶C6、C7馏分（BT）经预分馏塔冷凝器（E-31115）冷凝冷却后，进入预分馏塔回流罐（V-31108），经预分馏塔回流泵（P-31108A/B）部分回流入塔，部分进入萃取精馏塔进料缓冲罐（V-3

11、1118）作为萃取精馏原料作为中间产品贮存，或直接经换热进萃取精馏塔（C-31201）；塔底C8+ 馏分（XS）去二甲苯回收单元。预蒸馏塔（C-31104）共设52块浮阀塔板。塔顶压力由压力控制器通过分级控制回流罐（V-31108）通氮气量与放空量进行调节。预蒸馏塔（C-31104）塔底设有预蒸馏塔重沸器（E-31114），采用2.2MPa（G）饱和蒸汽作为加热热源，塔内蒸发量通过控制加热蒸汽量来调节。萃取精馏单元萃取精馏单元以环丁砜作为萃取溶剂，利用溶剂对原料中各组分相对挥发度影响的不同，通过精馏实现芳烃与非芳烃的分离。溶剂和原料在萃取精馏塔（C-31201）内接触形成气液两相，由于溶剂与芳

12、烃的作用更强，使非芳烃富集于气相，于塔顶排出；芳烃富集于液相并被提纯，于塔底排出；富集芳烃的液相进入溶剂回收塔（C-31202），在塔内进行芳烃与溶剂的分离，溶剂循环使用。萃取精馏系统萃取精馏系统是在溶剂（环丁砜和助溶剂）作用下，实现苯、甲苯与非芳烃的分离。经预分馏塔（C-31104）分离出的BT馏分或贮存在槽区内的BT馏分进入萃取精馏塔进料缓冲罐（V-31118），经萃取精馏塔进料泵（P-31112A/B）流量控制（或由P-31108直接）送入萃取精馏塔原料/贫溶剂换热器（E-31201），与贫溶剂换热后，进入萃取精馏塔（C-31201）。萃取精馏塔（C-31201）进料温度通过换热器的贫溶

13、剂旁通量控制。贫溶剂由贫溶剂水冷器（E-31209）冷却，并经贫溶剂过滤器（FI-31201）滤去脏物后，分别自第9块塔板（自上而下）进入萃取精馏塔（C-31201）。调节贫溶剂的流量，维持设定的溶剂/原料比。贫溶剂入塔温度通过贫溶剂水冷器（E-31209）的贫溶剂旁通量来控制。萃取精馏塔釜重沸器（E-31203）采用2.2MPa（G）饱和蒸汽为加热热源。塔顶蒸出的非芳烃蒸汽，经塔顶冷凝器（E-31204）冷凝冷却后，流入塔顶回流罐（V-31201）。回流罐（V-31201）设分水包以分出系统中的水，水进入助溶剂罐（V-31205）经助溶剂泵（P-31205A/B）抽出升压后作为溶剂再生罐（V

14、-31202）的汽提水。回流罐（V-31201）中的非芳烃，经萃取精馏塔回流泵（P-31201A/B）抽出升压后，部分回流入塔，部分作为非芳产品，在回流罐液位与流量串级控制下送出装置。萃取精馏塔（C-31201）塔底富溶剂由富溶剂泵（P-31202A/B）自塔釜抽出，由塔底液位和流量串级控制下进入溶剂回收塔（C-31202）进行溶剂回收。溶剂再生溶剂再生罐（V-31202）为一减压蒸发器。溶剂再生罐（V-31202）内设的重沸器（E-31221）为内插式加热器，采用2.2MPa（G）饱和蒸汽作为加热热源，加热量由蒸汽凝水量进行调节。自贫溶剂泵（P-31203A/B）来的小股贫溶剂由流量控制阀控

15、制一定流量，进入再生罐（V-31202）进行闪蒸汽提，闪蒸汽提水自助溶剂罐（V-31205）经助溶剂泵（P-31205A/B）抽出升压后作为溶剂再生罐（V-31202）的气提水，罐顶蒸出的气相直接进入溶剂回收塔，罐底残渣不定期排出。苯、甲苯精制系统 经过萃取精馏和溶剂回收得到的苯、甲苯馏分中可能含有微量的烯烃和其它杂质，会显著地影响到苯产品的酸洗比色和中性试验的指标。为了去除这些微量杂质，苯、甲苯馏分需经白土处理。从白土罐进料泵（P-31206A/B）来的苯、甲苯馏分经白土罐进料换热器（E-31210、E-31211）与自白土罐（V-31204A/B）出来的物料进行换热，再进一步通过白土罐进料

16、加热器（E-31212）加热后，物料进入白土罐（V-31204A/B），脱除微量烯烃和其它杂质。白土罐加热器（E-31212）采用2.2MPa（G）饱和蒸汽为加热热源，加热量由出口温度与蒸汽凝水量串级控制。白土罐（V-31212A/B）保持液相操作。由白土罐处理后的苯、甲苯馏分经白土罐进料换热器（E-31211）换热后进入苯塔，在苯塔（C-31203）中进一步分离苯和甲苯。苯、甲苯分离系统从白土罐（V-31204A/B）来的苯、甲苯馏分进入苯塔（C-31203），以分出苯和甲苯产品。塔顶气经苯塔冷凝器（E-31216）冷却后，进入苯塔回流罐（V-31206），系统中的水进入苯塔水分离罐（V-3

17、1211）。塔顶芳烃全部经苯塔回流泵（P-31209）回流入塔。苯产品自苯塔（C-31203）侧线采出，经苯产品冷却器（E-31214）冷却、经苯抽出泵（P-31208A/B）送出装置至罐区。不合格苯返回装置原料罐（T-32101）重新进行处理。甲苯产品从塔底抽出，由苯塔塔釜泵（P-31207A/B）抽出，经白土罐进料换热器（E-31210）换热，再经甲苯产品冷却器（E-31215）冷却后送出装置至罐区。不合格甲苯返回装置原料罐（T-32101）重新进行处理。萃取精馏单元主要工艺要点（1）萃取精馏塔（C-31201）设有70块浮阀塔板。塔顶压力由压力控制器通过分程控制回流罐（V-31201）通

18、氮气量与放空量进行调节。塔内蒸汽量通过控制重沸器加热蒸汽量来控制。苯塔（C-31203）共设75块浮阀塔板，塔顶压力通过分程控制回流罐（V-31206）通氮气量与放空量进行调节；塔底设再沸器（E-31213），采用2.2MPa（G）饱和蒸汽作为加热热源，加热量由再沸器出口蒸汽凝水流量进行控制。苯产品的质量和抽出板的液位由第7块板（自上而下）和第22块板（自上而下）的温差与抽出流量串级控制调节。 在白土罐（V-31204A/B）中充填着以SiO2-Al2O3为主要成份的活性白土。苯、甲苯馏分在约180下通过活性白土，不饱和化合物以黑色聚合物形式吸附在白土表面，除去了使产品苯着色的原因。由于吸附了聚合物而使白土的活性降低，可用蒸汽进行再生。白土罐（V-31204A/B）无论串联、并联、单独使用都可以。二甲苯蒸馏单元从预分馏塔（C-31104）塔底产生的XS馏分经预分馏塔釜液泵（P-31107A/B）送入二甲苯塔（C-31204）进行蒸馏。塔顶蒸汽包括少量的甲苯和一些轻质碳氢化合物（C8以下馏分），在二甲苯塔顶冷凝器（E-31218）中冷凝冷却后进入二甲苯塔回流罐（V-31208）中，由二甲苯回流泵（P-31211A/B）将部分C8以下馏分送入二甲苯塔顶作为回流，另一