1、苯加氫技術規程課件 張國富 2013-7工藝簡介粗苯加氫裝置采用焦化粗苯為原料，以生產高純度的苯、甲苯為主要產品，并副產部分二甲苯及其他組分。該裝置包括加氫精制、預分餾、萃取精餾、二甲苯蒸餾和罐區等幾個單元。粗苯經過脫重組分后取得輕苯，其副產品重組分送出裝置。輕苯在加氫精制部分經過多級蒸發后，進行兩級加氫處理（預加氫和加氫精制），反應所需的補充氫由合成氨制氫裝置提供。粗苯加氫所產生的輕質組分及H2S從產品中分離出來是利用穩定塔來實現的，并將其送往焦化廠處理。經過加氫處理后的產品，三苯餾分（BTXS）送往預蒸餾單元，在此被分成含有苯和甲苯的BT餾分和含有二甲苯的XS餾分，BT餾分送入萃取精餾單元

2、，而XS餾分送入二甲苯蒸餾單元。BT餾分中的非芳烴是在萃取精餾單元中從BT餾分中分離出來的，隨后作為非芳烴產品送往罐區；在苯塔中蒸餾分離出產品純苯、甲苯。這些產品最終送往罐區。在二甲苯塔蒸餾中，輕組分、重組分從XS餾分中分離出來，以獲得高純度二甲苯。輕組分、重組分和二甲苯分別送往罐區，作為產品出廠。加氫精制單元加氫精制單元是通過兩級加氫反應脫除粗苯原料中的雜質，主要由原料預分離系統、加氫反應系統、加氫油穩定系統、預分餾系統組成。包括脫重組分塔（C-31101）、輕苯蒸發器（E-31105AC）、預反應器（R-31101）、主反應器（R-31102）、主反應器進料加熱爐（H-31101）、穩定塔

3、（C-31102）等主要設備。原料粗苯（COLO）在反應系統處理方法如下：雜質如硫、氧、氮組份在催化劑作用下加氫裂解，不飽和的碳氫化合物也在催化劑作用下，加氫飽和轉化成BTXS作為預蒸餾單元的原料或送到罐區作為中間產品貯存。反應所需氫氣由合成氨裝置提供。脫重組分塔（C-31101）塔底設置脫重組分塔底重沸器（E-31102A/B）和強制循環的脫重組分塔底重沸器泵（P-31102A/B），熱源采用2.2MPa（G）飽和蒸汽，蒸汽凝液經脫重組分塔蒸汽凝液罐（V-31114），集中排放至裝置內公用工程單元的蒸汽凝液閃蒸罐回收利用。主要工藝要點：阻聚劑的注入 粗苯原料中含有烯烴、苯乙烯等組分，在預分離

4、工序加熱容易發生聚合。聚合物成為配管熱交換器的污染、堵塞的原因，增加壓力損失惡化傳熱；此外，聚合物送入反應器工序易引起催化劑表面結焦，加快催化劑的活性降低。 脫重組分塔（C-31101）為了防止聚合，采用減壓狀態，盡可能在較低溫度下運轉，并且再注入阻聚劑以控制烯烴、苯乙烯等不飽和烴的聚合，阻聚劑從藥劑槽(V-31109)由化學藥劑泵(P-31110)注入脫重組分塔原料預熱器(E-31101)入口和脫重組分塔頂回流罐（V-31101）進口管線處。脫重組分塔（C-31101） 脫重組分塔（C-31101）是由50塊浮閥塔構成的蒸餾塔，粗苯液體進入脫重組分塔（C-31101）的第21、25或29層（

5、自上而下）塔板。脫重組分塔（C-31101）塔頂負壓通過真空泵（X-31101A/B）出口補氣量進行調節；塔靈敏板溫度通過控制加熱蒸汽量來調節；塔釜液位通過重組分采出量控制；塔頂溫度和塔回流量串級控制。加氫反應系統流程反應原料在輕苯蒸發器（E-31105AC）中與主反應產物進行換熱后部分汽化，并在輕苯蒸發器混合器（J-31101AC）與循環氫壓縮機（K-31101A/B）來的循環氣混合，經多級蒸發后，送入蒸發塔（C-31103）由E-31106A/B再沸器進一步汽化。氣相經主反應產物/預反應進料換熱器（E-31107），與主反應產物換熱后進入預反應器（R-31101）底部，通過催化劑床層逆流向

6、上，烯烴和苯乙烯等不飽和物在高活性的NiMo催化劑的作用下進行加氫飽和。由于反應是放熱反應，進預反應器（R-31101）的溫度可通過主反應產物/預反應進料換熱器（E-31107）的量來控制，高沸點的液體由預反應器（R-31101）底部排出。預反應產物經過主反應產物/預反應產物換熱器（E-31108）換熱、主反應器進料加熱爐（H-31101）加熱后進入主反應器（R-31102）頂部。物料氣體在主反應器（R-31102）中通過CoMo催化劑床層流下，在那里進行脫硫、脫氮、脫氧和烯烴加氫等反應。主反應產物經主反應產物/預反應產物換熱器（E-31108）、主反應產物/預反應進料換熱器（E-31107）

7、、輕苯蒸發器（E-31105AC）、主反應產物/脫重組分塔進料換熱器（E-31101）、主反應產物/循環氫換熱器（E-31109）及反應產物冷卻器（E-31110）換熱、冷卻后進入高壓分離器（V-31104）進行兩相閃蒸分離。高壓分離器頂部氣體（高分氣）經過主反應產物/循環氫換熱器（E-31109）換熱后進入循環氫分液罐（V-31105），換熱目的主要是為了避免酸性氣冷凝，確保壓縮機不帶液。在預反應器（R-31101）內進行如下反應：烯烴等不飽和物的加成轉化反應： CnH2n-2+H2NiMoCnH2n C6H5C2H3+H2NiMoC6H5C2H5含硫化合物的加氫脫硫反應： CS2+4H2N

8、iMoCH4+2H2S在主反應器（R-31102）中進行如下反應：烯烴的加成反應 CnH2n+H2CoMoCnH2N+2加氫脫硫反應C4H4S+4H2CoMoC4H10+H2S加氫脫氮反應C5H5N+5H2CoMoC5H12+NH3加氫脫氧反應 C6H6O+H2CoMoC6H6+H2O副反應：芳香烴氫化反應 C6H6+3H2CoMoC6H12注水由于反應產物在冷卻過程中會有NH4Cl、NH4HS等鹽類物質析出，故在輕苯蒸發器（E-31105AC）每臺殼程入口管道和輕苯預熱器（E-31117）殼程入口處注入脫鹽水，以降低循環氫中硫化氫和氨的濃度，防止銨鹽沉積堵塞管路和設備。加氫油穩定系統流程高壓

9、分離器的液相經過減壓后，進入穩定塔（C-31102），穩定塔頂氣體經穩定塔頂冷凝器（E-31112）冷凝冷卻后進入穩定塔頂回流罐（V-31106），回流罐（V-31106）中氣體經過穩定塔頂氣冷卻器（E-3113）進一步冷卻，分離一部分冷凝的碳氫化合物，然后穩定塔頂酸性氣體排至界區，送焦化公司焦爐煤氣脫硫系統?；亓鞴蓿╒-31106）中液體經穩定塔頂回流泵（P-31106A/B）升壓后回流至穩定塔頂部，水包中積累的部分含硫污水排至全廠污水處理系統。主要工藝要點1）穩定塔底重沸器（E-31111）熱源采用2.2MPa（G）飽和蒸汽，蒸汽凝液經穩定塔凝液罐（V-31116）集中排放至裝置內公用工程

10、單元的蒸汽凝液閃蒸罐。 2）穩定塔（C-31102）共設25塊浮閥塔板，其目的是除去溶解在主反應產物液相中的H2、H2S、C5碳氫化合物等沸點比苯低的成分，以提高產品苯的純度。預蒸餾單元預蒸餾單元是通過預分餾塔（C-31104）的蒸餾作用，將加氫混合芳烴BTXS分成主要含C6、C7的BT餾分和主要含C8+ 組分的XS餾分。來自加氫精制單元穩定塔塔底（C-31102）的混合芳烴BTXS進入預分餾塔，塔頂C6、C7餾分（BT）經預分餾塔冷凝器（E-31115）冷凝冷卻后，進入預分餾塔回流罐（V-31108），經預分餾塔回流泵（P-31108A/B）部分回流入塔，部分進入萃取精餾塔進料緩沖罐（V-3

11、1118）作為萃取精餾原料作為中間產品貯存，或直接經換熱進萃取精餾塔（C-31201）；塔底C8+ 餾分（XS）去二甲苯回收單元。預蒸餾塔（C-31104）共設52塊浮閥塔板。塔頂壓力由壓力控制器通過分級控制回流罐（V-31108）通氮氣量與放空量進行調節。預蒸餾塔（C-31104）塔底設有預蒸餾塔重沸器（E-31114），采用2.2MPa（G）飽和蒸汽作為加熱熱源，塔內蒸發量通過控制加熱蒸汽量來調節。萃取精餾單元萃取精餾單元以環丁砜作為萃取溶劑，利用溶劑對原料中各組分相對揮發度影響的不同，通過精餾實現芳烴與非芳烴的分離。溶劑和原料在萃取精餾塔（C-31201）內接觸形成氣液兩相，由于溶劑與芳

12、烴的作用更強，使非芳烴富集于氣相，于塔頂排出；芳烴富集于液相并被提純，于塔底排出；富集芳烴的液相進入溶劑回收塔（C-31202），在塔內進行芳烴與溶劑的分離，溶劑循環使用。萃取精餾系統萃取精餾系統是在溶劑（環丁砜和助溶劑）作用下，實現苯、甲苯與非芳烴的分離。經預分餾塔（C-31104）分離出的BT餾分或貯存在槽區內的BT餾分進入萃取精餾塔進料緩沖罐（V-31118），經萃取精餾塔進料泵（P-31112A/B）流量控制（或由P-31108直接）送入萃取精餾塔原料/貧溶劑換熱器（E-31201），與貧溶劑換熱后，進入萃取精餾塔（C-31201）。萃取精餾塔（C-31201）進料溫度通過換熱器的貧溶

13、劑旁通量控制。貧溶劑由貧溶劑水冷器（E-31209）冷卻，并經貧溶劑過濾器（FI-31201）濾去臟物后，分別自第9塊塔板（自上而下）進入萃取精餾塔（C-31201）。調節貧溶劑的流量，維持設定的溶劑/原料比。貧溶劑入塔溫度通過貧溶劑水冷器（E-31209）的貧溶劑旁通量來控制。萃取精餾塔釜重沸器（E-31203）采用2.2MPa（G）飽和蒸汽為加熱熱源。塔頂蒸出的非芳烴蒸汽，經塔頂冷凝器（E-31204）冷凝冷卻后，流入塔頂回流罐（V-31201）?；亓鞴蓿╒-31201）設分水包以分出系統中的水，水進入助溶劑罐（V-31205）經助溶劑泵（P-31205A/B）抽出升壓后作為溶劑再生罐（V

14、-31202）的汽提水?；亓鞴蓿╒-31201）中的非芳烴，經萃取精餾塔回流泵（P-31201A/B）抽出升壓后，部分回流入塔，部分作為非芳產品，在回流罐液位與流量串級控制下送出裝置。萃取精餾塔（C-31201）塔底富溶劑由富溶劑泵（P-31202A/B）自塔釜抽出，由塔底液位和流量串級控制下進入溶劑回收塔（C-31202）進行溶劑回收。溶劑再生溶劑再生罐（V-31202）為一減壓蒸發器。溶劑再生罐（V-31202）內設的重沸器（E-31221）為內插式加熱器，采用2.2MPa（G）飽和蒸汽作為加熱熱源，加熱量由蒸汽凝水量進行調節。自貧溶劑泵（P-31203A/B）來的小股貧溶劑由流量控制閥控

15、制一定流量，進入再生罐（V-31202）進行閃蒸汽提，閃蒸汽提水自助溶劑罐（V-31205）經助溶劑泵（P-31205A/B）抽出升壓后作為溶劑再生罐（V-31202）的氣提水，罐頂蒸出的氣相直接進入溶劑回收塔，罐底殘渣不定期排出。苯、甲苯精制系統 經過萃取精餾和溶劑回收得到的苯、甲苯餾分中可能含有微量的烯烴和其它雜質，會顯著地影響到苯產品的酸洗比色和中性試驗的指標。為了去除這些微量雜質，苯、甲苯餾分需經白土處理。從白土罐進料泵（P-31206A/B）來的苯、甲苯餾分經白土罐進料換熱器（E-31210、E-31211）與自白土罐（V-31204A/B）出來的物料進行換熱，再進一步通過白土罐進料

16、加熱器（E-31212）加熱后，物料進入白土罐（V-31204A/B），脫除微量烯烴和其它雜質。白土罐加熱器（E-31212）采用2.2MPa（G）飽和蒸汽為加熱熱源，加熱量由出口溫度與蒸汽凝水量串級控制。白土罐（V-31212A/B）保持液相操作。由白土罐處理后的苯、甲苯餾分經白土罐進料換熱器（E-31211）換熱后進入苯塔，在苯塔（C-31203）中進一步分離苯和甲苯。苯、甲苯分離系統從白土罐（V-31204A/B）來的苯、甲苯餾分進入苯塔（C-31203），以分出苯和甲苯產品。塔頂氣經苯塔冷凝器（E-31216）冷卻后，進入苯塔回流罐（V-31206），系統中的水進入苯塔水分離罐（V-3

17、1211）。塔頂芳烴全部經苯塔回流泵（P-31209）回流入塔。苯產品自苯塔（C-31203）側線采出，經苯產品冷卻器（E-31214）冷卻、經苯抽出泵（P-31208A/B）送出裝置至罐區。不合格苯返回裝置原料罐（T-32101）重新進行處理。甲苯產品從塔底抽出，由苯塔塔釜泵（P-31207A/B）抽出，經白土罐進料換熱器（E-31210）換熱，再經甲苯產品冷卻器（E-31215）冷卻后送出裝置至罐區。不合格甲苯返回裝置原料罐（T-32101）重新進行處理。萃取精餾單元主要工藝要點（1）萃取精餾塔（C-31201）設有70塊浮閥塔板。塔頂壓力由壓力控制器通過分程控制回流罐（V-31201）通

18、氮氣量與放空量進行調節。塔內蒸汽量通過控制重沸器加熱蒸汽量來控制。苯塔（C-31203）共設75塊浮閥塔板，塔頂壓力通過分程控制回流罐（V-31206）通氮氣量與放空量進行調節；塔底設再沸器（E-31213），采用2.2MPa（G）飽和蒸汽作為加熱熱源，加熱量由再沸器出口蒸汽凝水流量進行控制。苯產品的質量和抽出板的液位由第7塊板（自上而下）和第22塊板（自上而下）的溫差與抽出流量串級控制調節。 在白土罐（V-31204A/B）中充填著以SiO2-Al2O3為主要成份的活性白土。苯、甲苯餾分在約180下通過活性白土，不飽和化合物以黑色聚合物形式吸附在白土表面，除去了使產品苯著色的原因。由于吸附了聚合物而使白土的活性降低，可用蒸汽進行再生。白土罐（V-31204A/B）無論串聯、并聯、單獨使用都可以。二甲苯蒸餾單元從預分餾塔（C-31104）塔底產生的XS餾分經預分餾塔釜液泵（P-31107A/B）送入二甲苯塔（C-31204）進行蒸餾。塔頂蒸汽包括少量的甲苯和一些輕質碳氫化合物（C8以下餾分），在二甲苯塔頂冷凝器（E-31218）中冷凝冷卻后進入二甲苯塔回流罐（V-31208）中，由二甲苯回流泵（P-31211A/B）將部分C8以下餾分送入二甲苯塔頂作為回流，另一