苯加氫技術(shù)規(guī)程簡(jiǎn)介課件

1、苯加氫技術(shù)規(guī)程課件 張國(guó)富 2013-7工藝簡(jiǎn)介粗苯加氫裝置采用焦化粗苯為原料，以生產(chǎn)高純度的苯、甲苯為主要產(chǎn)品，并副產(chǎn)部分二甲苯及其他組分。該裝置包括加氫精制、預(yù)分餾、萃取精餾、二甲苯蒸餾和罐區(qū)等幾個(gè)單元。粗苯經(jīng)過脫重組分后取得輕苯，其副產(chǎn)品重組分送出裝置。輕苯在加氫精制部分經(jīng)過多級(jí)蒸發(fā)后，進(jìn)行兩級(jí)加氫處理（預(yù)加氫和加氫精制），反應(yīng)所需的補(bǔ)充氫由合成氨制氫裝置提供。粗苯加氫所產(chǎn)生的輕質(zhì)組分及H2S從產(chǎn)品中分離出來(lái)是利用穩(wěn)定塔來(lái)實(shí)現(xiàn)的，并將其送往焦化廠處理。經(jīng)過加氫處理后的產(chǎn)品，三苯餾分（BTXS）送往預(yù)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(lái)的，隨后作為非芳烴產(chǎn)品送往罐區(qū)；在苯塔中蒸餾分離出產(chǎn)品純苯、甲苯。這些產(chǎn)品最終送往罐區(qū)。在二甲苯塔蒸餾中，輕組分、重組分從XS餾分中分離出來(lái)，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(qū)，作為產(chǎn)品出廠。加氫精制單元加氫精制單元是通過兩級(jí)加氫反應(yīng)脫除粗苯原料中的雜質(zhì)，主要由原料預(yù)分離系統(tǒng)、加氫反應(yīng)系統(tǒng)、加氫油穩(wěn)定系統(tǒng)、預(yù)分餾系統(tǒng)組成。包括脫重組分塔（C-31101）、輕苯蒸發(fā)器（E-31105AC）、預(yù)反應(yīng)器（R-31101）、主反應(yīng)器（R-31102）、主反應(yīng)器進(jìn)料加熱爐（H-31101）、穩(wěn)定塔

3、（C-31102）等主要設(shè)備。原料粗苯（COLO）在反應(yīng)系統(tǒng)處理方法如下：雜質(zhì)如硫、氧、氮組份在催化劑作用下加氫裂解，不飽和的碳?xì)浠衔镆苍诖呋瘎┳饔孟?，加氫飽和轉(zhuǎn)化成BTXS作為預(yù)蒸餾單元的原料或送到罐區(qū)作為中間產(chǎn)品貯存。反應(yīng)所需氫氣由合成氨裝置提供。脫重組分塔（C-31101）塔底設(shè)置脫重組分塔底重沸器（E-31102A/B）和強(qiáng)制循環(huán)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(jīng)脫重組分塔蒸汽凝液罐（V-31114），集中排放至裝置內(nèi)公用工程單元的蒸汽凝液閃蒸罐回收利用。主要工藝要點(diǎn)：阻聚劑的注入 粗苯原料中含有烯烴、苯乙烯等組分，在預(yù)分離

4、工序加熱容易發(fā)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(yīng)器工序易引起催化劑表面結(jié)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(tài)，盡可能在較低溫度下運(yùn)轉(zhuǎn)，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(xué)藥劑泵(P-31110)注入脫重組分塔原料預(yù)熱器(E-31101)入口和脫重組分塔頂回流罐（V-31101）進(jìn)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(gòu)成的蒸餾塔，粗苯液體進(jìn)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(fù)壓通過真空泵（X-31101A/B）出口補(bǔ)氣量進(jìn)行調(diào)節(jié)；塔靈敏板溫度通過控制加熱蒸汽量來(lái)調(diào)節(jié)；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(jí)控制。加氫反應(yīng)系統(tǒng)流程反應(yīng)原料在輕苯蒸發(fā)器（E-31105AC）中與主反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行換熱后部分汽化，并在輕苯蒸發(fā)器混合器（J-31101AC）與循環(huán)氫壓縮機(jī)（K-31101A/B）來(lái)的循環(huán)氣混合，經(jīng)多級(jí)蒸發(fā)后，送入蒸發(fā)塔（C-31103）由E-31106A/B再沸器進(jìn)一步汽化。氣相經(jīng)主反應(yīng)產(chǎn)物/預(yù)反應(yīng)進(jìn)料換熱器（E-31107），與主反應(yīng)產(chǎn)物換熱后進(jìn)入預(yù)反應(yīng)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(jìn)行加氫飽和。由于反應(yīng)是放熱反應(yīng)，進(jìn)預(yù)反應(yīng)器（R-31101）的溫度可通過主反應(yīng)產(chǎn)物/預(yù)反應(yīng)進(jìn)料換熱器（E-31107）的量來(lái)控制，高沸點(diǎn)的液體由預(yù)反應(yīng)器（R-31101）底部排出。預(yù)反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)過主反應(yīng)產(chǎn)物/預(yù)反應(yīng)產(chǎn)物換熱器（E-31108）換熱、主反應(yīng)器進(jìn)料加熱爐（H-31101）加熱后進(jìn)入主反應(yīng)器（R-31102）頂部。物料氣體在主反應(yīng)器（R-31102）中通過CoMo催化劑床層流下，在那里進(jìn)行脫硫、脫氮、脫氧和烯烴加氫等反應(yīng)。主反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)主反應(yīng)產(chǎn)物/預(yù)反應(yīng)產(chǎn)物換熱器（E-31108）、主反應(yīng)產(chǎn)物/預(yù)反應(yīng)進(jìn)料換熱器（E-31107）

7、、輕苯蒸發(fā)器（E-31105AC）、主反應(yīng)產(chǎn)物/脫重組分塔進(jìn)料換熱器（E-31101）、主反應(yīng)產(chǎn)物/循環(huán)氫換熱器（E-31109）及反應(yīng)產(chǎn)物冷卻器（E-31110）換熱、冷卻后進(jìn)入高壓分離器（V-31104）進(jìn)行兩相閃蒸分離。高壓分離器頂部氣體（高分氣）經(jīng)過主反應(yīng)產(chǎn)物/循環(huán)氫換熱器（E-31109）換熱后進(jìn)入循環(huán)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(jī)不帶液。在預(yù)反應(yīng)器（R-31101）內(nèi)進(jìn)行如下反應(yīng)：烯烴等不飽和物的加成轉(zhuǎn)化反應(yīng)： CnH2n-2+H2NiMoCnH2n C6H5C2H3+H2NiMoC6H5C2H5含硫化合物的加氫脫硫反應(yīng)： CS2+4H2N

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

9、分離器的液相經(jīng)過減壓后，進(jìn)入穩(wěn)定塔（C-31102），穩(wěn)定塔頂氣體經(jīng)穩(wěn)定塔頂冷凝器（E-31112）冷凝冷卻后進(jìn)入穩(wěn)定塔頂回流罐（V-31106），回流罐（V-31106）中氣體經(jīng)過穩(wěn)定塔頂氣冷卻器（E-3113）進(jìn)一步冷卻，分離一部分冷凝的碳?xì)浠衔?，然后穩(wěn)定塔頂酸性氣體排至界區(qū)，送焦化公司焦?fàn)t煤氣脫硫系統(tǒng)?；亓鞴蓿╒-31106）中液體經(jīng)穩(wěn)定塔頂回流泵（P-31106A/B）升壓后回流至穩(wěn)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(tǒng)。主要工藝要點(diǎn)1）穩(wěn)定塔底重沸器（E-31111）熱源采用2.2MPa（G）飽和蒸汽，蒸汽凝液經(jīng)穩(wěn)定塔凝液罐（V-31116）集中排放至裝置內(nèi)公用工程

10、單元的蒸汽凝液閃蒸罐。 2）穩(wěn)定塔（C-31102）共設(shè)25塊浮閥塔板，其目的是除去溶解在主反應(yīng)產(chǎn)物液相中的H2、H2S、C5碳?xì)浠衔锏确悬c(diǎn)比苯低的成分，以提高產(chǎn)品苯的純度。預(yù)蒸餾單元預(yù)蒸餾單元是通過預(yù)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(lái)自加氫精制單元穩(wěn)定塔塔底（C-31102）的混合芳烴BTXS進(jìn)入預(yù)分餾塔，塔頂C6、C7餾分（BT）經(jīng)預(yù)分餾塔冷凝器（E-31115）冷凝冷卻后，進(jìn)入預(yù)分餾塔回流罐（V-31108），經(jīng)預(yù)分餾塔回流泵（P-31108A/B）部分回流入塔，部分進(jìn)入萃取精餾塔進(jìn)料緩沖罐（V-3

11、1118）作為萃取精餾原料作為中間產(chǎn)品貯存，或直接經(jīng)換熱進(jìn)萃取精餾塔（C-31201）；塔底C8+ 餾分（XS）去二甲苯回收單元。預(yù)蒸餾塔（C-31104）共設(shè)52塊浮閥塔板。塔頂壓力由壓力控制器通過分級(jí)控制回流罐（V-31108）通氮?dú)饬颗c放空量進(jìn)行調(diào)節(jié)。預(yù)蒸餾塔（C-31104）塔底設(shè)有預(yù)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(nèi)蒸發(fā)量通過控制加熱蒸汽量來(lái)調(diào)節(jié)。萃取精餾單元萃取精餾單元以環(huán)丁砜作為萃取溶劑，利用溶劑對(duì)原料中各組分相對(duì)揮發(fā)度影響的不同，通過精餾實(shí)現(xiàn)芳烴與非芳烴的分離。溶劑和原料在萃取精餾塔（C-31201）內(nèi)接觸形成氣液兩相，由于溶劑與芳

12、烴的作用更強(qiáng)，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(jìn)入溶劑回收塔（C-31202），在塔內(nèi)進(jìn)行芳烴與溶劑的分離，溶劑循環(huán)使用。萃取精餾系統(tǒng)萃取精餾系統(tǒng)是在溶劑（環(huán)丁砜和助溶劑）作用下，實(shí)現(xiàn)苯、甲苯與非芳烴的分離。經(jīng)預(yù)分餾塔（C-31104）分離出的BT餾分或貯存在槽區(qū)內(nèi)的BT餾分進(jìn)入萃取精餾塔進(jìn)料緩沖罐（V-31118），經(jīng)萃取精餾塔進(jìn)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(jìn)入萃取精餾塔（C-31201）。萃取精餾塔（C-31201）進(jìn)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(jīng)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(jìn)入萃取精餾塔（C-31201）。調(diào)節(jié)貧溶劑的流量，維持設(shè)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(lái)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(jīng)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(shè)分水包以分出系統(tǒng)中的水，水進(jìn)入助溶劑罐（V-31205）經(jīng)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(jīng)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(chǎn)品，在回流罐液位與流量串級(jí)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(jí)控制下進(jìn)入溶劑回收塔（C-31202）進(jìn)行溶劑回收。溶劑再生溶劑再生罐（V-31202）為一減壓蒸發(fā)器。溶劑再生罐（V-31202）內(nèi)設(shè)的重沸器（E-31221）為內(nèi)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(jìn)行調(diào)節(jié)。自貧溶劑泵（P-31203A/B）來(lái)的小股貧溶劑由流量控制閥控

15、制一定流量，進(jìn)入再生罐（V-31202）進(jìn)行閃蒸汽提，閃蒸汽提水自助溶劑罐（V-31205）經(jīng)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(jìn)入溶劑回收塔，罐底殘?jiān)欢ㄆ谂懦?。苯、甲苯精制系統(tǒng) 經(jīng)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(zhì)，會(huì)顯著地影響到苯產(chǎn)品的酸洗比色和中性試驗(yàn)的指標(biāo)。為了去除這些微量雜質(zhì)，苯、甲苯餾分需經(jīng)白土處理。從白土罐進(jìn)料泵（P-31206A/B）來(lái)的苯、甲苯餾分經(jīng)白土罐進(jìn)料換熱器（E-31210、E-31211）與自白土罐（V-31204A/B）出來(lái)的物料進(jìn)行換熱，再進(jìn)一步通過白土罐進(jìn)料

16、加熱器（E-31212）加熱后，物料進(jìn)入白土罐（V-31204A/B），脫除微量烯烴和其它雜質(zhì)。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(jí)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(jīng)白土罐進(jìn)料換熱器（E-31211）換熱后進(jìn)入苯塔，在苯塔（C-31203）中進(jìn)一步分離苯和甲苯。苯、甲苯分離系統(tǒng)從白土罐（V-31204A/B）來(lái)的苯、甲苯餾分進(jìn)入苯塔（C-31203），以分出苯和甲苯產(chǎn)品。塔頂氣經(jīng)苯塔冷凝器（E-31216）冷卻后，進(jìn)入苯塔回流罐（V-31206），系統(tǒng)中的水進(jìn)入苯塔水分離罐（V-3

17、1211）。塔頂芳烴全部經(jīng)苯塔回流泵（P-31209）回流入塔。苯產(chǎn)品自苯塔（C-31203）側(cè)線采出，經(jīng)苯產(chǎn)品冷卻器（E-31214）冷卻、經(jīng)苯抽出泵（P-31208A/B）送出裝置至罐區(qū)。不合格苯返回裝置原料罐（T-32101）重新進(jìn)行處理。甲苯產(chǎn)品從塔底抽出，由苯塔塔釜泵（P-31207A/B）抽出，經(jīng)白土罐進(jìn)料換熱器（E-31210）換熱，再經(jīng)甲苯產(chǎn)品冷卻器（E-31215）冷卻后送出裝置至罐區(qū)。不合格甲苯返回裝置原料罐（T-32101）重新進(jìn)行處理。萃取精餾單元主要工藝要點(diǎn)（1）萃取精餾塔（C-31201）設(shè)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?dú)饬颗c放空量進(jìn)行調(diào)節(jié)。塔內(nèi)蒸汽量通過控制重沸器加熱蒸汽量來(lái)控制。苯塔（C-31203）共設(shè)75塊浮閥塔板，塔頂壓力通過分程控制回流罐（V-31206）通氮?dú)饬颗c放空量進(jìn)行調(diào)節(jié)；塔底設(shè)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(jìn)行控制。苯產(chǎn)品的質(zhì)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(jí)控制調(diào)節(jié)。 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(chǎn)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(jìn)行再生。白土罐（V-31204A/B）無(wú)論串聯(lián)、并聯(lián)、單獨(dú)使用都可以。二甲苯蒸餾單元從預(yù)分餾塔（C-31104）塔底產(chǎn)生的XS餾分經(jīng)預(yù)分餾塔釜液泵（P-31107A/B）送入二甲苯塔（C-31204）進(jìn)行蒸餾。塔頂蒸汽包括少量的甲苯和一些輕質(zhì)碳?xì)浠衔铮–8以下餾分），在二甲苯塔頂冷凝器（E-31218）中冷凝冷卻后進(jìn)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