苯加氢工艺培训课件

1、质量环保部 生产芳香烃生产芳香烃- -苯、甲苯、二甲苯的主要原料是石油苯、甲苯、二甲苯的主要原料是石油催化重整的重整油、石油裂化的高温裂解汽油和焦化粗苯。催化重整的重整油、石油裂化的高温裂解汽油和焦化粗苯。这这3 3种原料占总原料量的比例依次为：种原料占总原料量的比例依次为：70%70%、27%27%、3%3%。以石。以石油为原料生产芳香烃的工艺都采用加氢工艺，以焦化粗苯为油为原料生产芳香烃的工艺都采用加氢工艺，以焦化粗苯为原料生产芳香烃的工艺有酸洗精制法和加氢精制法。酸洗法原料生产芳香烃的工艺有酸洗精制法和加氢精制法。酸洗法仍在发展中国家被大量采用，其工艺落后、产品质量低、无仍在发展中国家被

2、大量采用，其工艺落后、产品质量低、无法与石油苯竞争，而且收率低、污染严重，产生的废液很难法与石油苯竞争，而且收率低、污染严重，产生的废液很难处理。在发达国家都已采用加氢精制方法，产品可达到石油处理。在发达国家都已采用加氢精制方法，产品可达到石油苯的质量标准。国内有很多企业已建成投产或正在建设粗苯苯的质量标准。国内有很多企业已建成投产或正在建设粗苯加氢装置。加氢装置。2020世纪世纪8080年代上海宝钢从国外引进了第一套年代上海宝钢从国外引进了第一套LitolLitol法高温加氢工艺，法高温加氢工艺，9090年代石家庄焦化厂从德国引进了年代石家庄焦化厂从德国引进了第一套第一套K.KK.K法低温加

3、氢工艺，法低温加氢工艺，19981998年宝钢引进了第二套年宝钢引进了第二套K.KK.K法法加氢工艺，还有很多企业正在筹建加氢装置。随着对产品质加氢工艺，还有很多企业正在筹建加氢装置。随着对产品质量和环保的要求越来越高，粗苯加氢工艺的应用是大势所趋。量和环保的要求越来越高，粗苯加氢工艺的应用是大势所趋。 粗苯粗苯英文名：Crudebenzene,Crudebenzol危险货物编号：32051IMDG规则页码：外观与性状：黄色透明液体，有特殊臭味。本品系混合物，主要含苯约70%、甲苯约14%，二甲苯约8%和三甲苯及其他芳烃。危险性类别：第3.2类中闪点易燃液体危险货物包装标志：7包装类别：溶解性

4、：不溶于水。溶于有机溶剂。主要用途：经分馏得初馏分、苯、甲苯、二甲苯、动力苯和溶剂油等，可用作农药原料或溶剂。闪点()：-11相对密度(水=1)：0.871-0.900爆炸下限(V%)：7.45爆炸上限(V%)：1.14危险特性：遇高热、明火、氧化剂有着火、爆炸危险，有麻醉性和毒性。燃烧性：易燃呼吸系统防护：吸入高浓度蒸气能产生眩晕、头痛、恶心、神志不清等症状。其他防护：规格：（GB3059-82）加工用粗苯，沸程180前馏出量93%；溶剂用粗苯，沸程，75前馏出量3%，180前馏出量91%。馏程75-180。其他参见苯。 粗苯经脱重组分塔脱除粗苯经脱重组分塔脱除C9 C9 及以上重组分，再经

5、换热及三级及以上重组分，再经换热及三级蒸发后，进行两级加氢处理蒸发后，进行两级加氢处理( (预加氢和加氢净化预加氢和加氢净化) )，反应所需的，反应所需的补充氢由焦炉煤气补充氢由焦炉煤气PSA PSA 制氢单元提供。粗苯加氢所产生的含制氢单元提供。粗苯加氢所产生的含H2S H2S 气体经稳定塔分离出来，送出装置。经加氢处理后的产品气体经稳定塔分离出来，送出装置。经加氢处理后的产品三苯馏份三苯馏份(BTXS)(BTXS)送往萃取精馏单元，非芳烃在萃取精馏塔中从送往萃取精馏单元，非芳烃在萃取精馏塔中从BTXS BTXS 馏份中分离出来，作为非芳烃副产品送往罐区，馏份中分离出来，作为非芳烃副产品送往

6、罐区，BTXS BTXS 馏馏份经白土吸附后进入苯塔蒸馏，塔侧线分离出产品苯送往罐区。份经白土吸附后进入苯塔蒸馏，塔侧线分离出产品苯送往罐区。塔釜甲苯及二甲苯等馏份送入甲苯塔，塔顶分离出产品甲苯送塔釜甲苯及二甲苯等馏份送入甲苯塔，塔顶分离出产品甲苯送往罐区。塔釜往罐区。塔釜XS XS 馏份送入二甲苯塔，塔顶轻组分（馏份送入二甲苯塔，塔顶轻组分（C8-C8-）、塔）、塔底重组分（底重组分（C8C8）从）从XS XS 馏份中分离出来，侧线采出混合二甲馏份中分离出来，侧线采出混合二甲苯，轻组分、重组分和混合二甲苯被送往罐区。年加工粗苯苯，轻组分、重组分和混合二甲苯被送往罐区。年加工粗苯1010万吨，

7、年产纯苯万吨，年产纯苯6974469744吨左右，甲吨左右，甲1510415104吨左右，二甲苯约吨左右，二甲苯约51045104吨，另外还有重苯吨，另外还有重苯676676吨、非芳烃吨、非芳烃24162416吨、吨、C9C9及及C824C824吨。本工吨。本工艺主装置区共分为两个单元，加氢单元和萃取精馏单元。艺主装置区共分为两个单元，加氢单元和萃取精馏单元。根据不同的杂质，苯加氢工艺采用不同的方法将其去除。根据不同的杂质，苯加氢工艺采用不同的方法将其去除。 因为其沸点较高，在因为其沸点较高，在150150以上，可通过脱重组分塔简单蒸馏脱除，以上，可通过脱重组分塔简单蒸馏脱除，主要进入重苯馏分

8、。主要进入重苯馏分。CnH2n +H2 CnH2n+2 NiMo （Ni-MoNi-Mo催化剂）催化剂）反应方程式如下：反应方程式如下：通过通过主反应器脱硫主反应器脱硫反应去除。反应方程式如下：反应去除。反应方程式如下：C4H2S+4H2 C4H10+H2S CoMo （Co-MoCo-Mo催化剂）催化剂）含有不饱和键，利用含有不饱和键，利用预反应器加氢预反应器加氢生成饱和物脱除。生成饱和物脱除。 因为其沸点较高，在因为其沸点较高，在150150以上，可通过脱重组分以上，可通过脱重组分塔简单蒸馏去除，主要进入重苯馏分。塔简单蒸馏去除，主要进入重苯馏分。 通过通过主反应器脱氮主反应器脱氮反应去除

9、。反应方程式如下：反应去除。反应方程式如下：C6H7N+H2 C6H6+NH3 CoMo （Co-MoCo-Mo催化剂）催化剂）通过通过主反应器脱氧主反应器脱氧反应去除。反应方程式如下：反应去除。反应方程式如下：C6H6O+H2 C6H6+H2OCoMo （Co-MoCo-Mo催化剂）催化剂）成份H2O2N2CH4 CO CO2 C2H6 C2H4含量V%59.150.274.09 21.05 8.93 3.69 0.632.1899.99H2S924mg/Nm3C2H61.14mg/Nm3C2H44.37mg/Nm3焦油+粉尘0.4mg/Nm3萘50mg/Nm3压力：5.2Mpa温 度：环境

10、温度流 量： 1100.00Nm3/h成份成份H2N2CH4COCO2含量V%57.8916.256.4813.965.0899.98脱硫预处理 压缩干燥脱氧PSA解析气焦炉煤气产品氢气甲醇驰放气 1.1.原料预分离原料预分离 自罐区粗苯泵送来的粗苯原料经原料过滤器（FI-1101A/B）、主反应产物/脱重组分塔进料换热器（E-1101）换热（77）后进入脱重组分塔（C-1101），该塔为减压操作（0.05MPaA），粗苯原料在塔中进行轻、重组分的分离，塔顶气体（72）经脱重组分塔顶冷凝器（E-1102）冷凝冷却（43）后进入脱重组分塔顶回流罐（V-1101），不凝气和漏入系统空气经真空机组(

11、X-1101)排放至火炬系统，冷凝后的液体经脱重组分塔塔顶泵（P-1101A/B）一部分送至脱重组分塔（C-1101）顶回流，一部分送入加氢进料缓冲罐（V-1102），该罐采用氮气气封，罐中液体经加氢进料泵（P-1104A/B）送入轻苯预热器（E-1105）。塔底重苯（175）经脱重组分塔底泵（P-1103A/B）送至脱重组分塔底冷却器（E-1104A/B）冷却(90)后送往罐区。 脱重组分塔底设置脱重组分塔底重沸器（E-1103A/B）和强制循环的脱重组分塔底循环泵（P-1102A/B），热源采2.2MPa(G)饱和蒸汽，蒸汽凝液经脱重组分塔蒸汽凝液罐(V-1103)，集中排放至装置内公用工

12、程单元的蒸汽凝液收集罐（V-1305）。脱重组分塔共设50 块浮阀塔板。塔顶压力通过真空泵（XP-1101）出口补气量进行调节；重沸器管程出口温度通过控制加热蒸汽量来调节；塔釜液位通过重苯采出量控制；塔顶回流量通过流量控制。过过滤滤器器预热器预热器脱脱重重塔塔加加热热器器冷凝器冷凝器回流槽回流槽真空系统真空系统粗苯粗苯去加氢系统去加氢系统重苯去罐区重苯去罐区 反应原料在轻苯预热器（E-1105）中与主反应产物进行换热(110)后部分汽化，部分汽化的轻苯进入轻苯蒸发器（E-1106 AC）与主反应产物进行换热进一步汽化，同时在混合器（J-1101 A）中与循环氢压缩机来的循环气混合。轻苯经三级蒸

13、发后(175)，送入蒸发塔混合器（J-1102）与塔底来的物料混合后进入蒸发塔重沸器（E-1107），进一步汽化后进入蒸发塔（C-1103）；塔底热源采用2.2MPa(G)饱和蒸汽，蒸汽凝液经蒸发塔底蒸汽凝液罐(V-1105)，集中排放至装置内公用工程单元的蒸汽凝液收集罐（V-1305）。蒸发塔汽相经主反应产物/预反应进料换热器（E-1108），与主反应产物换热至反应温度（初期190、末期208）进入预反应器（R-1101）底部，通过催化剂床层逆流向上，双烯烃、苯乙烯、二硫化碳等在催化剂的作用下进行加氢脱除和饱和，由于该反应属放热反应，进入预反应器的温度可通过主反产物与预反进料换热的量来控制。

14、 在预反应器内进行如下反应：1 1）烯烃等不饱和物的加成反应。）烯烃等不饱和物的加成反应。 CnH2n+H2 CnH2n+2 C6H5C2H3+H2 C6H5C2H5 NiMo NiMo 2 2）含硫化合物的加氢脱硫反应：）含硫化合物的加氢脱硫反应： CS2+4H2 CH4+2H2S NiMo 预反应后的预反应产物经主反应产物/预反应产物换热器（E-1109）、主反应器进料加热炉（H-1101），升温至主反应温度（初期280、末期341）后进入主反应器（R-1102）顶部。物料气体通过催化剂床层流下，在此进行脱硫、脱氮和烯烃加氢反应。反应属放热反应。在主反应器进行如下反应： 。 CnH2n+H

15、2 CnH2n+2 C6H6+3H2 C6H12 CoMo CoMo 2 2）加氢脱硫反应：）加氢脱硫反应： C6H7N+H2 C6H6+NH3 CoMo 3 3）加氢脱氮反应：）加氢脱氮反应： 4 4）加氢脱氧反应：）加氢脱氧反应： 5 5）副反应，芳香烃氢化反应）副反应，芳香烃氢化反应 ： C4H2S+4H2 C4H10+H2S CoMo C6H6O+H2 C6H6+H2O CoMo 反应器R-1101 和R-1102 内的催化剂在操作周期内会因结焦等因素而失去活性，可使用蒸汽为载体和空气一起进行烧焦的方式再生，使其恢复活性。 主反应产物经E-1109、E-1108、E-1106 CA、E

16、-1105、E-1101、E-1110充分换热后、再经反应产物冷却器（E-1111AB）换热（40）后进入高压分离器（V-1106）进行三相闪蒸分离。 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E-1106AC 和E-1105 每台壳程入口管道均设有注脱盐水，根据生产过程具体情况注射脱盐水以防止铵盐结晶沉积。 高分气经主反应产物与循环气换热器（E-1110）换热（62）后进入循环气分液罐（V-1107），高分气换热主要目的是避免循环氢中酸性气及烃类物质冷凝，确保压缩机不带液。 装置加氢反应所需新氢由界外送入新氢压缩机压缩后，进入循环气分液罐（V-1107），与循环

17、氢一起，经循环氢压缩机压缩后，经混合器（J-1101A）与反应进料充分混合。 高分液经稳定塔进料/稳定塔底油换热器（E-1113）换热（127）后进入稳定塔（C-1102），高压分离器（V-1106）水相排入焦化厂焦炉煤气精制系统处理。多段蒸发器多段蒸发器预反应器预反应器加热炉加热炉主反应器主反应器预蒸发器预蒸发器预反应器预反应器进料预热器进料预热器主反应器主反应器进料预热器进料预热器循环氢气循环氢气预热器预热器粗苯预热器粗苯预热器循环氢循环氢换热器换热器主反应产物主反应产物水冷却器水冷却器气液气液分离罐分离罐新氢压缩机新氢压缩机循环氢气循环氢气压缩机压缩机高压高压分离槽分离槽 高压分离器的液

18、相经减压后经稳定塔进料/稳定塔底油换热器（E-1113换热后，进入稳定塔（C-1102），稳定塔顶气体（83）经稳定塔顶冷凝器（E-1114）冷凝（62）后进入稳定塔顶回流罐（V-1108），气体经稳定塔顶气冷却器（E-1115）进一步冷却（43），分离一部分冷凝的碳氢化合物后，稳定塔顶气（0.4MPa(G)、43）排至界区，送至焦化厂焦炉煤气精制系统。回流罐中液体经稳定塔顶回流泵（P-1105A/B）升压后回流至稳定塔顶部，水包中积累的部分含硫污水与高压分离器的含硫污水一起排至焦化厂焦炉煤气精制系统处理。 稳定塔底BTXS 馏份（164）经稳定塔进料/稳定塔底油换热器（E-1113和稳定塔底

19、油冷却器（E-1117AB）冷却（43）后送至萃取精馏单元。稳定塔底重沸器（E-1116）热源采用2.2MPa(G)饱和蒸汽，蒸汽凝液经稳定塔底蒸汽凝液罐（V-1109）集中排放至装置内公用工程单元的蒸汽凝液闪蒸罐（V-1305）。 稳定塔共设30 块浮阀塔板。塔顶压力通过酸性气外排量进行调节；塔灵敏板温度通过控制加热蒸汽量来调节；塔釜液位通过塔釜采出量控制；回流槽液位由回流量控制进行全回流。进料预热器进料预热器稳稳定定塔塔一级冷凝一级冷凝二级冷凝二级冷凝回流槽回流槽加加热热器器BTXS去萃取精馏系统去萃取精馏系统废废气气排排放放 环丁砜萃取精馏工艺是使用环丁砜作为选择性溶剂的萃取精馏工艺。此

20、工艺可用于从混合烃中提取高纯度芳香烃。加氢油BTXS 送入萃取精馏塔，在溶剂的作用下通过萃取精馏直接分离非芳烃。萃取精馏塔塔底富溶剂送入溶剂回收塔，通过减压精馏将芳烃与溶剂分离，芳烃从塔顶采出，经白土吸附后，分别经苯塔、甲苯塔、二甲苯塔分离高纯度苯、甲苯和混合二甲苯。塔底贫溶剂则送至萃取精馏塔循环使用。 萃取精馏工艺由萃取精馏和芳烃精制两部分组成。八、萃取精制部分八、萃取精制部分萃萃取取精精馏馏塔塔回回收收塔塔 贫溶剂 BTXS 非芳烃 富溶剂白白土土罐罐白白土土罐罐 BTXS至苯塔萃取精馏1、萃取精馏部分工艺说明 在芳烃萃取精馏部分，通过用萃取剂萃取精馏将高纯度的芳烃与非芳烃分离。来自萃取精

21、馏进料缓冲罐(V-1201)的C5C8 馏份经萃取塔进料/贫溶剂换热器(E-1201)与贫溶剂换热后，通过流量控制送入萃取精馏塔(C-1201)中部。来自溶剂回收塔的贫溶剂经一系列换热器回收热量后，进入贫溶剂水冷器（E-1202），控制该换热器侧流将贫溶剂温度调至115，贫溶剂通过溶剂过滤器(FI-1201)除去机械杂质后进入萃取精馏塔上部。调整贫溶剂流量，维持溶剂/进料比例。在环丁砜选择性作用下，实现芳烃与非芳的分离。萃取精馏塔顶部蒸出的非芳烃 (94,80kPaG)经萃取塔冷凝器(E-1203)冷凝，冷凝物进入萃取塔回流罐(V-1202)，少量水将从回流罐分水包中分离至回收塔水泵(P-12

22、05A/B)入口作为回收塔脱除蒸汽。非芳烃经萃取精馏塔回流泵（P-1202A/B）部分作为回流至萃取精馏塔，部分作为副产品送至罐区。萃取精馏塔底富溶剂经富溶剂泵(P-1203 A/B)经流量控制后送入溶剂回收塔(C-1202)中部。萃取精馏塔塔顶压力通过萃取塔回流罐放空气控制阀和补氮控制阀的分程控制实现。萃取塔重沸器(E-1204)热源采用2.2MPa(G)饱和蒸汽，蒸汽凝液经萃取塔蒸汽凝液罐(V-1215)，集中排放至装置内公用工程单元的蒸汽凝液收集罐（V-1305）。另外，还设计了一个中间重沸器(E-1222)以增强萃取精馏塔去除非芳烃的效果。热源采用低压蒸汽。溶剂的PH 值通过向系统中注

23、入单乙醇胺来控制。设计了消泡系统以避免萃取精馏塔起泡沫，将含有5%消泡剂的甲苯溶液注入贫溶剂中，消泡剂的量控制在13mg/kg 贫溶剂。 萃取精馏塔共设87 块浮阀塔板。塔顶压力通过萃取塔回流罐放空气量和补氮量分程控制；灵敏板温度通过贫溶剂温度串级控制，以保证芳烃纯度，将塔顶芳烃损失最小；塔釜液位通过富溶剂采出量控制；塔顶回流通过流量控制。 脱除非芳后的芳烃在回收塔(C-1202)中与贫溶剂分离，此塔在真空下操作，其真空度靠真空机组(X-1201)实现。由于溶剂与芳烃沸点相差很大，此分离非常容易进行，且能耗最小。芳烃(62,50kPaA)自塔顶蒸出，经回收塔冷凝器(E-1205)冷凝冷却(40

24、)后。进入回收塔回流罐(V-1203)，在此水与芳烃分离。水经回收塔水泵（P-1205A/B）将水自回流罐水包送入贫溶剂/汽提水换热器（E-1207），在此水被汽化后进入溶剂再生罐。芳烃通过回收塔回流泵(P-1204A/B)回流至塔顶，部分经白土罐进料泵（P-1207A/B）增压后至白土罐换热器。塔釜贫溶剂经贫溶剂泵（P-1206A/B）小部分送至溶剂再生罐(V-1214)再生，其余进行热交换后循环至萃取精馏塔。回收塔重沸器(E-1206) 热源采用2.2MPa(G)饱和蒸汽，蒸汽凝液经回收塔蒸汽凝液罐(V-1216)，集中排放至装置内公用工程单元的蒸汽凝液收集罐（V-1305）。 回收塔共设

25、34 块浮阀塔板。塔顶压力通过真空机组（X-1201）出口补气量进行调节；重沸器出口温度通过控制加热蒸汽量来调节；塔顶回流通过流量控制；回流槽液位由白土罐进料量控制。芳烃精制苯苯塔塔甲甲苯苯塔塔二二甲甲苯苯塔塔BTXS纯苯甲苯C8-二甲苯C9+TXSXS1、芳烃精制部分工艺说明 芳烃精制部分作用是通过精馏分离出纯苯、甲苯和混合二甲苯，包含白土罐(V-1205A/B)、苯塔(C-1203)、甲苯塔(C-1204)和二甲苯塔(C-1205)。白土吸附的目的是将萃取精馏后的芳烃中，可能含有痕量烯烃及其他杂质进行脱除。这些杂质可能对苯和甲苯产品的酸洗比色测试或中性测试产生负面影响，因此为除去这些痕量杂

26、质，芳烃在进入芳烃精制前先进行白土处理（为了使白土消耗量最小，白土吸附的操作条件170,1.5MPaG)。 来自萃取精馏部分的混合芳烃通过流量控制，经白土罐换热器（E-1209）与白土吸附后的混合芳烃换热，再经白土罐加热器（E-1210）中压蒸汽加热至170。进入白土罐（V-1205A/B），经过吸附处理后的混合芳烃进入苯塔(C-1203)中部。苯产品从第5 块塔盘抽出(98)，进入苯产品冷却器(E-1214)冷却，经苯产品泵送至罐区。产品流量通过第5 块塔盘和第19 块塔盘的温差进行串级控制。塔(97,70kPaG)经苯塔冷凝器(E-1213)冷凝 (50)，进入苯塔回流罐(V-1206)，少量水通过水包送至回收塔水泵(P-1205A/B)，芳烃则全部经苯塔回流泵(P-1210A/B)回流入塔。塔底甲苯和混合二甲苯(144)用泵(P-1209A/B)送入甲苯塔(C-1204)中部。塔顶压力(70kPaG)通过回流罐放空气流量和补氮量分程控制来实现。有两台重沸器为苯塔提供热量。苯塔溶剂重沸器（E-1211）使用热的贫溶剂(176)作为热源以回收贫溶剂热量。所需其余热量由苯塔重沸器（E-1212）提供，其热源采用2.2MPa(G)饱和蒸汽，蒸汽凝液经苯塔蒸汽凝液罐(V-1217)，集