粗苯加氢工艺介绍

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]：不溶于水。溶于有机溶剂。
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• [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。
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一、加氢法和酸洗法的主要区别
粗苯是从焦炉煤气中回收下来的由多种化合物组成的复杂 混合物，经过精制加工后，可得到苯、甲苯、二甲苯等宝贵的 化工原料。
焦化粗苯精制的工艺主要有酸洗精制工艺和加氢精制工艺
1.酸洗精制工艺
优点：工艺流程简单、操作灵活、设备简单、材料易得 ，在常温常压下运行等
解吸气
温度：40℃ 压力：≥0.02Mpa（G） 流量：原料气为焦炉煤气时： 流量：720.6Nm3/h 原料气为甲醇弛放气时： 流量：478.5Nm3/h
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5、流程框图
解析气
焦炉煤气
脱硫
产品氢气
干燥
甲醇驰放气
压缩 脱氧
预处理 PSA
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6、工艺说明
装置分为4个主要工艺过程：脱硫工序、压缩预处理工序、变压吸附工序和 脱氧干燥工序。 （1）脱硫工序 从界外来的焦炉煤气在压力5KPa、常温下进入脱硫器脱除硫化氢和焦油。脱 硫器内装脱硫剂，采用干法脱硫。脱硫器共1台，脱硫剂吸附饱和后一次性 更换。 （2）压缩预处理工序 脱硫后的焦炉气经压缩机增压到1.35 MPa后，经除油器除去压缩所带的油， 再进入预处理器，进一步脱除其中的烷烃、芳烃、硫化物等，得到符合变压 吸附原料气要求的净化气。预处理后的焦炉煤气进入变压吸附工序。本工序 由1台压缩机、2台预处理器、1台解吸气加热器、13台程序控制阀和一系列 手动阀组成。
成份 H2 O2 N2 CH4 CO CO2 C2H 6
含量V% 59.15 0.27 4.09 21.05 8.93 3.69 0.63
C2H4 2.18
∑ 99.99
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2、煤气中杂质的含量
煤气中杂质的含量直接影响到煤气压缩机的使 用时间和吸附剂的使用寿命，另外直接影响到 氢气的纯度。下表是煤气中对杂质含量的要求：
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2台预处理器并联操作，交替轮换使用，通过程序控制阀来实现。再生时， 解吸气经加热器加热到150℃左右对预处理器进行再生，再用常温解吸气 冷吹降温，冷吹解吸气和再生的解吸气经再生冷却器降温后进入解吸气管 网。 （3）变压吸附工序 预处理气进入变压吸附系统，获得氢纯度～99.9%的半产品气，还含有部 分氧气，需进入脱氧干燥工序除去氧气。 解吸气作为预处理工序再生气和冷吹气。 装置主程序采用5-1-3/P工艺，主要由5台吸附塔，1台解吸气缓冲罐和31 台程控阀及一些手阀组成。5-1-3/P工艺的特点是任何时刻总有1个吸附塔 处于吸附状态，进行3次均压，顺放冲洗再生。 （4）脱氧干燥工序 由PSA来的半产品气经脱氧和干燥的得到H2≥99. 9%的合格产品氢气,送出 界外.
NiMo
CnH2n +H2
CnH2n+2
（Ni-Mo催化剂）
3、含硫化合物：
通过主反应器脱硫反应去除。反应方程式如下：
CoMo
C4H2S+4H2
C4H10+H2S
（Co-Mo催化剂）
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4、吡啶类化合物：
通过主反应器脱氮反应去除。反应方程式如下：
CoMo
C6H7N+H2
C6H6+NH3
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预处理工序流程简图
预
预
处
处
理
理
塔
塔
加热器
解 吸 气 罐
分 离 器
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2）变压吸附工序
变压吸附工序由五个吸附塔组成，其中一个吸附塔始终处于进料吸附状态， 其工艺过程由吸附、三次均压降压、顺放、逆放、冲洗、三次均压升压和产品 最终升压等步骤组成，具体工艺过程如下：经过预处理后的焦炉煤气自塔底进 入吸附塔中正处于吸附工况的吸附塔，在吸附剂选择吸附的条件下一次性除去 氢以外的绝大部分杂质，获得纯度大于99.5%的粗氢气，从塔顶排出送净化序
压力：5.2Mpa 温 度：环境温度 流 量： 1100.00Nm3/h
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4、产品氢气及解析气
产品氢气
组成：H2≥99.9(v%)，O2≤10PPmv，CO+CO2≤10PPm ，全硫≤0.5PPmwt， H2O含量≤30ppm，NH3-N：0.5mg/Nm3，氯：0.1mg/ Nm3 产品压力：≥1.2MPa（G） 温度：≤40℃ 流量： ≥600Nm3/h，
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四、去除杂质的方法
根据不同的杂质，苯加氢工艺采用不同的方法将其去除。
1、苯烃类化合物：
因为其沸点较高，在150℃以上，可通过脱重组分塔简单蒸馏脱除
，主要进入重苯馏分。
2、不饱和化合物： 含有不饱和键，利用预反应器加氢生成饱和物脱除。
反应方程式如下：
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项目
处理不饱和杂质 蒸馏方式 催化剂 预反应器 主反应器 洗涤剂 反应温度 预反应器 主反应器 反应压力 预反应器 主反应器 纯苯质量 结晶点℃ 全硫ppm 纯度%wt 产品品种
工艺污染物
酸洗法 硫酸洗涤 简单蒸馏
浓硫酸、氢氧化钠
35～45℃
0.2～0.4Mpa 5.0～5.2 200～500 99.9
（Co-Mo催化剂）
5、酚类化合物：
通过主反应器脱氧反应去除。反应方程式如下：
CoMo
C6H6O+H2
C6H6+H2O
6、其它化合物：
（Co-Mo催化剂）
因为其沸点较高，在150℃以上，可通过脱重组分 塔简单蒸馏去除，主要进入重苯馏分。
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五、氢气的来源
1、概述：
宁夏宝丰粗苯加氢装置氢气是由焦炉煤气和甲醇驰放气 采用变压吸附工艺分离提纯，由于焦炉煤气组成复杂且 产品氢纯度要求高，因而本装置工艺流程由压缩工序、 预处理工序、变压吸附工序、脱氧工序组成。制氢装置 的煤气消耗为1322Nm3/h，最大产氢能力为 600Nm3/h，煤气的组成如下表：
缺点：酸性聚合物不易处理、环境保护差 、产品得率低、产品质量差等
2.加氢精制工艺
解决了传统酸洗精制工艺所难以解决的酸焦油问题，同时苯 损失最少，产品质量有了突破性的提高。
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3.粗苯加氢精制原理
粗苯加氢根据其催化加氢反应温度不同可分为高温加氢和低温 加氢。高温催化加氢的典型工艺是Litol工艺，在温度为600650℃，压力6.0MPa条件下进行催化加氢反应。主要进行加氢脱 除不饱和烃；加氢脱烷基，把苯的同系物最终转化为苯和低分子 烷烃。故高温加氢的产品只有苯，没有甲苯和二甲苯，另外还要 进行脱硫、脱氮、脱氧的反应，脱除原料有机物中的S、N、O， 转化成H2S、NH3、H2O的形式除去，对加氢油的处理可采用一 般精馏方法，最终得到苯产品。 低温催化加氢的典型工艺是萃取蒸馏加氢(K.K法)和溶剂萃取加氢 。在温度为300-370℃，压力2.5-3.0MPa条件下进行催化加氢 反应。主要进行加氢脱除不饱和烃，使之转化为饱和烃；另外还 要进行脱硫、脱氮、脱氧反应，与高温加氢类似，转化成H2S、 NH3、H2O的形式。但由于加氢温度低，故一般不发生加氢脱烷 基的深度加氢反应。因此低温加氢的产品有苯、甲苯、二甲苯。 对于加氢油的处理，萃取蒸馏低温加氢工艺采用萃取精馏方法， 把非芳烃与芳烃分离开，本装置使用的萃取剂是环丁砜。芳烃之 间的分离可用一般精馏方法实现，最终得到苯、甲苯、二甲苯。
预处理系统由一台甲醇分离器、两台预处理塔、一台加热器组成。预处理 塔共有两台，其中一台处于吸附脱油、脱萘状态，一台处于再生状态。当预处 理塔吸附焦油和萘饱和即切入再生过程，预处理塔的再生步骤如下： a)降压过程（简称逆放）
预处理塔逆着吸附方向卸压，气体排至火炬系统。 b)加热脱附杂质（简称加热）
用PSA工序副产的解吸气经加热至120-140 ℃后逆着吸附方向吹扫吸附层 ，使萘、焦油、NH3、H2S及其它芳香族化合物在加温状态下得以脱附， 再生后的解吸气排至火炬系统。 C)冷却吸附剂（简称冷却） 脱附完毕后，停止加热再生气，继续用常温再生气逆着吸附方向吹扫吸附床 层，使之冷却到吸附温度，吹冷后的解吸气排至火炬系统。 d)升压过程（简称升压） 用经吸附过的净化煤气逆着吸附方向将预处理塔加压至吸附 压力，至此预处理塔开始又一轮吸附。
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。
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粗苯中各组分的含量根据炼焦煤性质及其炼焦时工艺 条件的不同有较大波动。
其有效成分为苯、甲苯、二甲苯（包括邻二甲苯、对 二甲苯、间二甲苯、乙苯），总含量约在85-90%，另外 还有C4～C7非芳烃、C8～C9非芳烃等。
≮99.95 苯 无
可 在上 如述 下几 表种 中苯 进加 行工 比技 较术 ：特
点
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二、粗苯中的有效成 分
• 粗苯
• [英文名]：Crudebenzene,Crudebenzol • [危险货物编号]：32051 • [IMDG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
苯、甲苯、二甲苯
酸焦油、再生酸
低温加氢法（K.K）
加氢 萃取蒸馏法
高温加氢法Litol
加氢 简单蒸馏
NiMo CoMo
CoMo Cr系
190~210℃ 300~380℃