粗苯加氢精制工艺设计
粗苯加氢装置工艺路线方案的确定
粗苯加氢装置工艺路线方案的确定一、工艺概述：焦化粗苯的精制最早是采用酸洗法，由于该工艺存在脱硫效率低、芳烃损失高、产率低、产品质量差、生产成本高、副产酸焦油和残渣处理难度大等问题，造成了不可避免的环境污染。
随着我国有机化工高端产品的迅速发展，对原料质量的要求也越来越高，酸洗法所得的芳烃产品质量已无法满足高端化工产品生产的需求，在发达国家早已被淘汰。
我国一些企业相继开发了粗苯催化加氢精制工艺，所得焦化苯的品质已经有了很大提高，已能完全替代石油苯。
目前，国外采用的粗苯加氢精制工艺按反应温度区分有高温法（600～630℃）和低温法（320～380℃）两种。
低温法主要以美国的Axens低温气液两相加氢技术和德国的Uhde低温气相加氢技术为代表。
高温法主要以胡德利开发、日本旭化成应用于粗苯加氢的高温热裂解法生产纯苯的Litol法技术为代表。
目前粗苯精制工艺应用最多的主要有酸洗精制法和加氢精制法。
酸洗法是我国传统的粗苯加工方法，因该法具有工艺流程简单，操作灵活，设备简单，材料易得，在常温常压下运行等优点，对于中小型焦化厂仍不失为一种切实可行的粗苯精制方法，所以目前许多粗苯加工企业仍在采用。
但是这种方法与加氢法相比存在许多难以克服的致命弱点，特别是产品质量、产量和环境保护（初馏份、再生残渣、酸焦油至今无有效的治理方法）等方面更为突出。
酸洗法粗苯精制工艺与加氢法相比较有以下不足之处：（1）苯类产品产率较低、质量较差；（2）生产的酸焦油、初馏份等副产品难以综合利用，同时也难以治理；极易污染环境；（3）苯类大气污染物排放相对较大，难以控制；（4）由于生产工艺较多的的洗涤废液，因此高浓度的生产污水产生量较大。
加氢法与酸法相比，解决了酸洗法存在的问题，展现以下的优点：（1）产品质量高：产品质量高是加氢法的突出优点，尤其是含硫低，这一点从产品质量指标就可以明显看出；（2）产品收率高：粗苯在加氢过程中损失少，因工作压力高几乎没有挥发损失，只有稳定塔的尾气和少量系统外排气带出的少量损失（比酸洗法收率提高8～10%）；（3）环境效益好：加氢法工艺过程中废渣、废液产量很少，并可有效控制苯类污染物的排放；（4）经济效益好：加氢法产品质优价高，可以出口创汇，增产的非芳烃可以作为燃料销售，三苯收率增加8～10%。
苯加氢工艺
苯加氢工艺一、国外苯加氢工艺：1.1低温法粗苯催化加氢精制工艺低温加氢精制工艺是在低温( 反应温度280℃～350℃) 、低压( 2.4MPa) 和催化剂( Co-Mo 和Ni-Mo) 作用下进行的催化加氢过程, 经脱重装置后轻苯组分中的烯烃、环烷烃、含硫化合物、含氮化合物转化为相应的饱和烃, 通过萃取蒸馏法将芳烃和非芳烃分离。
通过精馏生产可以得到高质量的苯、甲苯、二甲苯等产品。
1.2高温法催化加氢精制工艺高温加氢精制工艺是在高温(620℃) 、高压( 5.5MPa) 和催化剂( Co-Mo 和Cr2O3- Al2O3) 作用下进行的气相催化两段加氢技术, 将轻苯中的烯烃、环烷烃、含硫化合物、含氮化合物转化为相应的饱和烃, 同时发生苯的同系物加氢和脱烷基反应, 通过精馏方法提取高纯度的苯产品, 达到苯的高回收率( 回收率可达114%) 。
同时值得说明的是由于用高温催化加氢脱除的烷基制氢作为氢源,不需要外界提供氢气。
1.3 美国Axens 低温气液两相加氢法粗苯经脱重组分后, 由高速泵提压进入预反应器, 进行液相加氢反应, 在此容易聚合的物质, 如双烯烃、苯乙烯、二硫化碳在有活性的Ni-Mo 催化剂作用下, 加氢变为单烯烃。
由于预加氢反应为液相反应, 可有效地抑制双烯烃的聚合。
粗苯先经脱重组分后, 轻苯加氢, 原料适应性强。
预反应器产物经高温循环氢汽化后, 再经加热炉加热到主反应温度, 进入主反应器, 在高选择性Co-Mo催化剂作用下, 进行气相加氢反应, 单烯烃经加氢生成相应的饱和烃。
硫化物主要是噻吩, 氮化物及氧化物被加氢转化成烃类、硫化氢、水及氨, 同时抑制芳烃的转化, 芳烃损失率应<0.5%。
反应产物经一系列换热后, 再经分离, 液相组分经稳定塔, 将H2S、NH3 等气体除去, 塔底得到含噻吩<0.5mg/kg 的加氢油。
由于预反应温度低, 且为液相加氢, 预反应器产物靠热氢汽化, 需要高温循环氢量大, 循环氢压缩机相对大, 且需要1 台高温循环氢加热炉。
煤化工中粗苯加氢工艺.
煤化工中粗苯加氢工艺粗苯加氢精制法是将粗苯在氢气的保护下,经多段蒸发系统后进入预反应器,在Ni 和Mo的催化剂作用下,使双烯烃、苯乙烯等加氢饱和,然后经主反应器,在Co和Mo催化剂的作用下催化加氢, 将其中的硫、氮、氧等杂质转化为H2S、NH3、H2O,并进一步使烯烃饱和而得到加氢反应油。
加氢油在汽提塔内脱除溶解的气体后,进入预蒸馏塔,将其分馏成苯-甲苯和二甲苯两种馏分。
苯-甲苯馏分作为萃取蒸馏的原料,用萃取剂N -甲酰吗琳将非芳香烃从芳香烃中脱除出来。
脱非芳香烃后的苯-甲苯馏分经汽提与溶剂分离,再经精馏得到高纯苯和纯甲苯。
萃取塔顶得到的非芳香烃经溶剂回收塔脱除聚合物后,得到非芳香烃和溶剂。
贫溶剂经再生后重复使用。
二甲苯馏分在二甲苯塔内分离成二甲苯和碳9馏分等。
2 粗苯加氢工艺粗苯预蒸馏是将粗苯分离成轻苯和重苯。
轻苯作为加氢原料,预反应器是在较低温度下(200-250℃把高温状态下易聚合的苯乙烯等同系物进行加氢反应,防止其在主反应器内聚合,使催化剂活性降低,在2个主反应器内完成加氢裂解、脱烷基、脱硫等反应。
由主反应器排出的油气经冷凝冷却系统,分离出的液体为加氢油,分离出的氢气和低分子烃类脱除H2S后,一部分送往加氢系统,一部分送往转化制氢系统制取氢气。
预反应器使用Co-Mo催化剂,主反应器使用Cr系,催化剂。
稳定塔对加氢油进行加压蒸馏,除去非芳烃和硫化氢。
白土塔利用SiO2-Al2O3为主要成分的活性白土,吸附除去少量不饱和烃。
经过白土塔净化后的加氢油,在苯塔内精馏分离出纯苯和苯残油,苯残油返回轻苯贮槽,重新进行加氢处理。
制氢系统将反应系统生成的H2和低分子烃混合循环气体通过单乙醇胺(MEA 法脱除硫化氢。
利用一氧化碳变换系统制取纯度99.9%的氢气。
不需要外来焦炉煤气制氢。
莱托法只生产纯苯,纯苯对原料中苯的收率可达110%以上,这是由于原料中的甲苯、二甲苯加氢脱烷基转化成苯造成的,总精制率91.5%,偏低。
粗苯加氢工艺
粗苯加氢工艺1粗苯加氢工艺石家庄焦化集团的粗苯加氢精制装臵由六部分组成：PSA制氢单元、粗苯预处理催化加氢单元、预蒸馏及热油单元、萃取蒸馏单元、二甲蒸馏单元、油库单元。
1．1制氢单元焦炉煤气经煤气压缩机压缩至1．7好a，在预处理单元除去气体中携带的机油及使分子筛中毒的有害组分，送至变压吸附单元。
在此，除氢气外其他组分均被吸附，得到纯度为99．5％的氢气，经缓冲槽进入脱氧、干燥工序；氢气中含有的微量氧及脱氧后产生的水在此工序除去，得到纯度为99．99％的氢气送至加氢单元，多余氢气和解吸气送回荒煤气系统。
1．2粗苯预处理和催化加氢单元粗苯经油库粗苯原料泵送入预处理塔，塔顶轻苯进入加氢缓冲槽，塔底重苯送到煤气净化分厂焦油加工。
轻苯经高速泵加压进入预蒸发器和多段蒸发器，和循环氢气混合后加热蒸发，变成蒸气后进入预反应器。
在预反应器内，双烯烃、苯乙烯、二硫化碳在催化剂Ni-Mo作用下被加氢饱和，气体混合物从预反应器顶部离去。
从预反应器顶部出来的气体混合物经反应器换热器被主反应物流加热后，再经主反应器加热炉加热到主反应器所需的入口温度(290'-'350℃)，从主反应器顶部进入，经过Co-Mo催化剂床层向下流动，在此发生原料脱硫、脱氮和烯烃饱和反应，从主反应器底部出来的加氢气体经过一系列换热最后冷却到40℃进入高压分离器。
从分离器分离出的气相作为循环气体经循环气体预热器及循环气体撞击分离器到循环气体压缩饥，被加压至2．8 MPa送至反应部分预蒸发器及循环气体加热器。
液相经加热进入稳定塔，提取出溶解在液相中的气体，气体从塔顶排出，通过管道送至焦炉煤气系统。
塔底产品加氢油从塔底排出，送到预蒸馏单元的加氢油缓冲槽。
1．3预蒸馏及导热油单元加氢油经加氢油原料泵，送到预蒸馏塔，预蒸馏塔顶BT馏份气体作为汽提塔重沸器的加热介质，空冷器冷凝多余BT馏份，冷凝后的BT 馏份收集在回流槽。
回流液由回流泵送到预蒸馏塔顶部，多余的BT馏份送到油库BT馏份槽。
年产10万吨苯加氢工艺设计毕业设计
第一章工艺设计说明书1.1概述苯加氢项目包括生产设施和生产辅助设施，主要为：制氢、加氢、预蒸馏、萃取、油库、装卸台等。
生产高纯苯、硝化级甲苯、二甲苯、非芳烃、溶剂油等。
苯、甲苯、二甲苯（简称BTX）等同属于芳香烃，是重要的基本有机化工原料，由芳烃衍生的下游产品，广泛用于三大合成材料（合成塑料、合成纤维和合成橡胶）和有机原料及各种中间体的制造。
纯苯是重要的化工原料，大量用于生产精细化工中间体和有机原料，如合成树脂、合成纤维、合成橡胶、染料、医药、农药。
它还是重要的有机溶剂。
我国纯苯的消费领域主要在化学工业，以苯为原料的化工产品主要有苯乙烯、苯酚、己内酰胺、尼龙66盐、氯化苯、硝基苯、烷基苯和顺酐等。
在炼油行业中也会用作提高汽油辛烷值的掺和剂。
甲苯是一种无色有芳香味的液体，除用于歧化生产苯和二甲苯外，其化工利用主要是生产甲苯二异氰酸脂、有机原料和少量中间体，此外作为溶剂还用于涂料、粘合剂、油墨和农药与大众息息相关的行业等方面。
国际上其主要用途是提高汽油辛烷值或用于生产苯以及二甲苯，而在我国其主要用途是化工合成和溶剂，其下游主要产品是硝基甲苯、苯甲酸、间甲酚、甲苯二异氰酸酯等，还可生产很多农药和医药中间体。
另外，甲苯具有优异的有机物溶解性能，是一种有广泛用途的有机溶剂。
二甲苯在化工方面的应用主要是生产对苯二甲酸和苯酐，作为溶剂的消费量也很大。
间二甲苯主要用于生产对苯二甲酸和间苯二腈。
焦化粗苯主要含苯、甲苯、二甲苯等芳香烃，另外还有一些不饱和化合物、含硫化合物、含氧化合物及氮化合物等杂质。
粗苯精制就是以粗苯为原料，经化学和物理等方法将上述杂质去除，以便得到可作原料使用的高纯度苯。
近年来，国内许多钢铁企业的焦化项目纷纷上马，焦化粗苯的产量迅速增加，为粗苯加氢精制提供了丰富的原料。
1.1.1项目的来源随着我国化工行业的快速发展，近年来苯下游产品产能增长较快，尤其是苯乙烯、苯酚、苯胺、环己酮等生产装置的大量建设，对苯、甲苯、二甲苯等重要的有机化工原料需求大增，而国内苯系列产品生产能力增长缓慢，不能满足市场需求，有一定的市场空间。
宝钢三期的K.K法粗苯加氢精制工艺介绍
宝钢三期的K.K法粗苯加氢精制工艺介绍1.1"K.K法粗苯加氢工艺简介”该工艺包括加氢精制、预蒸储、萃取蒸储、二甲苯蒸储和罐区等5个单元。
煤气精制厂送来的粗苯与焦油精制装置送来的脱酚轻油，首先在“加氢精制单元”中进行多级蒸发，再进行两级加氢处理，即：预加氢、主加氢净化。
该加氢所需要的补充氢气由外界供给。
粗苯加氢后所产生的轻质组分和H2S气体,靠“稳定塔”将它们分离出来，气体部分则送往“煤气精制厂”处理。
而蒸发后的残油送经“残油蒸储塔”，以获得“重质苯”、并送往“古马隆-荀树脂生产装置二经加氢后所得到的“加氢油”，即“三苯储分（BTXS）”进入“预蒸储单元”，将其中的重组分（即：XS微分）和轻组分（即：BT僧分）分离开来。
轻组分储分（BT）进入“萃取蒸储单元”，以除去非芳香燃储分，并获得苯嫌纯产品。
重组分播分（XS）进入“二甲苯蒸储单元”，以除去“轻组分”和“重组分”，并获得纯二甲苯产品。
上述所获得的非芳香烧储分、轻组分、重组分都送往“罐区单元”。
该K.K加氢技术工艺的特点有:*1对全部的粗苯进行加氢，而不是像“Litol”加氢那样需要对粗苯进行“预先分储二*2整个工艺过程的操作全部实现连续化、自动化。
*3产品的得率较高，与酸洗法精制相比，其产品得率约提高8~10虬*4氢气的消耗量比其它工艺（如：Litol法）要低。
这是因为该加氢方法中，需要氢来转化的仅仅是粗苯中的杂质。
*5该工艺方法能够深度地进行“脱硫”、“脱氧”与“脱氮”，而对苯煌产品的得率没有影响。
*6所获得的产品纯度高，而且还可根据用户的要求，分别生产出“硝化甲苯”或“纯甲苯”。
*7本工艺采用“甲酰吗琳”作为萃取蒸储的萃取溶剂，起分离非芳香燃的效果特别好。
而该溶剂的消耗量低，每年仅消耗约为500kg。
1.2“加氢单元”的工艺技术1.2.1工艺流程“加氢单元”包括粗苯蒸发、加氢反应、残油蒸储和稳定塔处理等4个系统。
加氢反应所需要的氢气由外界提高。
粗苯加氢精制工段设计毕业设计
粗苯加氢精制工段设计毕业设计一、引言在石油化工行业中，粗苯加氢精制工段被广泛应用于苯类化合物的生产过程中。
粗苯加氢精制工段的设计对于提高产品质量、提高生产效率以及降低生产成本具有重要意义。
本文将全面、详细、完整地讨论粗苯加氢精制工段设计的关键要点和技术考虑。
二、粗苯加氢精制工段的工艺流程粗苯加氢精制工段的工艺流程通常包括若干个主要的步骤，如：预处理、加氢反应、分离、产品处理等。
下面将对每个步骤进行详细探讨。
2.1 预处理在粗苯加氢精制工段设计中，预处理通常是一个关键且不可或缺的步骤。
预处理的目的是去除原料中的杂质和不纯物质，以确保后续工艺步骤的正常运行和产品质量的稳定。
预处理主要包括以下几个子步骤：1.原料净化：通过物理或化学方法去除原料中的悬浮物、溶解物和不溶性杂质。
2.硫化物去除：通过添加特定的硫化剂将硫化物转化为易分离的非挥发性硫化物，从而减少硫化物对后续工艺步骤的影响。
3.酸性物质去除：通过加入适量的酸性清洗剂去除原料中的酸性物质，以防止酸性物质对设备和催化剂的腐蚀。
2.2 加氢反应加氢反应是粗苯加氢精制工段的核心步骤之一。
在加氢反应中，粗苯会与氢气在催化剂的存在下发生反应，从而将不饱和化合物转化为饱和化合物，提高产品的纯度和稳定性。
加氢反应主要有以下几个要点：1.催化剂选择：选择适合粗苯加氢反应的催化剂，常用的催化剂有铜-锌、镍-锌等。
2.反应条件：确定适宜的反应温度、反应压力和氢气流量，以确保加氢反应的高效进行，并最大限度地提高产品的产率和品质。
3.反应器设计：根据反应条件和流程要求，设计合适的反应器类型和结构，以实现高效的气液固三相反应。
2.3 分离在加氢反应后，需要对反应产物进行分离，将目标产品从其他组分中分离出来，以便后续的产品处理和纯化。
分离步骤主要有以下几个子步骤：1.去除催化剂：通过过滤、沉淀或其他分离技术，将反应中使用的催化剂和活性剂与目标产品分离。
2.液相分离：通过蒸馏、萃取、结晶等技术，将目标产品与其他组分进行分离。
粗苯精制工艺流程
1粗苯精制生产芳香烃苯、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。
这3种原料占总原料量的比例依次为：70％、27％、3％。
以石油为原料生产芳香烃的工艺都采用加氢工艺，以焦化粗苯为原料生产芳香烃的工艺有酸洗精制法和加氢精制法。
焦化苯与石油苯生产成本相比约低1500元/t。
2007年，我国加氢苯产能约56万t/a，产量约30万t，消耗粗苯约48万t，估计2008年建成投产的苯加氢装置产能为81万t/a，累计产能达到137万t/a。
2009年建成投产的苯加氢装置产能为78万t/a，累计产能达到215万t/a。
表1.1 焦化苯与石油苯产品质量对比20世纪80年代上海宝钢从国外引进了第一套Litol法高温加氢工艺，90年代石家庄焦化厂从德国引进了第一套K.K法低温加氢工艺，1998年宝钢引进了第二套K.K法加氢工艺，还有很多企业正在筹建加氢装置。
1.1加氢原理焦化苯中芳烃含量一般大于85%（wt），而其中苯、甲苯、二甲苯又占芳烃含量的95%以上。
焦化苯精致可分为两大类：酸洗法和加氢精制法。
1.1.1酸洗法传统的粗苯加工方法，采用硫酸洗涤净化。
常温常压、流程简单、操作灵活、设备简单。
但由于不饱和化合物及硫化物在硫酸作用下，生成黑褐色的深度聚合物（酸焦油），至今无有效治理方法，另外不能有效分离甲苯、二甲苯，产品质量、产品收率无法和加氢精制相比，正逐步被取代。
1.1.2加氢精制法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。
在低温加氢中，由于加氢油中非芳烃与芳烃分离方法的不同，又分为萃取蒸馏法和溶剂萃取法。
1.1.2.1高温法高温加氢比较有代表性的工艺：由美国胡德利公司开发、日本旭化成改进的高温热裂解法生产纯苯的莱托（Litol）法技术。
在高温（600~630℃）、高压（5.5MPa）、催化剂（Co-Mo和Cr2O3-Al2O3）作用下进行气相催化两段加氢的过程，将轻苯中的烯烃、环烯烃、含硫化合物、含氮化合物转化成相应的饱和烃，同时发生苯的同系物加氢和脱烷基发应，已转化成苯与低分子烷烃，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。
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粗苯加氢精制工艺设计
粗苯是一种重要的化工原料，广泛用于生产苯乙烯、苯甲酸、邻苯二甲酸等有机化合物。
然而，粗苯中含有杂质，如硫、氮、氧等，对产品质量和生产设备都会造成影响。
因此，精制粗苯是必要的工艺环节。
本文将介绍以粗苯加氢精制的工艺设计。
一、工艺流程
以粗苯加氢精制的工艺流程主要包括三个部分：预处理、加氢精制和分离回收。
具体流程如下：
1.预处理
粗苯进入预处理装置后，通过加热蒸汽和蒸汽空气混合物使粗苯中的硫化氢、二硫化碳、氨等杂质挥发出来，并通过冷却凝结后排放。
经过预处理后的粗苯进入加氢精制装置。
2.加氢精制
加氢精制是以高压氢气为还原剂，通过加氢使粗苯中的杂质去除的过程。
加氢精制反应条件如下：
温度：120-150℃
压力：1.5-3.0MPa
氢油比：300-1000
催化剂：铜、铝、钼、钴等金属催化剂
在加氢精制过程中，杂质会被还原成硫化氢、氨等气体，通过气液分离器分离，然后通过洗涤器洗涤，最终得到精制苯。
3.分离回收
精制苯通过分馏塔进行分馏，得到苯和轻杂质。
苯进入产品收集罐，轻杂质则通过冷却凝结后排放。
二、工艺特点
以粗苯加氢精制的工艺具有以下特点：
1.精制效果好
加氢精制工艺可以有效地去除粗苯中的硫、氮、氧等杂质，使得精制后的苯产品纯度高、质量好。
2.操作简便
加氢精制过程中，催化剂的选择和操作比较简单，不需要特别复杂的设备和技术。
3.节能环保
加氢精制工艺是一种节能环保的工艺，不需要高温高压操作，可以减少能源消耗和环境污染。
4.适应性强
加氢精制工艺适用于各类粗苯，不受原料质量的限制。
三、工艺优化
为了进一步提高以粗苯加氢精制的工艺效率和产品质量，可以从以下几个方面进行优化：
1.选择优质催化剂
铜、铝、钼、钴等金属催化剂的选择会对加氢精制的效果产生影响，因此应根据不同原料的特性选择适合的催化剂。
2.控制反应条件
反应温度、压力和氢油比的控制对于加氢精制的效果有着至关重要的影响。
应根据原料特性和产品要求，合理选择反应条件进行控制。
3.采用新型技术
如采用微波或超声波等新型技术可以提高反应速率和效率，同时还能减少催化剂的使用量和废弃物的排放。
四、结语
以粗苯加氢精制的工艺设计是一项重要的化工技术，其可以有效地提高苯产品的质量和生产效率，同时还能减少能源消耗和环境污染。
未来，随着技术的不断进步和创新，加氢精制工艺将得到更加广泛的应用和发展。