苯加氢工艺流程

××××化工有限公司10万吨/年粗苯加氢精制装置工艺流程

2008年10月份

第一章工艺流程说明

1. 加氢100单元

概述

加氢100单元包括蒸发部分，反应部分，和稳定塔。

蒸发部分主要包括预蒸发器E-101A/E和带有多段蒸发器重沸器E-102A/B的多段蒸发器T-101。预反应器R-101和带有主反应器加热炉H-101的主反应器R-102构成反应部分的关键设备。

原料（焦化轻油=COLO）在反应部分进行处理，像硫、氧和氮化合物杂质，在升温和加压下经过催化剂加氢处理掉。

另外，导致形成聚合物和结焦的不饱和碳氢物，石蜡和二烯烃变成饱和。芳香烃几乎完全保存下来。

所需要的新鲜氢气由制氢单元提供。

通过换热器的特殊结构来回收热量，用反应后的出料作为一个热源。

工艺描述

焦化轻油（COLO）由罐区粗苯罐V-6101A/B/C/D，经粗苯泵送到主装置区。首先经原料过滤器F-101A/B（过滤器的作用是除掉可能在焦化轻油中存在的固体颗粒和聚合体）进入原料缓冲槽V-101，然后流到原料泵P-101A/B。经过这个泵，原料被升压到大约（g）操作压力，与从循环气压缩机C-102A/B 来的循环气体混合，通过预蒸发器的混合喷嘴J-101A进入预蒸发器E-101A中，在预蒸发器E-101A-E中原料与主反应物流逆向预热和部分蒸发，然后通过多段蒸发器重沸器的混合喷嘴J-102送到多段蒸发器的底部。

多段蒸发器底部操作压力大约是Mpa（g）（SOR,CaseB/EOR,CaseC）和操作温度大约是209℃（CaseA）到213℃（CaseC）。蒸发所需总热量是由被反应物料加热的多段蒸发器重沸器E-102A/B来提供。最底塔盘下的液体在多段蒸发器混合喷嘴J-103与从隔阻器来的蒸气混合，喷回塔内。少量的焦化轻油（大约是总原料量的10%）作为回流送入多段蒸发器的顶部。为了避免物料进一步处理的任何困难，从底部将一定量的高沸点化合物作为残油排出。残油被释放到残油闪蒸槽V-103，在大约Mpa（g）低压下轻馏分被闪蒸出以蒸气形式送回到原料缓冲槽V-101。剩余的高沸点液体通过残油泵P-105A/B送出界区。

从多段蒸发器T-101顶部出来蒸气状的物料经过蒸发加热器E-103逆向被反应物料进一步加热。然后以最低198℃（SOR,CaseA）到219℃（EOR,CaseA）送到预反应器R-101的底部。逆流而上经过催化剂床层，在活性很高的NiMo催化剂上二烯烃和苯乙烯基本上被饱和。由于是放热反应,反应器出口温度上升到大约210-230℃，这取决于催化剂使用周期和进口温度。预反应器物料的温度通过E-103由主反应器产品物料来控制。高沸点液体化合物从R-101底部抽出送到残油闪蒸槽V-103。预反应器出来的物料通过主反应器换热器E-104被主反应物料加热，然后在主反应加热炉H-101中进一步加热。主反应器顶部的进口温度在280℃（SOR,allCases）到343℃（EOR,CaseB）之间变动。

考虑到新催化剂开工，由于催化剂高活性可以将主反应器进口温度降到大约260℃。

此外，假如开工和催化剂再生时也用H-101。

在R-102，物料从上而下经过CoMo催化剂床层，发生脱硫、脱氮和烯烃饱和。由于放热反应，反应器的出口温度上升到308℃（SOR,Case B）和370℃（EOR all Cases），氢气的分压最低为(a)。

在预反应器R-101中，二硫化碳、包括少量的硫组分和聚合体像烯烃和苯乙烯形成的化合物通过在硫化过的NiMo催化剂加氢处理去掉，催化剂的活性温度范围为185-230℃。主要反应如下：烯烃和其它不饱和碳氢物的转化

环戊二烯+氢气=环戊烯烃

C5H6+H2=C5H8

环己二烯+氢气=环己烯烃

C6H8+H2=C6H10

其它二烯烃+氢气=单烯烃

CnH2n-2+H2=CnH2n

苯乙烯+氢气=乙基苯

C8H8+H2=C8H10

茚+氢气=二氢化茚

C9H8+H2=C9H10

甲基-苯乙烯+氢气=甲基-乙基苯

C9H10+H2=C9H12

硫化物的加氢

二硫化碳+氢气=甲烷+硫化氢

CS2+4H2=CH4

乙基硫醇+氢气=乙烷+硫化氢

C2H6S+H2=C2H6+H2S

预反应器物料通过主反应器R-102中专门硫化过的CoMo催化剂进行加氢处理，不饱和烯烃和相应的不饱和化合物完全反应。主要是噻吩的硫化物、氧化物和氮组分转化为碳氢物、硫化氢、水和氨。为了避免产量损失，芳香环抑制加氢。主要的反应如下：

直链烯烃和带有支链烯烃的饱和

单烯烃+氢气=烷烃

CnH2n+H2=CnH2n+2

环烯烃的饱和

单环烯烃+氢气=环烷烃

CnH2n-2+H2=CnH2n

硫化物加氢

C4H4S+4H2=C4H10+H2S

氧化物的加氢

酚+氢气=苯+水

C6H6O+H2=C6H6+ H2O

氧茚+氢气=乙基苯+水

C8H6O+3H2=C8H10+ H2O

氮化物的加氢

嘧啶+氢气=戊烷+氨

C5H5N+5H2=C5H12+NH3

吡咯+氢气=丁烷+氨

C4H5N+4H2=C4H10+NH3

甲基吡啶+氢气=己烷+氨

C6H7N+5H2=C6H14+NH3

芳香烃加氢（不希望的反应）

苯+氢气=环己烷

C6H6+3H2=C6H12

甲苯+氢气=甲基环己烷

C7H8+3H2=C7H14

乙基苯+氢气=乙基环己烷

C8H10+3H2=C8H16

其它芳香烃+氢气=其它环己烷

CnH2n-6+3H2=CnH2n

在操作周期期间，反应器R-101和R-102中催化剂活性将降低。在脱焦操作期间，利用蒸汽和空气