【论文】粗苯精制装置精制工段优化研究.docVIP

粗苯精制装置精制工的优化研究温度压 目录 1、前言 粗苯是煤炼焦过程的副产品，其中含有苯、甲苯、二甲苯等工业原料和大量杂质，粗苯精制就是通过物理或化学方法去除这些杂质，得到高纯度的苯类产品的过程。我国传统的粗苯精制的方法是酸洗法，由于其三苯回收率低、产品质量差、环境污染严重等缺点，国家已经不再批准新上项目；加氢工艺是从国外引进的粗苯精制工艺，目前有些工艺已完全实现国产化 ，其三苯回收率高，产品质量好，对环境几乎没有影响，成为酸洗法的替代工艺，得到了大力推广。 焦化粗苯加工和分离是一个极其复杂的工艺过程，粗苯中除含有苯、甲苯、二甲苯等主要成分外，可定量的其余组分就有九十多种。焦化粗苯经初步预精馏得到的轻苯馏分中含有的不饱和化合物及硫化物的沸点与苯、甲苯的沸点相差很小，不能通过精馏法进行分离。当前脱除不饱和化合物及硫化物的主要方法有硫酸精制法和催化加氢精制法。硫酸精制法的优点是试剂便宜、过程设备简单和操作方便等，在早期的国内外焦化粗苯加工中应用十分广泛，工艺比较成熟。但是酸洗造成的芳烃损失太大，分离效率较低，所得产品质量不高，对环境造成很大污染。目前除在产企业外，此艺将被逐步淘汰。 催化加氢制法就是将其中含硫杂质经过加氢而生成相应的碳氢化合物和硫化氢，使含氮杂质氢化生成氨和碳氢化合物，含氧杂质因加氢而生成碳氢化合物和水，不饱和化合物被加氢饱和，从而达到净化的目的。由于加氢精制比酸洗精制得到的苯质量好、收率高，自50年代首先在美国、德国、日本和法国得到应用以来目前已经基本上替代了酸洗法。粗苯加氢根据操作条件不同可分为高温加氢、中温加氢、和低温加氢工艺。其中以德国鲁奇法和克鲁柏-考柏斯（K-K）法两种低温加氢工艺应用尤为广泛。 在粗苯加氢精制产物－加氢油中，沸点范围为66～99℃的饱和烃和103～120℃的不饱和烃分别与苯和甲苯形成共沸物，还有与苯、甲苯沸点十分接近的一些化合物（例如环己烷），因此采取一般的精馏方法无法将苯、甲苯精确地分离或能耗较高。而萃取精馏以其萃取剂选择范围较宽、后续分离工艺简单、能耗较少以及可实现连续操作等优点广泛地应用于苯、甲苯（BT馏分）精制工艺，目前工业上使用的萃取剂主要有环丁砜、N-甲酰吗啉(NFM)、四甘醇和N-甲基吡咯烷酮等高沸点溶剂，其中德国K-K法使用的是NFM。 2、背景分析 2.1粗苯的性质和用途 粗苯产率以干煤计约为0.9~1.1%。其中含苯及其同系物为80%~95%，不饱和化合物为5~15。主要集中于79℃以前低沸点馏分和140℃以上的高沸点馏分中，它们主要为环戊二烯、茚、古马隆以及苯乙烯等，硫化物含量为0.2~2.0%，饱和烃为0.3~2.0%。此外，粗苯中还含有来自洗油的轻馏分、荼、酚和吡啶等成分。 粗苯中主要成分是苯，是纯苯的主要来源。苯的用途很多，是有机合成的基础原料，可制成苯乙烯、苯酚、丙酮、环己烷、硝基苯、顺丁烯二酸酐等，进一步可制合成纤维、合成橡胶、合成树脂以及染料、洗涤剂、农药、医药等多种产品。甲苯、二甲苯也是有机合成的重要原料。 粗苯精制目的是得到苯、甲苯、二甲苯等产品，它们都是宝贵的基本化工原料。粗苯精制包括酸洗或加氢、精馏分离、初馏分中的环戊二烯加工以及高沸点馏分中的茚与古以隆的加工利用。 近年来随着焦化行业的发展，一些大型焦炉陆续开工，使得我国的粗苯产量有了明显提高。2006年我国焦化粗苯年产量已达到145万吨左右，这使粗苯加氢精制的原料有了可靠保障。随着国际石油价格的上涨，以石油为原料生产芳烃的成本提高，而焦化粗苯加氢工艺的产品质量已完全能替代石油苯。这使得国内大型焦化企业都把粗苯加氢精制纳入到企业的战略规划中来。所以如何选择合适的焦化粗苯加氢工艺就成了当前一些企业的首要问题。 2.2粗苯精制的原理 粗苯中主要成分为苯、甲苯、二甲苯，它们在101KPa压力下的沸点如下：苯80.1℃；间二甲苯139.1℃；甲苯110.6℃；对二甲苯138.4℃；邻二甲苯144.9℃；乙苯136.2℃。 由上述数据可见，沸点有差别，即挥发度不同，可以很容易分离出苯和甲苯、二甲苯的三种异构体和乙苯的沸点差甚小，难以利用精馏方法进行分离。 粗苯中与苯的沸点相近的有硫化物和不饱和化合物，故欲得纯苯较难。例如，噻吩和环己烷的沸点分别为84.07℃和81℃，精馏时分不开。由于以苯为原料进行催化加氢时。硫化物能使催化剂中毒，不饱和化合物在储存时能聚合或产生暗色物，在催化加工时，易使催化剂结焦。所以要求从苯中必须除掉这些杂质。由于精馏方法不能脱除苯中噻吩和不饱和化合物，所以在精馏之前采用化学净化方法。为此，可采用加入化学试剂或催化加氢，使之生成易于分离的产物，达到净化目的。粗苯是煤炼焦过程的副产品，其中含有苯、甲苯、二甲苯等工业原料和大量杂质，粗苯精制就是通过物理或化学方法去除这些杂质，得到高纯度