粗苯精制的工艺及综合评价
作者：佚名发布时间：1970-01-01
粗苯精制的工艺及综合评价
陈佩文 方生涛（唐山中润煤化工有限公司，唐山063611)
1 国内粗苯精制现状
焦化粗苯加工精制可获得苯、甲苯、二甲苯和重苯等多种产品。近年来一些特大型焦炉相继建成投产，焦化粗苯加工规模化、产业化、集约化已是粗苯精加工的必然趋势。我国焦炭产量已达到3.6亿吨，而我国目前的粗苯加工能力仅为65万吨，其中只有44万吨采用加氢法生产工艺，其他均采用酸洗法。粗苯加氢精制工艺能耗低、成本低、产品质量好、竞争力强，代表了粗苯加工精制的发展方向，不仅从真正意义上做到了清洁生产，而且还能使宝贵的苯资源得到充分利用，因此粗苯加氢精制工艺引起了焦化行业的广泛关注。
2 粗苯精制的主要工艺
国内粗苯精制工艺主要有酸洗法和加氢法。由于投资少、见效快，生产装置易建设，国内大多数生产装置采用这类工艺。但是酸洗工艺生产的苯纯度低，而且不能有效分离甲苯、二甲苯，生产过程中会产生大量无法处理的酸焦油，严重污染环境，产品质量和产率低，生产成本高，很难与大型精苯装置竞争，已被国家明令禁止并限期取缔。目前有实力的焦化企业和化工企业都在争取建设大型粗苯加氢装置，在建或者正在规划中的苯加氢项目不低于10套。
国外粗苯加氢精制工艺以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、德国的Uhde低温气相加氢技术为代表；高温法主要以Litol法为代表。下面就两种工艺作简要介绍。
2.1 低温法催化加氢精制工艺
低温加氢精制工艺是在低温（280～350℃ )、低压（2.4MPa)、催化剂（Co-Mo和Ni-Mo）作用下进行的催化加氢过程，将轻苯组分中的烯烃、环烷烃、含硫化合物、含氮化合物转化为相应的饱和烃，再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。低温法加氢精制主要包括三个关键单元：制纯氢（纯度大于99.9%)、催化加氢精制（预加氢和主加氢）和产品提纯过程（萃取或萃取蒸馏），工艺流程见图1。
图1 粗苯低温加氢工艺流程
2.2 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)、催化剂（Co-Mo和Cr2O3-A12O3）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，再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%)。由于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，工艺流程见图2。
图2 粗苯高温加氢工艺流程
3粗苯精制工艺的综合比较
从上面两种加氢工艺可以看出，两种加氢工艺与酸洗法相比具有明显的优势，下面就两种加氢工艺与酸洗法之间的各技术参数做综合比较，见表1。
表1 粗苯精制各工艺参数比较
|
项目 |
酸洗法 |
高温加氢法 |
低温加氢法 |
|
气相加氢（KK法） |
气液两相加氢 |
|
处理不饱和杂质 |
硫酸洗涤 |
加氢 |
加氢 |
加氢 |
|
蒸馏方式 |
简单蒸馏 |
简单蒸馏 |
N-甲酰吗啉
萃取蒸馏 |
环丁砜萃取蒸馏 |
|
催化剂 预反应器
主反应器 |
|
Co-Mo
Cr系 |
Ni-Co
Co-Mo |
Ni-Co
Co-Mo |
|
洗涤剂 |
浓硫酸、氢氧化钠 |
无 |
无 |
无 |
|
反应温度 预反应器
主反应器 |
|
260℃
620℃ |
190～210℃
280～350℃ |
80℃
320～380℃ |
|
反应压力 预反应器
主反应器 |
|
5.5MPa
5.4MPa |
2.5MPa
2.4MPa |
3.5～4.0MPa
3.4～4.0MPa |
|
纯苯质量 结晶点
全硫含量
纯 度 |
5.0～5.2℃
200～500ppm
≯99.5% |
≮5.50
＜0.5
99.95% |
≮5.50
≤0.5
99.95% |
≮5.50
≤0.5
99.95% |
|
芳烃收率 |
91% |
114% |
98% |
|
产品品种 |
苯、甲苯、二甲苯 |
苯 |
苯、甲苯、二甲苯、非芳烃 |
|
工艺污染物 |
酸焦油3%～8%
再生酸5%～6% |
无 |
无 |
4 结语
1) 酸洗工艺已经完全被市场所淘汰，尤其是面对未来的高端市场，加氢工艺替代酸洗工艺已是大势所趋。
2) 高温加氢和低温加氢具有各自的优势，且又有互补作用，企业可以根据自身的情况选择，但随着设备制造等工艺技术的提高，高温加氢可能会有更大的作为。
3) 两种低温加氢技术从工艺上来说没有太大的区别，有其自身的特点，大多数企业选择KK法加氢工艺。
4) 目前国内的加氢工艺都是以国外的加氢工艺为基础适当进行了优化，只是设计单位不同，优化的方式和方法有些差异，不过目前国内更趋向于低温加氢。
5) 由于受利益的驱动，近年来准备建设和已经建设的粗苯加氢装置可能面临粗苯原料的激烈争夺，由此可能导致原料的大幅度提价，从而压缩了粗苯加氢工艺的利润空间。同时由于中国焦化企业分布不均，导致粗苯资源的分布不均，必将影响粗苯精制的竞争。因此各地应根据实际情况，不能盲目跟风。
