粗苯的加氢精制(8)

2019-04-21 13:36

别吸附水分、CO、CO2与CH4。

活性氧化铝为白色、无定形固体;活性炭为黑色、无定形固体;分子筛为淡棕黄色、园柱条状形固体。

该3种吸附剂的使用寿命很长,一般不会失效。仅仅是会发生粉化,故需要定期进行“筛分”,除去粉末、并适量补充,以满足生产需要。

5.宝钢三期的K.K法粗苯加氢精制

5.1 “K.K法粗苯加氢工艺简介”

该工艺包括加氢精制、预蒸馏、萃取蒸馏、二甲苯蒸馏和罐区等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“残油蒸馏塔”,以获得“重质苯”、并送往“古马隆-茚树脂生产装置”。

经加氢后所得到的“加氢油”,即“三苯馏分(BTXS)”进入“预蒸馏单元”,将其中的重组分(即:XS馏分)和轻组分(即:BT馏分)分离开来。

轻组分馏分(BT)进入“萃取蒸馏单元”,以除去非芳香烃馏分,并获得苯烃纯产品。

重组分馏分(XS)进入“二甲苯蒸馏单元”,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烃馏分、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“预先分馏”。

*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%。 *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”,而对苯烃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“甲酰吗啉”作为萃取蒸馏的萃取溶剂,起分离非芳香烃的效果特别好。而该溶剂的消耗量低,每年仅消耗约为500kg。 5.2 “加氢单元”的工艺技术 5.2.1 工艺流程

“加氢单元”包括粗苯蒸发、加氢反应、残油蒸馏和稳定塔处理等4个系统。加氢反应所需要的氢气由外界提高。 (1)粗苯蒸发系统——

从“槽区”来的原料(COLO),先经“粗苯过滤器”、再经“粗苯中间槽”、原料泵升压到所要求的操作压力,即:在开始运转(SOR)时,该压力约为3030kPa;后期运转(EOR)时,此时的压力约为3420kPa。已升压的粗苯进入“预蒸发器”(实际上是热交换器3E-6101A~E),在此与主反应器的高温反应物进行热交换,粗苯的温度提高并部分汽化,然后通过“混合喷嘴”,在此与氢气压缩机送来的循环氢气相混合。经“混合喷嘴”后的温度为177℃/183℃(SOR/EOR)的混合气体进入“蒸发器”的底部。

该蒸发器实际上是个蒸馏塔,器底的压力约为2960/3320kPa(SOR/EOR),温度约为184/190℃(SOR/EOR);器底有重沸器(实际上为换热器3E-6102A/B),以提供塔内蒸发所需要的热量。器底的高沸点残油排出去“残油蒸馏塔”,而“残油

蒸馏塔”塔顶获得的部分产品又送回到该蒸发器的器顶作回流。 (2)加氢反应系统——

从上述“蒸发器”顶部出来的油气,先经“预反应器热交换器”(3E-6103)与主反应器来的反应物进行热交换,油气的温度升到190/228℃(SOR/EOR)后进入“预反应器”的底部,向上通过器内的催化剂床层;在此,油气中的烯烃与苯乙烯等不饱和化合物在高活性Ni-Mo系催化剂的作用下加氢饱和。由于烯烃的加成反应是放热反应,故预反应器内的温度升高到202/240℃(SOR/EOR),该温度靠“预反应器热交换器”的主反应器的反应物量来加以控制的。“预反应器”底部的高沸点液体也排往残油蒸馏塔系统。

从“预反应器”顶部出来的油气,再经主反应器热交换器(3E-6104)、加热炉进一步加热后入“主反应器”,其加热炉出口的油气温度要求使主反应器内部的第二层温度在280/341℃(SOR/EOR)。如果为新催化剂,此时的催化剂活性较高,故应降低进入反应器的油气温度,一般控制在260℃左右。

加热升温了的油气从“主反应器”的顶部进入,经器内的催化剂床层,在此进行脱硫、脱氮、脱氧与烯烃加成等反应。由于这些反应也是放热反应,故出口处的气体温度升高到310/370℃,其压力约为1800kPa。

该主反应器内的催化剂在操作过程中,会因结焦等因素而失去活性,这时,可以使用蒸汽为载体和空气一起进行烧焦的方式来再生,使其恢复活性。

主反应器出来的气体,依次经过热交换器3E-6104、3E-6103、3E-6102A/B、3E-6101A~E,使其温度降低。由于在此冷却过程中会有铵盐(NH4Cl、NH4HS等)物质析出,因此需要用“冷凝液缓冲槽”的纯水,经冷凝液喷射泵注入到该换热器系统中去,以溶解这些析出物。然后,气体再经“预热交换器”(3E-6105)、反应产品冷却器(3E-6106A~C)进一步冷却到40℃后进入气液分离器(3V-6102)。在此分离出的注入积水定期排往废水处理系统。

上述分离出来的气体作为循环气体,再经过“分离气体热交换器”(3E-6105)、中间气罐,进入循环气体压缩机。在此设置分离气体热交换器的目的是确保进入压缩机的气体一定为干气体,绝对无冷凝液产生,以免使酸性气体在此冷凝或吸收下来而发生腐蚀。

压缩后的气体压力为3040/3430kPa(SOR/EOR)。循环气体再返回反应系统,并从此循环气体中抽出一部分放散,以除去惰性气体。

整个加氢装置的反应所需要的补充氢气由补充氢气压缩机提供,该机机后的压力为2490kPa,它进入到循环氢气压缩机的入口处。整个反应系统的操作压力靠补充氢气的数量和补充氢气压缩机、气液分离器(3V-6102)的操作压力为2500kPa来加以控制。

经过气液分离器(3V-6102)分离出来的液体碳氢化合物,经“稳定塔预热器”(3E-6107A~C)加热到约127℃后进入“稳定塔”(3C-6102)。 (3)“稳定塔”处理系统——

“稳定塔”的塔顶操作压力为560kPa、相应的温度为92℃;塔底操作压力为580kPa\\相应的温度为156℃。

该塔的热量由塔底的重沸器提供,采用低压蒸汽作为热源。溶解于油分中的气体与部分油品气体从稳定塔的塔顶逸出,经冷凝冷却到65℃,入回流槽(3V-6106)。在此回流槽处分离出的气体,再经废气冷却器进一步冷却,获得一部分碳氢化合物;最后,该稳定塔废气排入到废气处理系统。

从稳定塔回流槽分离出来的液体,用回流泵打回到稳定塔的塔顶作回流。而该回流槽中的积水,定期排往废水处理系统。

稳定塔的塔底产物即为BTXS馏分,它从塔底排出,经“预热交换器”(3E-6107A~C)、“反应物冷却器”最终冷却后进入后续工序“预蒸馏单元”的BTXS反应物中间槽。

(4)残油蒸馏系统——

从“蒸发器”来的器底产物直接进入本系统的“残油蒸馏塔”。该塔在真空条件下进行操作。塔顶轻组分油气经过冷凝冷却器冷凝后流入回流槽。从该回流槽用回流泵抽出一部分送回到“残油蒸馏塔”的塔顶作回流;另外部分则用泵送到“蒸发器”(3C-6101)去。

“残油蒸馏塔”塔底残油,实际上为重苯,主要含有氧茚、茚、萘等,用泵排送到界区之外进一步加工。该塔塔底靠重沸器供热,以高压蒸汽作为热源。

整个残油蒸馏系统的真空度,靠真空单元(3X-6101)的液环真空泵提供。“真空单元”的冷却采用水冷却,而真空泵的密封液则采用苯加氢装置自身生产的“重组分”。

5.2.2 主要设备的功用及其特点 (1)粗苯过滤器—— (2)粗苯中间槽—— (3)预蒸发器——

粗苯在此器中进行预热、并部分蒸发,为了防止器内加热管壁面被聚合物堵塞,在预热器内还设立了特殊的混合喷嘴(3J-6101A~E),靠这些喷嘴输送大量的循环液体,这样就可保证管的传热表面不被堵塞物粘附,并提高传热效果。

换热器的管束呈垂直安装。在换热器内的气/液流动呈对称分布。如果管子被堵塞,阻力立即上升,传热效果变差。此时,就应仃运清扫管束。 (4)蒸发器——

原料在适当的温度下与循环氢气混合,在该蒸发器内尽量要全部蒸发,但总是有一部分尚未蒸发而残留在器底。该残油排往“残油蒸馏塔”处理。其实,该残油就是粗苯中的一些“重组分”,也是必须要分离出来的。如果这部分“重组分”也带入后工序,那么会对加氢反应工序带来不利的影响。


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