粗苯加氢项目简介

5万吨/年粗苯加氢项目工艺包及设计说明书工艺包及设计说明书5万吨/年焦化粗苯加氢精制工程项目工艺包及设计说明书xxxxxxx公司二OO七年七月六日工艺包及设计说明书1目录Tab工艺技术方案1建设投资估算2工艺包及设计提交时间3工程建设周期4公司简介及资质5公司业绩6工艺包及设计说明书21.工艺技术方案1．1．装置概况1．.1.1装置名称及装置规模装置名称;5万吨/年粗苯加氢项目50kt/a焦化粗苯加氢精制工程装置规模5万吨/年(粗苯进料)1.1.2装置的工艺路线界定工艺包及设计范围为装置边界线以内设施，主要由以下五部分组成：（1）、重芳烃的脱除（2）、低温低压加氢精制（3）、预精馏（4）、萃取蒸馏（5）、二甲苯蒸馏其中加氢精制部分中预蒸发器及连续蒸发器采用我公司与兰石合作开发的专有设备；主、预加氢反应器采用我公司开发的新型反应器;萃取蒸馏萃取剂采用我们独立开发的具有自主知识产权的新型萃取剂，目前已申报国家专利（待批），而非国内或国外专利保护的N－甲酰吗啉（NFM），环丁砜。原料组成：（1）、粗苯外观：黄色透明液体密度：（20℃）g/ml0.871～0.900馏程：180℃前馏出量wt%：不小于93序号名称原料组成（%）１WaterH2O0.07２HydrogenH20３NitrogenN20４CarbonDioxideCO20５Hydrogen-SulfideH2S0工艺包及设计说明书3６AmmoniaNH30７Carbon-DisulfideCS20.17８ThiopheneC4H4S0.64９MethaneC10１０ButaneC40.01１１ButeneC40.08１２cyclobutaneC40.12１３PentaneC50.02１４penteneC50.59１５CyclopentaneC50.69１６CyclopentadieneC50.84１７HexaneC60.02１８HexeneC60.03１９CyclohexaneC60.02２０MethylcyclopentaneMCP0.03２１BenzeneC6H665２２HeptaneC70.03２３HepteneC70.4２４MethylcyclohexaneC70.08２５cycloheptaneC70.07２６TolueneTOLU14.55２７OctaneC80.03２８OcteneC80.04２９EthylcyclohexaneC80.01３０DimethylcyclohexaneC80３１EthylbenzeneEBZN0.31３２P-XylenePXYL0.82３３M-XyleneMXYL2.01３４O-XyleneOXYL0.69３５StyreneSTYR1.23工艺包及设计说明书4３６PyridinePYRI0.55３７TrimethylcyclohexaneC90.15３８NonaneC90.08３９PropylebenzenePBZN0４０PropylcyclohexanePCH0４１TrimethylbenzeneTMBZ0.45４２Alpha-MethylstyreneAMST0.01４３DicyclopentadieneDCPD0.05４４DecaneDECA0.1４５CoumaroneHOCT0.18４６IndaneINDAN0.07４７IndeneINDE1.51４８DicyclopentaneDCPE0.00４９UndecaneUNDC0.08５０TetralinTHNP0.28５１DodecaneDDEC0.23５２NaphthaleneNPHT2.73５３ChinolinQUINOLIN0.28５４Methylnaphthalene1MNP4.56５５DiphenylDPHE0.05５６HigherBolingSULFLN0.04100.0026809说明：本数据根据2007年1月11日七台河万昌焦化＜５万吨／年焦化粗苯低温低压加氢精制工程项目＞分析数据进行了调整，提供工艺包时,以业主委托为准。（2）、氢气序号名称指标１H2≥99.9%Vol２CH4≤0.1%Vol工艺包及设计说明书5３N2平衡４TS≤2PPMwt５CO+CO2≤10PPMwt６O2≤10PPMwt７H2O≤30PPMwt８压力：0.8Mpa1.1.3产品方案及目标产品指标主产品为三种①纯苯；②甲苯；③混二甲苯．副产品为三种④抽提溶剂油；⑤重芳烃C9+；⑥C9-馏分油(1)、苯产品规格见下表项目规格方法外观澄清液体，不含沉淀及浮尘（18-250C）色度（Pt-Co计）最大20ASTMD—1209比重（15.6／15.60C0.882～0.886ASTMD—4052苯含量%不低于99．9色谱法酸洗色度最大1ASTMD—848酸度无游离酸ASTMD—847Pt凝固点,0C不低于5.40（无水）ASTMD—852总硫量,wtPPM最大0.5ASTMD—4045非芳烃含量PPM最大200ASTMD—4492甲苯含量PPM最大150ASTMD—4492CL含量PPMmax0.5碱性氮，PPM最大0.5蒸馏残余物mg/100ml不大于5铜蚀通过ASTMD—849标准号GB3405—89(2)、甲苯产品规格见下表项目规格方法博士实验通过UOP—41—74工艺包及设计说明书6色度(Pt-C0计)最大20ASTMD—1209非芳烃，wtPPM最大500ASTMD—2360甲苯含量%99．9色谱法苯，wtPPM最大300ASTMD—2360C8芳烃PPM最大500ASTMD—2360酸洗色度最大2.0ASTMD—848总氯ppm最大0.5总硫，wtPPM最大1.0ASTMD—4045比重(15.6/15.6℃)0.869－0.873ASTMD—4045酸度无游离酸ASTMD—847铜蚀通过ASTMD—849蒸馏残余物mg/100mL不大于5标准号GB3406—90(3)、混二甲苯产品规格见下表项目理化指标试验方法外观清晰透明，无不溶水及机械杂质目测颜色(铂钴比色号)不深于20GB3143密度(20℃)，kg/m3860-870GB2013馏程，℃初馏点不低于终馏点不高于总馏程范围不大于1371435GB3146总硫含量，mg/kg不大于3SH/T0253酸洗比色不大于0.7GB2012铜片腐蚀(100℃，0.5h)合格SH/T0174中性试验中性GB1816蒸发残余物，mg/100ml不大于5GB3209蒸发残余物，mg/100ml不大于5GB3209混二甲苯馏程控制指标为137℃-143℃(4)、C9-馏分油的技术要求：甲苯含量≤0.3%(Wt)工艺包及设计说明书7（5）、抽提溶剂油产品规格要求非芳烃含量≥99%(Wt)苯含量≤2%(Wt)（6）、重芳烃C9+产品规格要求C9+含量≥98%(Wt)C5－C8含量≤2%(Wt)1.1.4目标产物收率（保证指标）（1）苯收率≥99%(Wt)（2）甲苯收率≥99%(Wt)（3）二甲苯收率≥99%(Wt)(乙苯记入)。1.2．工艺原理1.2.1低温低压选择性加氢本装置以焦化粗苯、氢气为原料，通过两段低温低压选择性加氢工艺、萃取蒸馏及常规精馏生产符合国家标准及用户特殊要求的苯、甲苯、二甲苯等产品。1.2.1.1加氢加氢的目的有两个：（1）将烯烃加氢使之变为饱和烷烃，表现为目标产物溴价、酸洗比色降低、（2）将有机硫转化为无机硫，将有机氮转化为无机氮，表现为目标产物总硫、总氮降低。为了实现该目的，采用两段低温低压选择性加氢工艺。(1)一段加氢（预加氢）一段加氢的目的是将焦化苯中的烯烃加氢生成饱和烷烃，主要化学反应包括：C4=+H2===C4C5=+H2===C5C6=+H2===C6C7=+H2===C7C8=+H2===C8DiCC5==+H2===DiCC5(C6H5)CH=CH2+H2===(C6H5)CH2CH3αCH3(C6H5)CH=CH2+H2===1,2CH3(C6H5)CH2CH3工艺包及设计说明书81,3CC5==+H2===CC5(2)二段加氢（主反应）二段加氢的目的是将噻吩、二硫化碳等有机硫加氢转化为无机硫，有机氮转化为无机氮，从而可以从原料中脱除。主要化学反应为：CS2+4H2===CH4+H2SC4H4S+4H2===C4+H2SC5H5N+H2===C5+NH3从二段反应器出来的物料经一系列的热量回收后，进入稳定塔，脱除其中的轻副产物后，进入精馏系统。加氢后典型的产物组成如下表6-1所示。表6-1加氢后典型的产物组成表名称总烷烃正庚烷环己烷甲基环己烷苯甲苯乙苯间对二甲苯邻二甲苯噻吩／106芳烃保留率％质量分数％2.140.230.980.5179.1414.341.093.000.290.5899.51.2.2萃取精馏及普通精馏系统加氢后的产物是BTX组分和沸点介于其中的链烷烃和环烷烃。BTX之间的分离可以采用普通精馏的方法，但是由于烷烃与芳烃之间的沸点差较小，且某些烷烃与芳烃之间形成共沸，所以，需要用萃取精馏的方法，通过加入第三组分改变芳烃与烷烃之间的相对挥发度，使分离变得容易。1.3、焦化粗苯加氢精制简述1.3.1焦化粗苯精制技术的发展焦化粗苯的精制最早是采用酸洗法，该法只能部分脱除粗苯中的含硫化合物(主要是噻吩)和杂质，在加工过程中芳烃化合物损失较大(10％一20％)，其副产废物酸焦油和残渣尚无有效的治理方法，造成环境的污染。随着有机化学工业的迅速发展，对苯系芳烃产品的质量要求越来越高，酸洗法得到的芳烃产品已无法满足需要，在发达国家该方法早已被淘汰。二十世纪五十年代初期，美、英、德、法等国相继开发成功粗苯催化加氢精制法，所得苯的凝固点为5.2℃一5.4℃，噻吩质量分数为1×10-6—10×10-6，苯的品质还不是工艺包及设计说明书9很高。二十世纪六十年代，美国胡德利空气产品公司开发出一种高温的粗苯加氢精制法(Litol法)。该方法反应温度为600℃-630℃。Litol法除了加氢精制功能，还能将粗苯中的甲苯和二甲苯经催化脱烷基反应转化为苯，苯的质量分数达到99．9％，苯凝固点大于5.4℃，噻吩质量分数小于0.5×106，苯产品质量很高。后来由于萃取蒸馏法的开发成功，采用较低温度(小于400℃)的粗苯加氢精制法，也能得到高质量的苯、甲苯和二甲苯。目前国外粗苯加氢精制过程,以反应温度区分有高温法(600℃－630℃)与低温法(320℃－380℃)二种。Litol法(即高温法)反应温度与反应压力(6.0MPa)都很高，对设备、管道、仪表等的材质和质量要求也高，制造难度与投资极大，操作运转过程危险性相对较高，经济上也不尽合理。20世纪80年代上海宝钢引进Litol法建造了国内第一家粗苯加氢精制工厂，工艺包及催化剂为美国ABBLUMMUSCRESTINC公司提供。低温法加氢精制即Ｋ．Ｋ法，主要包括三个关键单元：混氢汽化（原为ABBlummus的专利技术，目前已公开）；催化加氢精制过程(预加氢和主加氢)；产品提纯过程(萃取蒸馏、抽提等)。低温法能得到优质的苯、甲苯和二甲苯产品，三种苯系芳烃收率为：苯98.５％、甲苯95％、二甲苯89％。该方法反应条件比较温和，反应温度为320℃一380℃，压力为3.0MPa--3.5MPa，设备和管道的材料容易解决，400℃以下CrMo钢即可满足要求。因此建厂投资较低，操作过程危险性大为降低。低温加氢法是目前相对比较理想的方法，既能得到优质的苯系列芳烃产品，又可解决环境污染问题。国外粗苯加氢精制工艺技术比较见表l6.3.2国内焦化粗苯精制技术情况介绍1994年石家庄焦化厂从德国引进一套K.K加氢精制装置，年处理粗苯能力为5万吨，经过近两年的试车及设计完善于1997年投产。采用德国BASF公司的催化剂，采用德国KRUPPKOPPERS公司的加氢精制工艺包及相关设备。目前国内全套引进粗苯加氢的装置共三个单位计四套装置。分别为：(1)、上海宝钢采用德国BASF催化剂，德国KRUPPKOPPERS的工艺包（简称K.K法）、美国Litol法各5万吨/年；(2)、石家庄焦化集团采用德