淺談粗苯加氫工藝

馬葉群 張立波

摘要：對粗苯加氫精制工藝技術(shù)及路線進(jìn)行了比較分析，介紹了國內(nèi)外粗苯加氫精制工藝的方法及特點(diǎn)，分析了產(chǎn)品質(zhì)量、品種、收率、能耗、投資等因素。結(jié)合實(shí)際情況，介紹了不同的粗苯加氫和萃取蒸餾工藝的特點(diǎn)。建設(shè)粗苯加氫裝置時(shí)，綜合考慮多方面因素，應(yīng)優(yōu)先選擇低溫加氫精制工藝。

關(guān)鍵詞：粗苯加氫；萃取蒸餾；工藝特點(diǎn)

一、粗苯加氫工藝概況

（一）美國Axens氣液兩相加氫技術(shù)，采用自行開發(fā)的兩段加氫技術(shù)。粗苯脫重組分后由高速泵提壓進(jìn)入預(yù)反應(yīng)器，進(jìn)行液相加氫反應(yīng)，容易聚合的物質(zhì)，如雙烯烴、苯乙烯、二硫化碳在Ni-Mo催化劑作用下加氫變?yōu)閱蜗N。由于預(yù)加氫反應(yīng)為液相反應(yīng)，能有效抑制雙烯烴的聚合。

預(yù)反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)高溫循環(huán)氫汽化后通過加熱爐加熱到主反應(yīng)溫度進(jìn)入主反應(yīng)器，在高選擇性Co-Mo催化劑作用下進(jìn)行氣相加氫反應(yīng)，單烯烴經(jīng)加氫生成相應(yīng)的飽和烴。硫化物（主要是噻吩）、氮化物及氧化物被加氫轉(zhuǎn)化成烴類、硫化氫、水及氨，同時(shí)抑制芳烴的轉(zhuǎn)化，芳烴損失率應(yīng)<0.5%。反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)一系列換熱后分離，液相組分經(jīng)穩(wěn)定塔將H、S、NH等氣體除去，塔底得到含噻吩<0.5mg/kg的加氫油。由于預(yù)反應(yīng)溫度低，且為液相加氫，預(yù)反應(yīng)產(chǎn)物靠熱氫汽化，需要大量高溫循環(huán)氫，循環(huán)氫壓縮機(jī)相對較大，且需要1臺(tái)加熱爐。

（二）德國Uhde低溫氣相加氫技術(shù)（KK法），由德國BASF公司開發(fā)，Uhde公司改進(jìn)的粗苯加氫精制工藝。粗苯經(jīng)高速泵提壓后與循環(huán)氫混合進(jìn)入連續(xù)蒸發(fā)器，抑制了高沸點(diǎn)物質(zhì)在換熱器及重沸器表面聚合結(jié)焦。苯蒸汽與循環(huán)氫混合物進(jìn)入蒸發(fā)塔再次蒸發(fā)后，進(jìn)入預(yù)反應(yīng)器，容易聚合的物質(zhì)，如雙烯烴、苯乙烯、二硫化碳在Ni-Mo催化劑作用下，在190～240～C加氫變?yōu)閱蜗N，然后進(jìn)入主反應(yīng)器，在高選擇性Co-Mo催化劑作用下進(jìn)行氣相加氫反應(yīng)，單烯烴在此發(fā)生飽和反應(yīng)形成飽和烴。硫化物（主要是噻吩）、氮化物及氧化物被加氫轉(zhuǎn)化成烴類、硫化氫、水及氨，同時(shí)抑制芳烴的轉(zhuǎn)化，芳烴損失率應(yīng)<0.5%。反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)分離后，液相組分經(jīng)穩(wěn)定塔脫除H2S、NH等氣體，塔底得到含噻吩<0.5mg/kg的加氫油。

（三）日本Litol高溫、高壓氣相加氫技術(shù)，由美國胡德利公司開發(fā)，日本旭化成公司改進(jìn)的輕苯催化加氫精制技術(shù)。粗苯經(jīng)預(yù)分餾塔分離為輕苯和重苯殘液，為抑制結(jié)焦，預(yù)分餾塔采用真空蒸餾，塔底再沸器采用降膜再沸器，并向粗苯原料中注入一定比例的阻聚劑。輕苯經(jīng)高壓泵進(jìn)入蒸發(fā)器與循環(huán)氫氣混合后進(jìn)入預(yù)反應(yīng)器，在約6.0MPa、250～C左右、Co-Mo催化劑作用下，除去高溫時(shí)易聚合的不飽和組分（苯乙烯等），然后進(jìn)入主反應(yīng)器，在約6.0MPa、620clc左右、Cr20催化劑作用下進(jìn)行脫硫、脫氮、脫氧和加氫脫烷基等反應(yīng)，苯收率約為114%。反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)分離后，液相經(jīng)穩(wěn)定塔脫除HS、低碳烴等組分，塔底的加氫油經(jīng)白土塔將一些痕量烯烴、比二甲苯沸點(diǎn)高的芳烴以及微量H2S吸附除去，經(jīng)白土吸附后的加氫油進(jìn)入苯塔。

近年來，國內(nèi)在消化吸收國外同類技術(shù)基礎(chǔ)上，開發(fā)了國產(chǎn)化低溫兩段氣相催化加氫工藝技術(shù)，產(chǎn)品質(zhì)量均能達(dá)到市場要求。

二、粗苯加氫工藝特點(diǎn)

（一）產(chǎn)品質(zhì)量。高溫加氫和低溫加氫2種方法所得純苯的質(zhì)量都很高。

（二）產(chǎn)品品種。Litol高溫加氫法只生產(chǎn)純苯。低溫加氫法生產(chǎn)高純苯、高純甲苯、混合二甲苯和非芳烴。

（三）產(chǎn)品收率。Litol高溫加氫法將甲苯、二甲苯以及三甲苯都轉(zhuǎn)化為苯。對原料含苯而言，苯產(chǎn)率高達(dá)114%。低溫加氫法三苯的收率高，對原料中的含量而言，幾乎沒有變化。苯的收率98%，甲苯的收率98%。二甲苯的收率98%。

（四）材料的選擇。Litol高溫加氫法溫度高，壓力高，還有氫腐蝕，對設(shè)備和管道的材質(zhì)要求很高。目前我國不銹鋼的品種、規(guī)格，尤其是耐高溫、耐高壓、抗氫腐蝕的不銹鋼品種、規(guī)格不全。一些特殊管道、管件、法蘭、閥門的用量少，品種規(guī)格多，只能成套引進(jìn)。低溫加氫法溫度低，壓力低，設(shè)備和管道的材料容易解決，400-C以下CriMo即可滿足要求。國內(nèi)石化系統(tǒng)所用材料大部分在國內(nèi)解決。

（五）儀表選擇。Litol高溫加氫法溫度高，壓力高。操作全靠儀表而且要求儀表必須準(zhǔn)確、靈敏，一旦出問題后果不堪設(shè)想，裝囂所需儀表和備品備件必須全套引進(jìn)：低溫加氫法絕大部分儀表、閥門、管材、管件、備品、備件都可以在國內(nèi)供貨。

（六）投資。Litol高溫加氫法設(shè)備、管道、儀表等材質(zhì)要求高，設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造難度大，硬件費(fèi)用高。引進(jìn)的硬件多，增加了投資。

（七）生產(chǎn)的危險(xiǎn)性。雖然Litol高溫加氫法和低溫加氫法的原料和產(chǎn)品都是易燃易爆的介質(zhì)，2種裝置都具有危險(xiǎn)性，但Litol法的危險(xiǎn)性比低溫法更大。

（八）經(jīng)濟(jì)效益。Litol高溫加氫法的優(yōu)點(diǎn)是自產(chǎn)氫氣，不需外來氫源，適合在沒有氫源的地方建廠。但整體投資大，操作費(fèi)用高，且循環(huán)氫在高溫高壓下有硫化氫腐蝕的問題，需要用單乙醇胺（MEA）脫硫，增加了投資和操作費(fèi)用。低溫加氫法生產(chǎn)苯、甲苯、二甲苯和非芳烴。市場適應(yīng)能力強(qiáng)，經(jīng)濟(jì)效益好。雖然增加了甲苯和二甲苯系統(tǒng).但都是碳鋼材料，基建費(fèi)用增加較少。循環(huán)氣體不用設(shè)獨(dú)立的脫硫裝置，H2S氣體從穩(wěn)定塔頂排出直接進(jìn)入煤氣管道，同焦?fàn)t煤氣一起脫硫，節(jié)省了基建投資和操作費(fèi)用。

根據(jù)上述分析與比較，低溫加氫法明顯優(yōu)于高溫加氫法。低溫加氫法由加氫精制和萃取蒸餾工藝組成，加氫精制工藝又分液相加氫技術(shù)和氣相加氫技術(shù)，萃取蒸餾工藝依據(jù)萃取劑的不同。又分為以環(huán)丁砜和以N-甲酞嗎啉為萃取劑的萃取蒸餾工藝。

三、結(jié)語

焦化廢水處理技術(shù)能否成功應(yīng)用。主要受3個(gè)因素制約：處理效果、投資運(yùn)行費(fèi)用以及是否會(huì)造成二次污染。目前各種處理技術(shù)還不能完全滿足上述要求，這就需要因地制宜地選擇適合的技術(shù)，對現(xiàn)有方法有機(jī)結(jié)合來取得比較滿意的效果。同時(shí)，還要進(jìn)一步研究、開發(fā)處理效果好、投資運(yùn)行費(fèi)用低、無二次污染、易于操作管理的新技術(shù)。

針對焦化廢水深度處理及回用技術(shù)的研究較多，但工程應(yīng)用較少，主要難度是深度處理技術(shù)工業(yè)化不成熟以及投資、運(yùn)行費(fèi)用較高。因此，一方面應(yīng)加大高級氧化技術(shù)的工業(yè)化進(jìn)程，另一方面，應(yīng)在鋼廠內(nèi)尋找消納源.實(shí)現(xiàn)焦化廢水的分散式消納，從而大大降低深度處理的規(guī)模。目前國內(nèi)的一些相關(guān)機(jī)構(gòu)正對雜用水回用、鋼渣熱炯、高爐煙氣綜合治理等方面開展研究工作，希望能為焦化廢水找到更多的消納途徑。

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