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及路線進行了比較分析，介紹了國內外粗苯加氫精制工藝的方法及特點，分析了產品質量、品種、收率、能耗、投資等因素。結合實際情況，介紹了不同的粗苯加氫和萃取蒸餾工藝的特點。建設粗苯加氫裝置時，綜合考慮多方面因素，應優先選擇低溫加氫精制工藝。

關鍵詞：粗苯加氫；萃取蒸餾；工藝特點

一、粗苯加氫工藝概況

（一）美國Axens氣液兩相加氫技術，采用自行開發的兩段加氫技術。粗苯脫重組分后由高速泵提壓進入預反應器，進行液相加氫反應，容易聚合的物質，如雙烯烴、苯乙烯、二硫化碳在Ni-Mo催化劑作用下加氫變為單烯烴。由于預加氫反應為液相反應，能有效抑制雙烯烴的聚合。

預反應產物經高溫循環氫汽化后通過加熱爐加熱到主反應溫度進入主反應器，在高選擇性Co-Mo催化劑作用下進行氣相加氫反應，單烯烴經加氫生成相應的飽和烴。硫化物（主要是噻吩）、氮化物及氧化物被加氫轉化成烴類、硫化氫、水及氨，同時抑制芳烴的轉化，芳烴損失率應<0.5%。反應產物經一系列換熱后分離，液相組分經穩定塔將H、S、NH等氣體除去，塔底得到含噻吩<0.5mg/kg的加氫油。由于預反應溫度低，且為液相加氫，預反應產物靠熱氫汽化，需要大量高溫循環氫，循環氫壓縮機相對較大，且需要1臺加熱爐。

（二）德國Uhde低溫氣相加氫技術（KK法），由德國BASF公司開發，Uhde公司改進的粗苯加氫精制工藝。粗苯經高速泵提壓后與循環氫混合進入連續蒸發器，抑制了高沸點物質在換熱器及重沸器表面聚合結焦。苯蒸汽與循環氫混合物進入蒸發塔再次蒸發后，進入預反應器，容易聚合的物質，如雙烯烴、苯乙烯、二硫化碳在Ni-Mo催化劑作用下，在190～240～C加氫變為單烯烴，然后進入主反應器，在高選擇性Co-Mo催化劑作用下進行氣相加氫反應，單烯烴在此發生飽和反應形成飽和烴。硫化物（主要是噻吩）、氮化物及氧化物被加氫轉化成烴類、硫化氫、水及氨，同時抑制芳烴的轉化，芳烴損失率應<0.5%。反應產物經分離后，液相組分經穩定塔脫除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，由美國胡德利公司開發，日本旭化成公司改進的輕苯催化加氫精制技術。粗苯經預分餾塔分離為輕苯和重苯殘液，為抑制結焦，預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。輕苯經高壓泵進入蒸發器與循環氫氣混合后進入預反應器，在約6.0MPa、250～C左右、Co-Mo催化劑作用下，除去高溫時易聚合的不飽和組分（苯乙烯等），然后進入主反應器，在約6.0MPa、620clc左右、Cr20催化劑作用下進行脫硫、脫氮、脫氧和加氫脫烷基等反應，苯收率約為114%。反應產物經分離后，液相經穩定塔脫除HS、低碳烴等組分，塔底的加氫油經白土塔將一些痕量烯烴、比二甲苯沸點高的芳烴以及微量H2S吸附除去，經白土吸附后的加氫油進入苯塔。

近年來，國內在消化吸收國外同類技術基礎上，開發了國產化低溫兩段氣相催化加氫工藝技術，產品質量均能達到市場要求。

二、粗苯加氫工藝特點

（一）產品質量。高溫加氫和低溫加氫2種方法所得純苯的質量都很高。

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

（三）產品收率。Litol高溫加氫法將甲苯、二甲苯以及三甲苯都轉化為苯。對原料含苯而言，苯產率高達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，對設備和管道的材質要求很高。目前我國不銹鋼的品種、規格，尤其是耐高溫、耐高壓、抗氫腐蝕的不銹鋼品種、規格不全。一些特殊管道、管件、法蘭、閥門的用量少，品種規格多，只能成套引進。低溫加氫法溫度低，壓力低，設備和管道的材料容易解決，400-C以下CriMo即可滿足要求。國內石化系統所用材料大部分在國內解決。

（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確、靈敏，一旦出問題后果不堪設想，裝囂所需儀表和備品備件必須全套引進：低溫加氫法絕大部分儀表、閥門、管材、管件、備品、備件都可以在國內供貨。

（六）投資。Litol高溫加氫法設備、管道、儀表等材質要求高，設備結構復雜，制造難度大，硬件費用高。引進的硬件多，增加了投資。

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

（八）經濟效益。Litol高溫加氫法的優點是自產氫氣，不需外來氫源，適合在沒有氫源的地方建廠。但整體投資大，操作費用高，且循環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用。低溫加氫法生產苯、甲苯、二甲苯和非芳烴。市場適應能力強，經濟效益好。雖然增加了甲苯和二甲苯系統.但都是碳鋼材料，基建費用增加較少。循環氣體不用設獨立的脫硫裝置，H2S氣體從穩定塔頂排出直接進入煤氣管道，同焦爐煤氣一起脫硫，節省了基建投資和操作費用。

根據上述分析與比較，低溫加氫法明顯優于高溫加氫法。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和氣相加氫技術，萃取蒸餾工藝依據萃取劑的不同。又分為以環丁砜和以N-甲酞嗎啉為萃取劑的萃取蒸餾工藝。

三、結語

焦化廢水處理技術能否成功應用。主要受3個因素制約：處理效果、投資運行費用以及是否會造成二次污染。目前各種處理技術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，對現有方法有機結合來取得比較滿意的效果。同時，還要進一步研究、開發處理效果好、投資運行費用低、無二次污染、易于操作管理的新技術。

針對焦化廢水深度處理及回用技術的研究較多，但工程應用較少，主要難度是深度處理技術工業化不成熟以及投資、運行費用較高。因此，一方面應加大高級氧化技術的工業化進程，另一方面，應在鋼廠內尋找消納源.實現焦化廢水的分散式消納，從而大大降低深度處理的規模。目前國內的一些相關機構正對雜用水回用、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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