芳烴合成裝置的工藝研究

(營口職業技術學院，遼寧營口，115000)

1 裝置情況簡介

連續芳烴合成裝置以石腦油為原材料，生產輕異構化生成油、非芳烴、苯、甲苯、鄰二甲苯、混合二甲苯、C9、C10芳烴和重芳烴，并副產氫氣及液化氣。

芳烴合成裝置由六個單元組成。預處理部分采用先通入H2后進行分餾，預分餾和蒸發同時進行的工藝方案，并設汽提塔為異構化裝置提供原材料。重整部分采用UOP第三代超低壓連續重整工藝技術。預加氫催化劑采用的是HYT-1119加氫催化劑，重整催化劑是UOP最新一代的R-254催化劑。

在節能降耗方面，預加氫進料換熱器采用雙殼換熱器，重整進料換熱器采用焊板式換熱器以提高傳熱效率和降低壓降，采用多流路，減少壓降，選用高效率泵和電機，以節省能量，裝置需冷卻的物料盡量選用空冷，以節省用水，采用熱進料流程，設置加熱爐煙氣余熱回收系統。

2 工藝原理

催化重整是指原料結構的重新整合，是工業上環烷烴和烷烴脫氫、環化、異構化以及生產芳香烴的工藝流程。

2.1 預處理反應

除加氫裂化石腦油外，所有的催化重整進料組分，都必須進行預加氫處理。它包括除氧、預加氫、脫氯和預分餾。

2.1.1 除氧

在預加氫單元進料前設置除氧塔，防止溶解氧與原料中的烯烴在一定的溫度下反應，容易形成結焦物質，造成預加氫反應器壓差增加，從而造成預加氫單元的運行周期減小。

2.1.2 預加氫

重整原料通過催化加氫處理，除去雜質和一些生產毒物，以保證生產順利進行。如：為保證催化劑在反應過程中的活性以及穩定性，需要對原料油進行加氫脫硫處理；重整原料油預加氫催化劑還應具有良好的加氫脫氮性能。需要處理的氮化物除了常見的外，還包括吡啶類的堿性氮雜環化合物和吡咯類的非堿性氮化物。

加氫脫氮過程中涉及到的反應是，雜環的加氫飽和、芳環加氫飽和以及C-N鍵的氫解。在加氫精制過程中，氮在加氫后轉化為NH3而被脫除。

2.1.3 脫氯

在與預加氫的操作溫度、壓力和氫油比相同條件下，將精制油中的氯化氫脫除掉。重整預加氫反應器出口物流的溫度較高(300℃以上)，脫氯劑的使用溫度通常為300～370℃，其容氯量較高，可以較好展現出脫氯劑的功效。

2.1.4 預分餾

石腦油中的硫、氮、氯、氧化合物經預加氫精制后，所生成的H2S、NH3和H2O，一部分從預加氫高分氣液分離過程中排除，另一部分則溶解在精制油中。這些溶解在精制油中的H2S、NH3和H2O，須經蒸發脫水塔從塔頂排除，同時重整生產要求切割一定沸程范圍的餾份，其塔底油則為滿足重整催化劑進料要求的精制油。

重整預加氫精制油和水形成一個微量部分互溶的溶液，其液相分上、下兩層，上層主要是油和微量溶于油中的水，下層主要是水和微量溶于水中的油。該體系也稱之為微量部分互溶的二元體系，每一層溶液的內部，可看成均一的溶液，上、下兩層之間其性質和不相溶的體系類似，這種油水部分互溶體系，在蒸餾過程中形成非均相共沸物。影響蒸餾脫水塔操作的主要工藝參數是：塔底溫度、塔底液面、塔頂溫度、進料溫度、回流比和塔頂壓力。

2.2 重整反應

在催化重整反應條件下，芳香烴的芳環十分穩定。在反應的過程中有烴類反應，此外，還會發生使催化劑逐漸失活的生焦反應，也可能發生少量的脫烷基和烷基轉移等反應。

2.3 異構化反應

鏈烷烴異構化反應是各類重整相對速度很快的反應。在催化重整反應條件下，烷烴異構化不會導致產品辛烷值大幅度提高。加氫裂化反應R-C-C-C-C+H2→RH+C-C-C-C，該反應是使分子量變小的過程，烷烴異構化反應是在一定溫度、壓力的條件下，正構的烷烴在催化劑的作用下，轉化生成相應的支鏈異構烷烴的過程。

目前異構化過程多采用具有雙功能的催化劑，金屬通常采用一些貴金屬，如：Pt、Pd等，不僅提供加氫脫氫反應的活性，其載體可為反應提供酸性中心，本裝置采用載Pd的氫型絲光沸石(Pd/HM)異構化催化劑。通常認為異構化反應按正碳離子機理進行。

3 生產過程常見事故及處理方法

3.1 硫化氫中毒事故

突發硫化氫中毒事件，應迅速將患者移至通風良好的地方，立即施行人工呼吸(禁止口對口法)及吸氧，對呼吸困難或面色青紫者要立即給予氧氣吸入。

救護者應做好個人防護，戴好防毒面具，切斷毒物來源，關閉地漏管道閥門；還應盡快將中毒人員救離現場，移至新鮮空氣處，松解患者頸、胸部紐扣和腰帶，以保持呼吸暢通，同時要注意保暖和保持安靜，嚴密注意患者神志，呼吸狀態和循環狀態等，盡快制止工業毒物繼續進入體內，并設法排除已注入人體內的毒物，消除和中和進入體內的毒物作用，迅速脫去被污染的衣服、鞋襪、手套等，立即徹底清洗被污染的皮膚，沖洗時間要求15—30分鐘，如毒物系水溶性，現場無中和劑，可用大量水沖洗，遇水能反應的則先用干布或其他能吸收液體的東西抹去粘染物，再用水沖洗，要注意防止著涼、感冒。毒物經口引起人體急性中毒，可用催吐和洗胃法；生命器官功能恢復，可用人工呼吸法，胸外按壓法。

3.2 氣體管線泄漏事故

3.2.1 臨氫系統法蘭泄漏或高壓管線破裂

少量泄漏有油氣味，可能有噴氣聲，低溫部位可用肥皂水試泡。大量泄漏油氣味和噴氣聲加劇，可見霧狀噴射物。室內可燃氣或硫化氫報警，反應系統壓力下降。

臨氫系統法蘭泄漏或高壓管線破裂處理方法：立即向有關人員匯報泄漏著火情況。現場處理人員必須佩戴硫化氫防毒面具，重點檢查現場泄漏具體位置、泄漏大小、火勢情況，根據泄漏情況決定是否熄滅加熱爐火嘴。泄漏點未著火或著火較小時，用蒸汽掩護或吹滅，對高溫部位注意不能用水或泡沫滅火。如泄漏點為法蘭，可用防爆工具自行緊固或聯系處理。泄漏點較大不能撲滅時通知消防部門，如泄漏點能隔離，應進行局部隔離，并進行相應處理；否則，按緊急停工處理。新氫管線破裂，立即關閉界區閥門，按停新氫事故預案處理。

3.2.2 換熱器泄漏

生成油顏色變深，雜質含量上升，易反應的烯烴、硫醇硫等異常升高，硫、氮等質量指標不合格，反應器溫升下降。

換熱器泄漏處理方法：換熱器內部管束泄漏一般采用水壓試驗方法進行檢查，發現內漏管束后更換或堵死；換熱管與管板焊口裂開時采取補焊或堵死；浮頭式換熱器浮頭法蘭密封泄漏時應采取緊固螺栓或更換密封墊片；螺紋鎖緊環式換熱管板密封漏時，應采取緊固內圈壓緊螺栓或更換墊片。

3.3 火災事故

裝置出現爆炸、火災、管線破裂或嚴重泄漏按下述方法處理：所有加熱爐熄火，若加熱爐或控制閥附近發生火災，人上不去，則內操在中控室按緊急停爐按鈕，關閉燃料氣事故總閥，確保切斷爐子燃料氣。切斷進料，停進料泵，可能的話，停運其他運行泵。當事故已經發生并處在控制的處理過程中，則要求盡可能保持壓縮機繼續運行，維持反應器內介質流動。停壓縮機。裝置各部降壓，降低反應系統壓力。條件許可或必要的話，切斷與其他系統的聯系。若加熱爐出現爐管破裂，首先必須采取措施，將殘存在爐管內的可燃物質置換干凈。在處理過程中，切勿將煙道擋板關閉，因為煙道擋板關閉后，爐內將形成正壓，火焰外噴，危及爐外設施。盡快將系統內的烴類脫凈并用N2置換。切勿進行抽空置換，避免空氣被抽入而在系統內形成爆炸氛圍。

4 結論

本文從生產裝置、工藝原理、生產過程常見事故及處理方法等方面，對芳烴的合成整個工藝做了深入研究，特別是對硫化氫中毒、氣體管線泄漏、火災等常見事故的應急處理的分析總結，能夠起到指導生產，減少傷亡，降低經濟損失的作用。