焦化粗苯加氢萃取精制技术的探讨

燃料与化工　Ｆｕｅｌ＆Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ　Ｍ“２Ｏ１Ｏ　Ｖ０１．４ｌ　Ｎｏ．２　焦化粗苯加氢萃取精制技术的探讨　薛　璋　（上海宝钢化工有限公司，上海苯是生产苯乙烯、环己烷、苯酚、硝基苯、顺　２００９４２）　液液萃取法处理焦化粗苯时，一般需要用非芳烃产　品与原料进行混兑，使萃取进料中芳烃含量降至　酐、氯苯以及直链烷基苯等重要石油化工产品的基　础大宗原料。工业苯主要来自催化重整生成油、裂　解加氢汽油以及焦化粗苯。焦化粗苯中苯含量为　６５％－８０％，如果经过加氢精制，可得到高质量的　纯苯，符合国家一级苯要求。　焦化粗苯加工主要有酸洗法和加氢精制２种　酸洗工艺存在产率低、质量差、酸性聚合物不易处　理、污染环境等问题，属于需淘汰的工艺，国家已　出台相关对其进行了。粗苯加氢精制工艺　以焦化粗苯为原料，通过两段加氢将不饱和烃、　硫、氮、氧等有害杂质除去。然后运用萃取蒸馏的　方法把苯从混合物中精馏出来，从而得到纯苯。加　氢精制技术工艺先进，产品收率高、质量好。无环　境污染，因此近年来得到广泛的应用。加氢精制中　苯精制技术又可分为液液萃取（ＬＬＥ）和萃取蒸馏　（ＥＤ）。区别在于液液相传质与气液相传质以及使　用的溶剂不同，达到不同的萃取效果。本文对加氢　油萃取精制技术和萃取溶剂进行了探讨。　１加氢油萃取精制技术比较　１．１进料条件比较　液液萃取工艺是基于原料中各组分在溶剂中的　溶解度不同，通过液液萃取的方式把苯从混合物中　分离，芳烃原料中苯在溶剂中的溶解度选择性最　高，甲苯、二甲苯次之。液液萃取工艺对进料要求　极为苛刻，芳烃含量需在１０％～７０％，对于高芳烃　含量的粗苯进料。不宜直接处理。不同进料组成对　液液萃取工艺的影响见表１。　表１不同进料组成对液液萃取工艺的影响　几种进料特点　对工艺影响　进料中含Ｃ５　Ｃ５会在循环回路中累积并最终污染产品　进料中含重芳烃　由于重芳烃在溶剂中溶解度低．重芳烃　收率下降　进料中芳烃含量＞７Ｏ％　易造成液液相间界面不清导致分离困难　进料中芳烃含量＜ｌ０％　为了提高收率不得不提高溶剂比　鉴于焦化粗苯中芳烃含量可高达９８％，采用　收稿日期：２００９—１１－１９　作者简介：薛璋（１９７３一），男，高级工程师　７０％以下，以维持萃取塔的正常操作，但原料混兑　将降低装置的实际处理能力，增加能耗、物耗，有　时还会因为混兑不均匀而出现操作不平稳。　气液萃取蒸馏是基于改变进料组分中芳烃和非　芳烃的相对挥发度，通过气液相传质操作．达到把　苯从混合物中分离的目的，该技术不受进料条件的　，可以处理芳烃含量高达９８％以上的进料。　１．２工艺技术比较　目前苯精制工艺主要是液液萃取和萃取蒸馏２　种。从主要操作单元、能耗、产品质量等方面对这　２种工艺技术进行比较，见表２。　表２　液液萃取与萃取蒸馏对比　液液萃取需要４个塔，并在操作系统中存在数　个循环回路，溶剂循环量大，操作能耗高，稳定开　工需要的时间长，工艺控制复杂，操作成本较高。　气液相萃取蒸馏工艺仅为２塔操作，流程短，操作　简单易行。操作费用较低，在业内已经被认可。下　面对气液相萃取蒸馏选用溶剂进行探讨和比较。　２萃取蒸馏溶剂比较　优良的萃取剂需要有如下的特性：选择性好、　溶解性好、沸点高、热稳定性好且易与被萃取的组　分分离。从目前已经投产的装置统计看，常见的芳　烃萃取溶剂有环丁砜、Ｎ一甲酰基吗啉、Ｎ一甲基吡　咯烷酮、四甘醇。其主要性质比较见表３。　环丁砜与Ｎ一甲酰吗啉作为萃取剂的综合性能　较高，都具有较高的选择性、沸点及密度，热稳定　２０１０年３月　Ｆｕｅ１＆Ｃｈｅｍｉ燃料与ｃａｌ化　Ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ工　第４１卷第２期　　５５　性好。此外，环丁砜的比热容最小，溶剂回收时消　中．热稳定性很好。２种工艺在产品质量、产品收　耗的热量最少。　率方面都可达到较高水平，差异在于二者溶剂比及　最终产品的碱性氮含量不同。　表３　溶剂的主要性质对比　ＧＴ—ＢＴＸ￣工艺采用一种基于环丁砜溶剂添加　助溶剂的专有复合溶剂，该专有溶剂相比环丁砜对　芳烃产品的溶解性更强，选择性更高，非芳烃和芳　烃相对挥发度改变更大，较环丁砜的溶剂性能提高　约２０％．较Ｎ一甲酰吗啉提高约３０％，从而更易于　组分分离，提高苯的回收率和产品质量。同时溶剂　循环比更低．能耗更少，设备尺寸小，投资少。该　Ｎ一甲酰吗啉遇水会分解成甲酸和吗啉，使苯　复合型萃取剂还可以增加Ｃ９非芳烃对苯的相对挥　产品偏酸性，甲苯偏碱性，产品中的溶剂残留等原　发度．从而能高效处理宽组分进料，得到ＢＴＸ三　因会造成产品中的总氮含量较高。产品中含氮，会　苯产品，产品中不含氮基。　使下游装置的酸性催化剂中毒，如苯乙烯生产装置　就不建议使用Ｎ一甲酰吗啉作为萃取剂生产的苯作　３结束语　为进料。因此使用Ｎ一甲酰吗啉作为萃取剂，原料　综合进料条件、溶剂性能、工艺流程和经济性　对水需要完全的隔离。这对原料含水量、设备密　等因素．可以得出以下结论：　封性和开工及日常操作要求都较高。　１）采用液液萃取法处理加氢粗苯，技术上不　环丁砜在操作温度较高的情况下会有少量分　够经济。萃取蒸馏工艺对原料少，能耗少，投　解，加人少量单乙醇胺可解决这个问题。环丁砜萃　资小，易于操作，得到越来越广泛采用。　取剂遇水稳定，对进料的水含量无特殊要求，便于　２）Ｎ一甲酰吗啉遇水分解，产品含氮，溶剂循　开工和日常操作。且所得产品中不含氮，产品的销　环量较大。环丁砜易分解，需加单乙醇胺中和，溶　售市场相对广阔。　解性较弱，需加助溶剂调节。　典型的环丁砜萃取蒸馏技术的溶剂比约为３～　３）ＧＴ—ＢＴＸ￣工艺采用环丁砜溶剂添加助溶　４．５，而Ｎ一甲酰吗啉萃取蒸馏技术的溶剂比约为　剂的专有复合溶剂，在产品质量、综合能耗、投　４．０～５．Ｏ。溶剂比大，所需循环溶剂量也大。导致　资、原料选择性等方面更具优势。　装置能耗大，设备尺寸变大，投资也相应增多。　甘李军编辑　环丁砜与Ｎ一甲酰基吗啉选择性好．溶解性适　（上接第５３页）　２）管式炉蒸氨新工艺大大降低了蒸氨废水的　下降了７４．２％。固定铵的去除率也有显著的提高．　排放量。技改前蒸氨平均蒸汽消耗量为０．１５ｔ蒸汽／ｔ　但仍有进一步提高的空间。造成固定铵去除率不高　剩余氨水，平均处理量１８ｔ／ｈ；技改后蒸氨废水的　的主要原因可能是碱液没有与剩余氨水充分混合就　排放量减少２．７ｔ／ｈ，每天至少节省蒸汽费１万元。　进入蒸氨塔，另外，旧的２台蒸氨塔采用的是老式　蒸氨废水排放量的减少和氨氮含量的降低．不仅减　泡罩塔盘，效率较低。　轻了生化处理的负荷，也降低了处理成本。　３．２节能减排与经济效益　３）蒸氨塔蒸出的氨汽经一次分缩器后一部分　１）霍州中冶焦化公司的直接蒸汽靠外供．蒸汽　进入硫铵工段，另一部分经二次分缩器以浓氨水的　压力及其稳定性长期得不到保证，蒸汽压力经常在　形式去脱硫工段，作为脱硫碱源。技改前由于蒸出　０．１－０．３ＭＰａ波动，蒸氨效果不佳。同时，由于压力　的氨汽量较少，只供硫铵工段。技改后蒸氨塔蒸出　不够，蒸汽的用量会大量增加，造成能源浪费。加　的氨汽量大幅度增加，一方面提高了硫铵的产量，　大生产成本。管式炉蒸氨新工艺采用管式炉直接加　另一方面作为脱硫碱源提供给脱硫工段．脱硫效果　热蒸氨废水，使之部分汽化，替代直接蒸汽为蒸氨　有了明显的改善，每年减少排污罚款５万余元。　过程提供热源，蒸汽压力和稳定性都得到了保证。　甘李军编辑