芳烃工艺生产基本原理（最终版）.doc

芳烃生产基本原理芳烃生产基本原理：以乙烯装置产品加氢汽油为原料，采用环丁枫为萃取剂，将其分离为芳烃和抽余油，再用精馏的方法将芳烃分离为苯、甲苯、二甲苯、碳九芳烃。加氢汽油是含有C6C9的碳氢化合物的混合物，芳烃占6070%，非芳烃占3040%。非芳烃有直连烃、环烷烃、烯烃。芳烃有苯、甲苯、二甲苯、C9芳烃。由于芳烃与非芳烃碳数目相同、沸点接近一般的精馏的方法很难分离。故用环丁枫对加氢汽油进行液液萃取，芳烃几乎全部溶解在溶剂中，而非芳烃不溶于溶剂中形成一个抽余项（抽余油）这样加氢汽油被分为两部分。一部分含有芳烃的富溶剂，一部分含有非芳烃的抽余油。含有芳烃的溶剂经减压精馏得混合芳烃，经白土塔处理去掉芳烃，利用混合芳烃组分沸点的不同精馏分离得苯、甲苯、二甲苯等芳烃产品。主要有白土塔、苯塔、甲苯塔、二甲苯塔等塔器。工艺流程：装置分为两个工段：抽提工段和精馏工段抽提工段是原料油中芳烃和非芳烃在溶剂环丁枫抽提及抽提蒸馏的作用下进行分离得过程。主要包括抽提塔、抽余油分馏塔（停）、抽余油水洗塔、抽出液提馏塔、溶剂回收塔、水汽提塔、溶剂再生塔七个设备。产品为抽余油和混合芳烃。精馏工段将混和芳烃用蒸馏的方法分离为苯、甲苯、二甲苯。抽提工艺： 来自G单元GS-6加氢汽油原料从从T-301(48塔板)中部进入塔内，溶剂（环丁砜）从塔顶进入。溶剂与从中部进入的裂解汽油逆向接触芳烃相（苯、甲苯、C8芳烃）与非芳烃分配系数大不相同，经过多级平衡后，芳烃组分富集在溶剂相中而达到芳烃与非芳烃分离的目的。（非芳烃为抽余油）注：加氢汽油组份芳烃三苯占7080%左右;非芳烃为抽余油含C5、C6、B、C7、T、C8、PX、OX、STY、C9芳烃在2.015.0%左右。 从T-301塔顶抽提出来的为抽余油（XFS2）进入T302抽余油水洗塔除去溶剂（环丁砜）水洗以后环丁砜<5PPM塔底的水液去T305水汽提塔XFS11分析PH值6.08.0、（XFS3 分析项目、 XFS1 分析项目） 注：T-302上部塔板为烃、下（水）循环回路，提高水洗效果（洗涤水来自T-304塔冷凝水）T302塔顶少量的烃相进入T-304顶回流。 抽出液（富溶剂）T-301底出来经过富溶剂换热器(E-103A/B/C)二次加入溶剂从T303塔顶进入(抽出液提溜塔)此塔附有再沸器、冷却器及罐等设施。在溶剂环丁砜的作用下，富溶剂中的非芳烃和沸点较低的非芳烃可蒸出保证抽提芳烃中非芳烃含量达到要求。塔顶馏出经冷凝在V302风水后循环回抽提塔为反洗液，(XFS5分析项目)冷凝水经P108A/B输向T105塔。塔底物经-P-117A/B送回回收塔T304蒸出抽提芳烃和回收溶剂。(XFS9 分析项目) 回收塔T304设有再沸器、冷凝气等设施从塔顶蒸出芳烃冷凝后一部分回流另一部分送去TK400混合芳烃罐(XFS8 分析项目)。底部为回收溶剂（XFS7 分析项目） 经E-108再沸器进入T303一部分，主要进入T301抽提塔。 T305进料是T302底洗涤水/T303顶分水罐冷凝水，含有微量的烃和少量的溶剂（XFS10 分析项目 ） 精馏工艺： 抽提工段中间产品混合芳烃（XFS-16）自TK-400罐经泵送入白土塔（此时温度加热150200度）脱除掉微量的烯烃等不安定物，然后顺序进入T401/T-402/T-403依次蒸出苯、甲苯、C8芳烃产品。注：苯沸点80.1、甲苯110.6、二甲苯137144 (XFS-17)T201正常进料在34块塔板处（54块塔板）塔顶蒸出少量拔顶苯以保证本产品的纯度和结晶点合格。拔顶苯循环回抽提工段苯产品(XFS19分析项目)从第五板侧线抽出冷却进入TK401A/B罐。塔底物经泵进入T-402甲苯塔，第34块进入（66块塔板）此塔附有再沸器、冷凝器、回流罐等。甲苯从塔顶216塔板蒸出（XFS-21分析项目）冷却后送TK-402罐，此塔也设有塔顶回流泵，塔底物经泵送入T-403二甲苯塔。T-403第46块塔板进入（90块塔板），塔顶（16塔板）蒸得二甲苯（XFS-23分析项目）送入TK-403罐，此塔附有再沸器、冷凝器、回流罐、回流泵等，塔底为重芳烃（C9）送入TK-204罐。加氢汽油装置简介略测定砷在生产上的意义：加氢装置在加氢处理时，是将裂解汽油和氢气混合，是在钯催化剂和钴钼催化剂的作用下，原料中的烯烃加氢，杂质硫、氮等化合物分解除去，砷对钯有强大的章合力，若原料中含有砷这种杂质，经过一段时间钯催化剂将失去活性而造成永久性中毒，所以要对原料进行砷分析。注：加氢装置用过氧化异丙苯脱除裂解汽油中的砷。在蒸馏中分离从塔底随C9馏出脱除。双烯：一反将烯烃中易聚合的双烯烃和苯乙烯加氢成为单烯烃和乙苯 二反将单烯烃加氢分解除去原料中的硫、氮和金属化合物。溴价：是衡量油品中不饱和烃含量的一个指标。 100g样品所消耗溴的克数称为溴价。100样品所消耗溴的毫克数则称为溴指数，溴价或修指数越高则说明样品中不饱和烃越高。在油品中这个数值作为油品安全性的重要指标，在化工生产中也可以用来粗略估计产品的转化率。加成反应： H H R-CH=CH2 + BR2 R C C - H BR BR加氢汽油分析样品：GS-1粗裂解汽油GS-2在蒸馏塔侧线馏分GS-3再蒸馏塔塔底馏分GS-4一段反应器出口GS-5二段反应器出口GS-6加氢汽油GS-7汽体塔顶不凝气GS-8循环气GS-9补充气GS-10GS-11过氧化异氢异丙苯、裂解汽油加氢工艺简介略：3 生产方法、工艺技术路线及基本原理3.1 生产方法及工艺技术路线本装置分为芳烃抽提部分和芳烃分离部分。芳烃抽提部分通过液一液抽提的工艺过程完成加氢汽油中芳烃和非芳烃的分离，再通过真空水蒸汽精馏的方法完成芳烃和溶剂之间的分离；芳烃分离部分将芳烃抽提部分来混合芳烃顺序通过苯塔、甲苯塔、二甲苯塔，依次获得苯、甲苯、二甲苯产品。工艺技术路线如下：加氢裂解汽油 抽提 抽余油(非芳烃)富溶剂 汽提 真空水蒸汽精馏 贫溶剂 苯混合芳烃 精馏 甲苯 二甲苯3.2 基本原理本装置采用美国UOP环丁砜抽提技术(液一液抽提)，将环丁砜加到抽提塔中，因原料加氢汽油中各组分在环丁砜溶剂中溶解度不相同，环丁砜对各类烃的溶解度顺序为：芳烃>环烷烃、烯烃>链烷烃，因此，当溶剂环丁砜与加氢汽油在抽提塔中逆流接触时，溶剂对芳烃和非芳烃进行选择性的溶解，经过多级平衡，全部芳烃和少量非芳烃溶解在溶剂中，最后形成富溶剂(重相)及抽余油(轻相)，从而完成芳烃与非芳烃的分离，再经过真空水蒸汽精馏回收溶剂并获得混合芳烃，混合芳烃经过精制精馏过程而获得高纯度的苯、甲苯、二甲苯产品。精馏是根据被分离的液相混合物中各组分的相对挥发度不同，使汽液两相多次地部分汽化或冷凝进行传质、传热最终达到分离目的，所以精馏过程实际上是传质和传热两个过程都同时进行的综合物理过程。4 工艺流程叙述4.1 芳烃抽提部分4.1.1 抽提塔(T-101) 加氢汽油自原料罐(TK-101)经原料泵(P-610l1.2)进入抽提塔(C-6101)，原料油从塔中部进料入塔为连续相，溶剂环丁砜经抽提塔底贫富溶剂换热器(E-610ll，2，3，4)冷却后自塔顶部进入抽提塔，抽提塔为94块筛板式液一液抽提塔，溶剂相的密度比烃相大，沉落在筛板上形成一定高度的，能克服过孔阻力的液层并通过筛孔成分散相落入下一层筛板，在塔板之间分散的溶剂相与连续的烃相逆流接触，溶剂选择性地吸收烃类进料中的芳烃组分，经过多级平衡，芳烃组分富集在溶剂相中而达到分离的目的。抽提塔原料入口以下为反洗段，汽提塔(C-6103)顶蒸出的烃作为反洗液(含沸点较低的非芳和芳烃)进入抽提塔(C-6101)下部。反洗液中的低沸点非芳烃可部分地置换溶剂相中的重质非芳烃，减少塔底抽出液(富溶剂)中的重非芳含量，保证产品质量合格，抽提塔采用分程控制器PIC6101控制抽提塔的压力,使抽提塔维持在液相状态下操作。4.1.2 抽余油水洗塔(C-6102)抽余油水洗塔有7块筛板，并设有上(烃)、下(水)循环回路以提高洗涤效果，水洗后的抽余油含溶剂5PPm。洗涤水来自溶剂回收塔顶回流罐(D-6103)冷凝水，经泵P-61101，2加压，从塔C-6102上部入塔，洗涤水从降液管向下流动，来自C-6101顶的抽余油从水洗塔底入塔，通过筛孔流向塔顶。从塔顶出来的抽余油经泵P-1031，2打出分为三股，一股去塔下部作循环回流，一股去抽提塔进料管兑稀原料，一股作为抽余油产品送出装置，塔底出来的富含溶剂及少量烃的水送至水汽提塔。4.1.3 汽提塔（C-6103）汽提塔是具有34块浮阀塔板的萃取蒸馏塔，目的是将富溶剂中溶解的非芳烃通过萃取蒸馏而完全除去，富溶剂自抽提塔底出来，经过贫富溶剂换热器E-61011，2，3，4换热，当富溶剂烃负荷太高时加入第三溶剂，然后从塔顶进入汽提塔C-6103。经过汽提后塔顶蒸汽和水汽提塔顶来的蒸汽，精馏部分来的拔顶苯一起到冷凝器E-6104中冷凝，然后进入汽提塔回流罐D-6102进行烃水分离，烃类经反洗剂泵P-6105/1，2打回抽提塔下部进料作为反洗液，若反洗液中有烯烃积累，则控制10的反洗液到抽提上部进料口，以除去烯烃，水相经泵P-61061，2，送至水汽提塔C-6105，塔底富溶剂经泵P-6104/1，2送至水汽提塔重沸器E-6108换热后去回收塔进料。为控制系统的PH值在5.6-6.0，在罐D-6102中加入单乙醇胺。4.1.4 回收塔(C-6104) 回收塔是用34块浮阀塔板的精馏塔。回收塔将来自汽提塔C-6103塔底的富溶剂分离为芳烃和贫溶剂。回收塔在真空条件下操作，以避免塔底温度过高引起环丁砜热分解，汽提蒸汽来自再生塔顶的水蒸汽-溶剂蒸汽。此外，水汽提塔底的少量溶剂-水液也经泵P-611l1，2送至回收塔C-6104的下部，从塔顶蒸出的芳烃蒸汽和水蒸汽经E-6106/1,2冷凝冷却后进入回流罐D-6103中分离为两层：芳烃和水，芳烃经泵P-61091，2，一部分作为回流液返回回收塔，旦一部分送芳烃分离进料缓冲罐D-6201。D-6103水斗中的水经泵P-6110送去水洗塔C-6102作为洗涤水。回收塔C-6108底的贫溶剂由泵P-61081，2打出后分为两部分，其中一小部分(约占循环溶剂量的1)直接进入溶剂再生塔C-6106进行溶剂再生；绝大部分贫溶剂经回收塔中间换热器E-61051，2后分成两股，较小的一股作为第二溶剂加入汽提塔C-6103的进料中，主要的一股经E-61011，2，3，4换热后又分成两股，一股(正常时为8th左右）去进料管做为第三溶剂，另一股去抽提塔顶进料为主溶剂。回收塔中部(15层)处的液相物料由泵P-61071，2抽出，送至E-61051，2与塔底的贫溶剂换热后回到回收塔中部。4.1.5 水汽提塔(C-6105) 水汽提塔设置在再沸器E-6108上，为5块浮伐塔板的汽提塔，C-6103顶回流罐D-6102分水斗中的冷凝水经泵P-61061，2和非芳烃水洗塔C-6102底出来的洗涤水合并为水汽提塔C-6105的进料，此进料为含有微量烃和少量溶剂的水，水汽提塔顶物流为含少量烃的水蒸汽，与汽提塔塔顶物流一起进入冷凝器E-6104中冷凝，之后进入回流罐D-6102中并分离为烃水两相。大量的水蒸汽从罐式再沸器上部导出，送往溶剂再生塔C-6106继而串连到回收塔C-6104，为两塔的汽提蒸汽，再沸器E-6108底含有溶剂的水溶液则经泵P-6llll，2送至回收塔下部。 4.1.6 溶剂再生塔(C-6106) 从回收塔(C-6104)底来的一小部分贫溶剂被送入溶剂再生塔C-6106，用蒸汽(来自水汽提塔)进行汽提以除去其中积累的重聚合物盐、环丁砜分解物及杂质，从再生塔塔顶出来的环丁砜蒸汽和水蒸汽经塔顶的过滤网过滤后直接进入回收塔的底部，塔底少量残渣(每年约125250公斤)定期排出装桶运去焚烧。4.2 芳烃精馏部分4.2.1 白土塔(C-6201) 芳烃抽提部分的中间产品混合芳烃自分离进料缓冲罐D-620l经泵P-6201/1，2送至白土塔进出料换热器E-620l和加热器(E-6202)加热到150200，然后从上部进入白上塔C-6201l，2脱除微量烯烃及不稳定物，白土塔维持在液相状态下操作，塔底物流与进塔原料换热并经过降压，然后依次进入苯塔C-6202，甲苯塔C-6203，二甲苯塔C-6204蒸出苯、甲苯、二甲苯产品。4.2.2 苯塔(C-6202) 苯塔是有60块浮伐塔板的精馏塔，从白土塔底出来的混合芳烃经减压后进苯塔，塔顶蒸出物经冷凝器E-6210冷凝后入回流罐D-6202，经回流泵P-62031，2打出一部分作为苯塔回流，另一部分拔顶苯送回抽提工段回炼 (NA>1000PPm时)，产品苯从侧线抽出经冷却器E-6204后入苯班罐D-62031，2作为苯成品，塔底物流经泵P-62021，2送入甲苯塔。4.2.3 甲苯塔(C-6203) 甲苯塔是有50块浮伐塔板的精馏塔，从苯塔(C-6202)塔底出来的物流从进料板(20、24、28)进甲苯塔，塔顶甲苯蒸汽经冷凝器(E-6211)冷凝后进回流罐(D-6204)经回流泵(P-62051，2)打出一部分做塔顶回流，另一部分经冷却器(E-6206)冷却后送至甲苯班罐(D-62051，2)作为甲苯成品，塔底物流经泵(P-62041，2)送入二甲苯塔。4.2.4 二甲苯塔(C-6204)二甲苯塔是有50块浮阀塔板的精馏塔。从甲苯塔C-6203塔底来的物料从二甲苯塔C-6204进料塔板(35，39、43)进料，塔顶蒸出的二甲苯蒸汽经塔顶冷凝器E-6212冷凝后进入回流罐D-6206，经回流泵P-62061，2打出，一部分作为塔顶回流，另一部分经换热器E-6208冷却后进入二甲苯班罐D-62071，2，塔底为重芳烃，经换热器E-6209冷却后用泵P-62071，2送出装置。4.2.5 二甲苯塔(C-6204)停用后流程从节能出发，2008年4月26日从甲苯塔底泵P6204/1、2出口调节阀后（FV6209）改至二甲苯塔顶水冷器E6212，利用E6212进行冷却后经E6209采样点进行分析采样，然后去罐区D6207/1、2。19抽提塔水洗塔回收塔提馏塔溶剂再生塔水汽提塔V-302E-310V-303废溶剂芳烃二套抽提简工艺流程图XFS-5XFS-1XFS-3XFS-9XFS-7XFS-8XFS-10XFS-11溶剂XFS-2TK-104ATK-9074TK-200TK-400V-315TK-400TK-403TK-402TK-401TK-204V-402V-403V-404E-405E-407E-410XFS-19XFS-16XFS-21XFS-233苯塔回流泵甲苯塔回流泵二甲苯回流泵芳烃二套精馏简工艺流程图XFS-17白土塔芳烃抽提分析样品FS(XFS)-1原料加氢汽油FS(XFS)-2抽余油相FS(XFS)-3水洗后抽余油FS(XFS)-5抽提塔一反洗FS(XFS)-7贫溶剂（环丁枫）FS(XFS)-8抽屉后混芳FS(XFS)-9提馏塔水分罐的水FS(XFS)-10回收塔水分罐的水FS(XFS)-11抽余油水洗塔底FS(XFS)-12芳烃精馏分析样品FS(XFS)-16混合芳烃FS(XFS)-17除去烯烃混芳FS(XFS)-19苯产品FS(XFS)-21甲苯产品FS(XFS)-23C8芳烃产品馏出口分析计划及指标 芳烃装置：（F2采样点同F1，标号为XFS）序号采样点样品名称分析项目 控制指标频率试验方法1FS-1抽提塔进料组成 %质量分数溴价 g/100g实测实测1/8h5/周DQSH 0303HY114-2008SH/T 0236-19922FS-3水洗后抽余油环丁砜 mg/kg组成 %质量分数实测实测5/周2/周DQSH 0303HY113-2008DQSH 0303HY136-20083FS-5抽提塔一反洗组成 %质量分数溴价 g/100g实测实测1/8h5/周DQSH 0303HY135-2008SH/T 0236-19924FS-7贫溶剂PH烃类 %质量分数水值 %质量分数5.57.5实测实测3/周3/周3/周DQSH 0303HY110-2008DQSH 0303HY111-2008GB/T 260-19775FS-8抽提物环丁砜 mg/kg溴价 g/100g非芳 %质量分数实测实测0.12/周按需1/8hDQSH 0303HY113-2008SH/T 0236-1992SH/T 1488-19926FS-9分馏塔分水罐的水PH环丁砜 %质量分数实测实测3/周1/周GB 6920-1986DQSH 0303HY113-20087FS-10回收塔分水罐的水PH环丁砜 mg/kg实测实测3/周1/周GB 6920-1986DQSH 0303HY113-20088FS-11抽余油水洗塔底水PH环丁砜 %质量分数实测实测3/周1/周GB 6920-1986DQSH 0303HY113-20089FS-16白土塔进料溴价 g/100g组成 %质量分数实测实测按需1/天SH/T O236-1992DQSH 0303HY135-200810FS-17白土塔出料溴价 g/100g实测按需SH/T 0236-1992采样点组分结果结果结果结果结果结果单位XFS-1碳五非芳28.3929.5129.2729.8328.9729.54%(质量分数)苯40.7142.0642.1140.6739.240.16甲苯15.2314.9114.9914.8915.4515.05乙基苯6.15.585.655.826.426.04对二甲苯0.750.680.690.730.790.75间二甲苯1.921.741.761.852.041.91邻二甲苯1.161.031.051.111.221.14碳九5.734.484.485.115.925.41采样点组分结果结果结果结果结果结果单位XFS-5碳五非芳48.1648.6849.8152.0147.5948.33%(质量分数)苯43.3541.8943.5141.4341.1243.24甲苯6.337.115.14.928.436.31乙基苯1.321.440.991.011.791.32对二甲苯+间二甲苯0.410.450.30.320.560.41邻二甲苯0.190.20.130.140.250.18碳九0.240.230.150.170.260.22采样点组分结果结果结果结果结果单位XFS-16碳五非芳0.050.060.030.050.03%(质量分数)苯44.4538.5157.2444.1356.47甲苯35.5435.727.135.3127.15乙基苯13.0516.9310.2813.610.87对二甲苯+间二甲苯4.515.653.444.453.54邻二甲苯2.262.881.752.31.8碳九0.150.280.160.160.14采样点组分质量指标结果结果结果结果结果单位XFS-19非芳烃结果<=0.250.040.020.030.040.03%(质量分数)苯结果>=99.599.9699.9799.9799.9699.96甲苯结果<=0.10.00280.00130.00110.00180.001碳八芳烃结果<=0.0020.0002<0.0001<0.0001<0.0001<0.0001碳九芳烃-<0.0001<0.0001<0.0001<0.0001<0.0001采样点组分结果结果结果结果结果结果单位XFS-21乙基苯0.01<0.01<0.01<0.010.020.01%(质量分数)对二甲苯<0.01<0.01<0.01<0.01<0.01<0.01间二甲苯<0.01<0.01<0.01<0.01<0.01<0.01邻二甲苯<0.01<0.01<0.01<0.01<0.01<0.01碳八芳烃0.01<0.01<0.01<0.010.020.01碳九芳烃<0.01<0.01<0.01<0.01<0.01<0.01非芳烃0.090.090.080.080.080.09苯0.020.020.020.01<0.010.01甲苯99.8899.8999.9199.999.8999.89采样点组分质量指标结果结果结果结果结果单位XFS-23苯+甲苯+非芳烃结果<=0.50.030.030.030.030.03%(质量分数)碳八芳烃结果>=9899.799.6999.7199.7199.66碳九芳烃结果<=1.50.270.280.250.260.3非芳-0.030.030.030.030.03苯-<0.01<0.01<0.01<0.01<0.01甲苯-<0.01<0.01<0.01<0.01<0.01乙基苯-60.1759.3660.7560.8360.5对二甲苯-8.127.977.957.918.07间二甲苯-20.6120.2719.9219.8620.65邻二甲苯-10.812.0911.0911.1110.44