中压中温粗苯加氢生产工艺技术

宁红军， 吕　洋， 李金友， 杜洪涛

(1.平顶山市神马万里化工股份有限公司 ， 河南 平顶山　467000 ， 2.河南神马尼龙化工有限责任公司 ， 河南 平顶山　467000 )



中压中温粗苯加氢生产工艺技术

宁红军1， 吕洋1， 李金友1， 杜洪涛2

(1.平顶山市神马万里化工股份有限公司 ， 河南 平顶山467000 ， 2.河南神马尼龙化工有限责任公司 ， 河南 平顶山467000 )

摘要：针对高压高温粗苯加氢生产精苯的工艺缺陷，用Co-Mo为催化剂主要成分，Al2O3球为载体，改进装载容器、装填量及装填方式；用环形开孔结构的蒸发分配器为苯和氢的蒸汽分配器，使苯蒸汽与氢气得以充分混合；确定了最佳条件：反应压力为4~4.5 MPa，反应温度为610~625 ℃；并在原高压高温装置的基础上完成了中压中温粗苯加氢生产精苯的技术改造，提高了装置运行的安全性，连续运行周期大幅提升，精苯年产量将由2.7万t增加至4.5万t，取得了较好的社会和经济效益。

关键词：粗苯加氢 ； 中温中压 ； 过渡金属 ； 催化剂

0前言

河南神马尼龙化工有限责任公司是国家为加快发展我国尼龙产业，成套引进国外先进技术和设备建设的大型现代化企业，是国家“八五”、“九五”重点建设项目。其中，精苯装置作为尼龙产业链的源头，在整个产业链条中起至关重要的作用，该装置采用Litol高温高压气相加氢工艺，由美国胡德利公司开发、日本旭化成公司改进的粗苯催化加氢精制技术，主要对原料粗苯进行催化加氢制得含量99.9%以上的精苯，是继上海宝钢苯加氢厂国内投产的第二套Litol工艺粗苯加氢精制装置，具有苯纯度高、产品单一、产量大等特点。

但由于高温高压条件下的氢气腐蚀很严重，对设备和管道的材质要求很高，目前我国不锈钢的品种、规格，尤其是耐高温、耐高压、抗氢腐蚀的不锈钢品种和规格不满足使用要求，一些特殊管道、管件、法兰、阀门只能依靠引进；生产原料和产品都是易燃易爆的物质，生产的危险性极大；另外，高温高压装置投资较大，操作费用高，且循环氢在高温高压下还有硫化氢腐蚀的问题，需要用单乙醇胺(MEA)法脱硫，这也增加了投资和操作费用。因此，计划对装置进行改造。

1工艺技术选择

1.1　Uhde低温气相加氢技术(KK法)

德国的Uhde低温气相加氢技术(KK法)，是由德国BASF公司开发Uhde公司改进的粗苯加氢精制工艺。粗苯经高速泵提压后与循环氢气混合进入连续蒸发器，有效抑制了高沸点物质在换热器及再沸器表面的聚合结焦；苯蒸气与循环氢气混合物进入蒸发塔，经再次蒸发后进入预反应器，双烯烃、苯乙烯、二硫化碳等容易聚合的物质在Ni-Mo催化剂作用下，于190～240 ℃条件下加氢变为单烯烃；最后进入主反应器，在高选择性Co-Mo催化剂作用下进行气相加氢反应，单烯烃此时反应形成饱和烃。加氢条件为：温度300～380 ℃、压力3.0～4.0 MPa。粗苯原料经连续蒸发后进入蒸发塔脱除重组分，轻苯在固定床进行气相加氢反应，产生的H2S及其他气体从反应塔顶排出；加氢油经END萃取蒸馏将非芳烃分离出去，再经连续精馏可以得到产品苯、甲苯及混合二甲苯。

1.2　国内低温气相加氢工艺

在消化吸收国外同类技术的基础上，研究人员开发了国产化低温两段气相催化加氢工艺技术，加氢条件为：预反应温度190 ℃，压力2.9 MPa，主反应温度280 ℃, 压力2.7 MPa。粗苯经脱重组分塔脱除重组分后，与循环氢混合连续蒸发进入加氢反应器，加氢过程产生的H2S及其他气体从反应塔顶排出，加氢油经SED萃取蒸馏，将非芳烃分离出去，再经连续精馏可以得到产品苯、甲苯及混合二甲苯。

1.3　中压中温粗苯加氢

平顶山市神马万里化工股份有限公司在原莱托法高温催化加氢工艺的基础上，选择新型的Co-Mo/Al2O3加氢催化剂，并对装置设备进行改进， 降低了加氢反应的温度和压力，操作条件符合中压中温粗苯加氢工艺的要求。

2中压中温粗苯加氢工艺

原精苯装置采用的是莱托法高温催化加氢工艺，原料粗苯通过催化加氢进行精制，反应压力4.5 MPa，反应温度为600~625 ℃，产品精苯送至下游环己醇装置。要提高装置的生产能力，必须进行工艺、设备、管线的技术改造，采用中压中温粗苯加氢工艺不论从投资费用，还是从工艺技术的可行性衡量，都是最好的选择。

精苯装置工艺流程框图如图1所示。

图1　精苯装置工艺流程框图2.1　中压中温粗苯加氢催化剂

2.2　工艺流程简介

中压中温粗苯加氢工艺的关键技术环节在于混合汽化、预处理和催化反应工段，根据中压中温粗苯加氢工艺技术要求和产能进行物料衡算，在高压高温加氢工艺及设备的基础上选择合适的加氢催化剂、完善工艺流程、改进生产设备、重新设计装载容器、装填量及装填方式，最后确定最佳工艺条件为：反应压力4.0~4.5 MPa，反应温度610~625 ℃，加氢催化剂为碟孔状Co-Mo催化剂，Al2O3球作为载体；以环形开孔蒸发分配器作为苯、氢气蒸发分配器，使苯蒸气与氢气的充分混合。改进后的精苯装置结构简单、操作方便，有效降低了反应压力和温度，提高了系统操作的安全性，增加了粗苯精制的生产能力，降低了综合能耗。

2.3　实施效果

①汽化和预处理工段：高温高压粗苯加氢工艺中蒸发器蒸发量较小，限制了装置的生产能力，通过将蒸发器分配器开孔方式由单一上部开孔、圆盘上部(侧开孔)改为环形开孔(增加了开孔数)，使孔分布更均匀，提高了开孔率，同时将蒸发器的容积量由7 m3增加至15 m3，满足了6万t/a粗苯处理要求。②莱托法催化反应工段：在6万t/a粗苯处理能力的生产负荷下，新增一个8 m3反应器，内部装填Al2O3球作为载体的Co-Mo催化剂3.8 t，催化剂的使用周期由原来的180 d延长至300 d，保证了连续高负荷生产过程中精苯中的噻吩含量低于控制指标0.06×10-6。③将主反应器压力由5.5 MPa降至4.0~4.5 MPa，反应温度由640 ℃降至610~625 ℃，使得精苯装置的操作安全性大大提升。④新增往复式循环气体压缩机，将氢气供量由原来的9 300 Nm3/h增至15 000 Nm3/h，保证了粗苯在中压中温工艺条件下的充分加氢，有效提高了装置的生产负荷，且产品质量优于高温高压工艺。

3经济技术指标

中压中温粗苯加氢装置的生产年能力由原来的2.7万t增加至4.5万t。加氢催化剂使用周期由原来的180 d延长至300 d以上。高压高温粗苯加氢工艺改为中压中温工艺后，装置运行的危险性降低，安全性增加，相应的动力和设备检修期大大延长，系统连续稳定运行周期大幅提升。产品质量指标合格率为100%。

4经济效益分析

项目总投资 367 万元。其中，设备购置费335万元，管线阀门材料15万元，土建、安装15万元，仪器、仪表2万元。中压中温粗苯加氢工艺的开发及工业化应用项目是在原有生产装置的基础上进行的技术改进，绝大部分高温高压粗苯加氢工艺装备经过流程改进或技术更新，均可实现再次利用。结合现场设备及工艺的实际情况，设计出符合中压中温粗苯加氢工艺需要的生产模式，不仅节省了试验场地，而且还节约了大量的设备研究经费。

日产精苯量达到150 t，年精苯产量达到4.5万t。精苯销售价格按8 900元/t计算，年产值可达到40 050万元。精苯利润按344元/t计算，年利润可达到1 548万元。

5结论

该中压中温粗苯加氢工艺技术的工业化技改项目，是在原高温高压生产装置的基础上进行改进，绝大部分高温高压粗苯加氢工艺装备均可再次利用；同时根据现场设备及管路的实际情况，设计了适合中压中温粗苯加氢工艺需要的技术方案，节约了技改投资。通过对高温高压粗苯加氢工艺设备的工业化改造，在确保产品质量的前提下，大大延长了装置的生产周期，实现了系统的安全稳定和高产运行，在国内同行业中起到引领示范作用，具有广阔的推广应用前景。

中压中温粗苯加氢工艺装置经过两年多的生产运行，取得了较好的社会和经济效益；稳定运行周期由年平均300 d增加到345 d；催化剂使用周期由5个月延长到10个月，精苯日产为142 t，年产量达到4.899万t，产品质量合格率100%；粗苯单耗1.31 t，氢气单耗小于170 Nm3/t，达到了预期的目标。

2015中国化肥企业百强出炉

近日，2015中国化肥企业100强排行榜在北京发布。这是中国化工学会化肥专委会、中国化工情报信息协会第八次公布此榜单。

记者了解到，湖北宜化集团、云天化集团、翁福集团、阳泉煤业集团阳煤化工集团、贵州开磷集团、山东鲁北化工、金正大、施可丰、江苏阿波罗、中盐安徽红四方居前十名，龙头企业地位依然稳固。今年榜单中的新生企业占30%左右，且发展势头强劲，预示着更多主打科技型、差异化产品和服务的新生企业在崛起，并在推动全行业加快调转升级步伐。

另据了解，2015年我国2438家化肥生产企业中，累计亏损企业为351家，较上年降低了11.1%；亏损企业亏损额99.05亿元，较上年减少27.7%。

会议同期还发布了2015中国磷复肥企业100强、中国化肥设备制造企业100强、中国化肥流通企业100强、中国氮肥企业销售50强、中国生物企业竞争力50强、中国新型肥料企业竞争力50强、中国钾肥企业50强、中国微量元素肥料企业竞争力10强和中国腐植酸肥料企业竞争力10强等排行榜。

作者简介：宁红军(1971-)，男，工程师，从事化工生产一线工作 ，电话：13849553661；联系人：杜洪涛(1976-)，男，工程师，从事化工生产管理工作，电话：13903751917。

收稿日期：2015-10-23

中图分类号：TQ062.1

文献标识码：B

文章编号：1003-3467(2015)12-0050-03