粗苯加氫精制生產工藝的優化與探究

張文

（四川省達州鋼鐵集團有限責任公司，四川達州 635002）

粗苯加氫精制生產工藝的優化與探究

張文

（四川省達州鋼鐵集團有限責任公司，四川達州 635002）

四川省達鋼集團50kt/a粗苯加氫精制裝置生產五年來，隨著生產的進行，越來越多的工藝情況逐漸顯現，很多情況呈規律性發生。這里將裝置過去五年生產中所遇工藝、設備、廢氣排放等情況及相應處理、優化方法做一個歸納總結。

重組分；循環氣；過濾器；物料；堵塞

近年來，公司認真貫徹落實科學發展觀，準確把握國家產業政策要求，以創新為抓手，及時調整企業發展戰略，努力轉變發展方式，搶抓市場成長機遇，走長期可持續發展道路。為進一步落實公司向化工產業轉型，公司于2009年上馬一套50Kt/a粗苯加氫精制裝置，裝置于2010年3月正式投產，現在年生產量能達到設計值50kt/a，其中，純苯精制率達到99.95%以上，甲苯精制率達到98.00%以上，三苯回收率達到98.50%以上。

1 裝置介紹

50kt/a粗苯加氫精制裝置工藝采用甲醇馳放氣變壓吸附提純氫氣和粗苯加氫脫硫精制純苯等技術，生產控制上采用DCS集散控制系統[1]，由DCS系統進行監視、操作、報警、聯鎖和控制，尤其對關鍵電器和運轉設備進行遠程控制，實現自動化管理[2]。同時，該裝置三廢排放少，對環境影響小，安全消防上采用氣防、消防聯鎖系統，并與DCS系統掛接，且互為冗余，措施較完善，抗風險能力較強。

加氫精制生產能力為50kt/a，三苯回收率≥98%，可以年產精制純苯34 000t/a，甲苯5 000t/a，二甲苯2 000t/a。同時，還有少量非芳烴及溶劑油。由于裝置采用了加氫法，替代用高污染的硫酸法處理焦化苯，因此產生了巨大的社會效益。

2 原料預處理工序

2.1 壓力與自動調節

兩苯塔作為一個常壓精餾塔，在生產過程中屬于工藝性能比較穩定的設備。由于它的工藝指標穩定性能較好，在生產過程中，整個工序均可以自動調節，以減少人工操作強度。值得注意的是，兩苯塔的穩定性主要基于其塔內壓力變化，而塔內壓力與蒸發器（T301）底部采出量有直接關系。因此，當蒸發器（T301）底部采出量變化較大及兩苯塔內部壓力變化較大時，要注意塔內原料、回流及重組分物料采出量的變化。

2.2 關于廢油的回收

廢油的主要構成是水和原料油，且水的量遠遠大于原料油的量。因此，在回收廢油時，要特別注意兩苯塔內的壓力變化。通過控制廢油量的大小，避免油水共沸現象的發生。通過控制熱源（蒸汽）量供給的大小，以保證塔內的熱量平衡。

2.3 關于二甲苯塔塔底重組分的回收

本裝置設計的二甲苯塔采用間歇蒸餾的方式生產，因此，在生產一段時間后，需要對其塔底重組分物料進行回收。首先，在回收過程中，需保證二甲苯塔內壓力處于非負壓狀態。最好采用打開塔頂放散閥，使塔內處于常壓狀態。其次，在回收過程中，需用到兩苯塔重組分輸送管線。因此，在準備回收時，需要大量采出兩苯塔內重組分物料的量，保證在回收過程中兩苯塔的物料平衡和熱量平衡。

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2.4 關于蒸發器底部重組分的回收

蒸發器底部主要回收輕苯中的微量重組分。這里需要注意，雖然重組分的量在整個原料油中的比重較小，但如果這里沒有完全回收重組分，一旦其進入反應器將對反應器中的催化劑造成致命傷害。因此，蒸發器底部的重組分一定要及時全部回收。必須在蒸發器底部出口管線處安裝過濾器，及時清除雜質和不純物，保證管道暢通。此外，還要做好管道線路的保溫工作，減少管線內重組分物料的熱損失，保證管道不被堵塞。

3 壓縮循環工序

3.1 循環氣的排液工作

循環壓縮機的存在保證了循環氣的定向反復循環利用，循環過程中難免出現循環氣帶液的情況。為了有效避免液態物料進入壓縮機，從而對壓縮機機體帶來傷害風險，及時有效地排液尤為重要。

3.2 循環氣的溫度

壓縮機的往復作用必然產生摩擦生熱的效果。因此，循環氣的溫度是否匹配直接影響壓縮機的使用壽命。所以，在日常生產中，尤其是冬夏季生產中，要注意循環氣溫度的匹配工作。

3.3 循環氣的流量

4 加氫工序

4.1 原料泵負荷問題

在生產過程中，原料泵會出現不能保證正常生產負荷要求的情況。出現這種狀況的原因主要有三方面：1）泵體本身的問題，即泵體本身損壞或泵體過濾器堵塞；2）輸送管線的問題，因為輕苯中所含的重組分物料、化學不純物和其他雜質導致的管道線路堵塞；3）蒸發器負荷過大或加氫系統壓力增大導致的變相增加泵體本身負荷的情況。

4.2 反應器與原料狀態

反應器的工作要求反應物料必須以氣相形式通過催化劑床層。但是，生產過程中在高循環氣流速的帶動下，難免有少量液態物料被帶入。因此，預加氫反應器底部的排液工作必須定時高效地進行。切記，一旦大量液態物料進入催化劑床層，會導致短時間內催化劑的大面積結焦，反應器的進出口壓差成幾何倍數值增長。

4.3 關于水洗問題

隨著生產的進行，反應中生產的鹽類物質會部分附著在換熱器及物料輸送管道閥門上。因此，必須定期對換熱器及輸送管線進行水洗。需要注意氫氣（循環氣）換熱器水洗時的特殊性：氫氣（循環氣）換熱器的管殼程分別輸送的是循環氣和加氫油，而其他換熱器的管殼程分別輸送的是原料油和加氫油。

水洗過程中，隨著水洗的進行，必然導致循環氣溫度降低，從而降低循環氣壓力，導致加氫系統壓力下降，致使系統氫氣分壓下降。為了補充氫氣壓力（系統壓力），會加大對系統氫氣的補充量，這時，由于氫氣大量富集，主加氫反應器內原料油和氫氣會加速反應，甚至有副反應發生。這就是為什么在水洗氫氣換熱器時，主加氫反應器會大幅升溫的原因。

5 脫輕工序

脫輕工序保證了水和硫化氫與加氫油的徹底分離。在生產過程中，要注意硫化氫氣體的理化特性，減少硫化氫氣體的直接放空，避免硫化氫氣體對環境的污染和對設備的腐蝕。同時，硫化氫氣體點火時能在空氣中燃燒。當因火炬系統故障硫化氫氣體采用高空放空時，要特別注意硫化氫氣體因雷擊著火。

6 精餾工序

6.1 精餾操作要點

精餾操作要注意兩個要點：穩和準。在日常操作時，切記不要大幅度、大手大腳地調整參數值。不管是進料量、回流比，還是熱源供給量，都要緩慢加減，以達到“穩中求勝”的目的。在面對工藝參數的調整時，要做到“準”，準確、準時、準量，以達到“準確無誤”，從而保證精餾操作的質量平衡、熱量平衡和氣液平衡，進而達到精餾操作的最佳狀態。

6.2 萃取塔和溶劑再生塔

萃取塔和溶劑再生塔因萃取劑的循環使用及產生的結果，鑄就了它們在精餾工序中的緊密關系和重要作用，可以說它們是精餾工序的“心臟”。由于萃取劑結晶點低和沸點高的特點，在萃取塔和溶劑再生塔開車時要兩塔同時進行，且盡可能快地建立兩塔的物料流循環工作，以達到快速給兩塔物料升溫的目的。同時，日常生產中需要短時停車時，最好用最少量熱源維持兩塔的保溫循環工作，不要徹底全部停車，以便最快恢復生產。

7 關于堵塞問題

因為生產物料的特點，堵塞問題貫穿本裝置整個工藝流程。堵塞問題處理時的棘手和帶來的嚴重后果都不允許有堵塞事故的發生，處理堵塞問題的關鍵在于對源頭進行處理。首先是對粗苯原料的質量嚴格把關，其次是在生產工藝前端的工藝管線上設置可靠的易清理的過濾裝置，并及時清理過濾裝置，嚴格按照操作規程完成每一步驟工作，從而保證生產工作順利高效進行。

Optimization and Exploration of Crude Benzene Hydrogenation Refining the Production Process

Zhang Wen
(Sichuan Dazhou Iron and Steel Group Co., Ltd., Sichuan Dazhou 635002)

Since the refining device of 50kt/a crude benzol hydrogenation of Dazhou Iron&Steel Group is put into production for five years, more and more processing conditions appear gradually and regularly with the progress production. In this paper, the technology, equipment and exhaust emissions which the refining device encountered in the whole production over the last five years, as well as the corresponding treatment and optimization methods, are summarized.

Heavies;Recycle Gas;Filter;Material;Clogging

TQ522.62

A

2096-0387（2016）01-0027-03

張文（1982-），女，四川人，碩士，高級工程師，研究方向：化學工業研究。

[1]王松漢.化工單元過程[M].北京:化學工業出版社,2002:67-80.

[2]鄧建強.化工工藝學[M].北京:北京大學出版社,2009:122-131.