寧紅軍， 呂　洋， 李金友， 杜洪濤

(1.平頂山市神馬萬里化工股份有限公司 ， 河南 平頂山　467000 ， 2.河南神馬尼龍化工有限責(zé)任公司 ， 河南 平頂山　467000 )

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中壓中溫粗苯加氫生產(chǎn)工藝技術(shù)

寧紅軍1， 呂洋1， 李金友1， 杜洪濤2

(1.平頂山市神馬萬里化工股份有限公司 ， 河南 平頂山467000 ， 2.河南神馬尼龍化工有限責(zé)任公司 ， 河南 平頂山467000 )

摘要：針對(duì)高壓高溫粗苯加氫生產(chǎn)精苯的工藝缺陷，用Co-Mo為催化劑主要成分，Al2O3球?yàn)檩d體，改進(jìn)裝載容器、裝填量及裝填方式；用環(huán)形開孔結(jié)構(gòu)的蒸發(fā)分配器為苯和氫的蒸汽分配器，使苯蒸汽與氫氣得以充分混合；確定了最佳條件：反應(yīng)壓力為4~4.5 MPa，反應(yīng)溫度為610~625 ℃；并在原高壓高溫裝置的基礎(chǔ)上完成了中壓中溫粗苯加氫生產(chǎn)精苯的技術(shù)改造，提高了裝置運(yùn)行的安全性，連續(xù)運(yùn)行周期大幅提升，精苯年產(chǎn)量將由2.7萬t增加至4.5萬t，取得了較好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：粗苯加氫 ； 中溫中壓 ； 過渡金屬 ； 催化劑

0前言

河南神馬尼龍化工有限責(zé)任公司是國家為加快發(fā)展我國尼龍產(chǎn)業(yè)，成套引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備建設(shè)的大型現(xiàn)代化企業(yè)，是國家“八五”、“九五”重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目。其中，精苯裝置作為尼龍產(chǎn)業(yè)鏈的源頭，在整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈條中起至關(guān)重要的作用，該裝置采用Litol高溫高壓氣相加氫工藝，由美國胡德利公司開發(fā)、日本旭化成公司改進(jìn)的粗苯催化加氫精制技術(shù)，主要對(duì)原料粗苯進(jìn)行催化加氫制得含量99.9%以上的精苯，是繼上海寶鋼苯加氫廠國內(nèi)投產(chǎn)的第二套Litol工藝粗苯加氫精制裝置，具有苯純度高、產(chǎn)品單一、產(chǎn)量大等特點(diǎn)。

但由于高溫高壓條件下的氫氣腐蝕很嚴(yán)重，對(duì)設(shè)備和管道的材質(zhì)要求很高，目前我國不銹鋼的品種、規(guī)格，尤其是耐高溫、耐高壓、抗氫腐蝕的不銹鋼品種和規(guī)格不滿足使用要求，一些特殊管道、管件、法蘭、閥門只能依靠引進(jìn)；生產(chǎn)原料和產(chǎn)品都是易燃易爆的物質(zhì)，生產(chǎn)的危險(xiǎn)性極大；另外，高溫高壓裝置投資較大，操作費(fèi)用高，且循環(huán)氫在高溫高壓下還有硫化氫腐蝕的問題，需要用單乙醇胺(MEA)法脫硫，這也增加了投資和操作費(fèi)用。因此，計(jì)劃對(duì)裝置進(jìn)行改造。

1工藝技術(shù)選擇

1.1　Uhde低溫氣相加氫技術(shù)(KK法)

德國的Uhde低溫氣相加氫技術(shù)(KK法)，是由德國BASF公司開發(fā)Uhde公司改進(jìn)的粗苯加氫精制工藝。粗苯經(jīng)高速泵提壓后與循環(huán)氫氣混合進(jìn)入連續(xù)蒸發(fā)器，有效抑制了高沸點(diǎn)物質(zhì)在換熱器及再沸器表面的聚合結(jié)焦；苯蒸氣與循環(huán)氫氣混合物進(jìn)入蒸發(fā)塔，經(jīng)再次蒸發(fā)后進(jìn)入預(yù)反應(yīng)器，雙烯烴、苯乙烯、二硫化碳等容易聚合的物質(zhì)在Ni-Mo催化劑作用下，于190～240 ℃條件下加氫變?yōu)閱蜗N；最后進(jìn)入主反應(yīng)器，在高選擇性Co-Mo催化劑作用下進(jìn)行氣相加氫反應(yīng)，單烯烴此時(shí)反應(yīng)形成飽和烴。加氫條件為：溫度300～380 ℃、壓力3.0～4.0 MPa。粗苯原料經(jīng)連續(xù)蒸發(fā)后進(jìn)入蒸發(fā)塔脫除重組分，輕苯在固定床進(jìn)行氣相加氫反應(yīng)，產(chǎn)生的H2S及其他氣體從反應(yīng)塔頂排出；加氫油經(jīng)END萃取蒸餾將非芳烴分離出去，再經(jīng)連續(xù)精餾可以得到產(chǎn)品苯、甲苯及混合二甲苯。

1.2　國內(nèi)低溫氣相加氫工藝

在消化吸收國外同類技術(shù)的基礎(chǔ)上，研究人員開發(fā)了國產(chǎn)化低溫兩段氣相催化加氫工藝技術(shù)，加氫條件為：預(yù)反應(yīng)溫度190 ℃，壓力2.9 MPa，主反應(yīng)溫度280 ℃, 壓力2.7 MPa。粗苯經(jīng)脫重組分塔脫除重組分后，與循環(huán)氫混合連續(xù)蒸發(fā)進(jìn)入加氫反應(yīng)器，加氫過程產(chǎn)生的H2S及其他氣體從反應(yīng)塔頂排出，加氫油經(jīng)SED萃取蒸餾，將非芳烴分離出去，再經(jīng)連續(xù)精餾可以得到產(chǎn)品苯、甲苯及混合二甲苯。

1.3　中壓中溫粗苯加氫

平頂山市神馬萬里化工股份有限公司在原萊托法高溫催化加氫工藝的基礎(chǔ)上，選擇新型的Co-Mo/Al2O3加氫催化劑，并對(duì)裝置設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)， 降低了加氫反應(yīng)的溫度和壓力，操作條件符合中壓中溫粗苯加氫工藝的要求。

2中壓中溫粗苯加氫工藝

原精苯裝置采用的是萊托法高溫催化加氫工藝，原料粗苯通過催化加氫進(jìn)行精制，反應(yīng)壓力4.5 MPa，反應(yīng)溫度為600~625 ℃，產(chǎn)品精苯送至下游環(huán)己醇裝置。要提高裝置的生產(chǎn)能力，必須進(jìn)行工藝、設(shè)備、管線的技術(shù)改造，采用中壓中溫粗苯加氫工藝不論從投資費(fèi)用，還是從工藝技術(shù)的可行性衡量，都是最好的選擇。

精苯裝置工藝流程框圖如圖1所示。

圖1　精苯裝置工藝流程框圖2.1　中壓中溫粗苯加氫催化劑

2.2　工藝流程簡(jiǎn)介

中壓中溫粗苯加氫工藝的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)在于混合汽化、預(yù)處理和催化反應(yīng)工段，根據(jù)中壓中溫粗苯加氫工藝技術(shù)要求和產(chǎn)能進(jìn)行物料衡算，在高壓高溫加氫工藝及設(shè)備的基礎(chǔ)上選擇合適的加氫催化劑、完善工藝流程、改進(jìn)生產(chǎn)設(shè)備、重新設(shè)計(jì)裝載容器、裝填量及裝填方式，最后確定最佳工藝條件為：反應(yīng)壓力4.0~4.5 MPa，反應(yīng)溫度610~625 ℃，加氫催化劑為碟孔狀Co-Mo催化劑，Al2O3球作為載體；以環(huán)形開孔蒸發(fā)分配器作為苯、氫氣蒸發(fā)分配器，使苯蒸氣與氫氣的充分混合。改進(jìn)后的精苯裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，有效降低了反應(yīng)壓力和溫度，提高了系統(tǒng)操作的安全性，增加了粗苯精制的生產(chǎn)能力，降低了綜合能耗。

2.3　實(shí)施效果

①汽化和預(yù)處理工段：高溫高壓粗苯加氫工藝中蒸發(fā)器蒸發(fā)量較小，限制了裝置的生產(chǎn)能力，通過將蒸發(fā)器分配器開孔方式由單一上部開孔、圓盤上部(側(cè)開孔)改為環(huán)形開孔(增加了開孔數(shù))，使孔分布更均勻，提高了開孔率，同時(shí)將蒸發(fā)器的容積量由7 m3增加至15 m3，滿足了6萬t/a粗苯處理要求。②萊托法催化反應(yīng)工段：在6萬t/a粗苯處理能力的生產(chǎn)負(fù)荷下，新增一個(gè)8 m3反應(yīng)器，內(nèi)部裝填A(yù)l2O3球作為載體的Co-Mo催化劑3.8 t，催化劑的使用周期由原來的180 d延長至300 d，保證了連續(xù)高負(fù)荷生產(chǎn)過程中精苯中的噻吩含量低于控制指標(biāo)0.06×10-6。③將主反應(yīng)器壓力由5.5 MPa降至4.0~4.5 MPa，反應(yīng)溫度由640 ℃降至610~625 ℃，使得精苯裝置的操作安全性大大提升。④新增往復(fù)式循環(huán)氣體壓縮機(jī)，將氫氣供量由原來的9 300 Nm3/h增至15 000 Nm3/h，保證了粗苯在中壓中溫工藝條件下的充分加氫，有效提高了裝置的生產(chǎn)負(fù)荷，且產(chǎn)品質(zhì)量?jī)?yōu)于高溫高壓工藝。

3經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)

中壓中溫粗苯加氫裝置的生產(chǎn)年能力由原來的2.7萬t增加至4.5萬t。加氫催化劑使用周期由原來的180 d延長至300 d以上。高壓高溫粗苯加氫工藝改為中壓中溫工藝后，裝置運(yùn)行的危險(xiǎn)性降低，安全性增加，相應(yīng)的動(dòng)力和設(shè)備檢修期大大延長，系統(tǒng)連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行周期大幅提升。產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)合格率為100%。

4經(jīng)濟(jì)效益分析

項(xiàng)目總投資 367 萬元。其中，設(shè)備購置費(fèi)335萬元，管線閥門材料15萬元，土建、安裝15萬元，儀器、儀表2萬元。中壓中溫粗苯加氫工藝的開發(fā)及工業(yè)化應(yīng)用項(xiàng)目是在原有生產(chǎn)裝置的基礎(chǔ)上進(jìn)行的技術(shù)改進(jìn)，絕大部分高溫高壓粗苯加氫工藝裝備經(jīng)過流程改進(jìn)或技術(shù)更新，均可實(shí)現(xiàn)再次利用。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備及工藝的實(shí)際情況，設(shè)計(jì)出符合中壓中溫粗苯加氫工藝需要的生產(chǎn)模式，不僅節(jié)省了試驗(yàn)場(chǎng)地，而且還節(jié)約了大量的設(shè)備研究經(jīng)費(fèi)。

日產(chǎn)精苯量達(dá)到150 t，年精苯產(chǎn)量達(dá)到4.5萬t。精苯銷售價(jià)格按8 900元/t計(jì)算，年產(chǎn)值可達(dá)到40 050萬元。精苯利潤按344元/t計(jì)算，年利潤可達(dá)到1 548萬元。

5結(jié)論

該中壓中溫粗苯加氫工藝技術(shù)的工業(yè)化技改項(xiàng)目，是在原高溫高壓生產(chǎn)裝置的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，絕大部分高溫高壓粗苯加氫工藝裝備均可再次利用；同時(shí)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備及管路的實(shí)際情況，設(shè)計(jì)了適合中壓中溫粗苯加氫工藝需要的技術(shù)方案，節(jié)約了技改投資。通過對(duì)高溫高壓粗苯加氫工藝設(shè)備的工業(yè)化改造，在確保產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，大大延長了裝置的生產(chǎn)周期，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的安全穩(wěn)定和高產(chǎn)運(yùn)行，在國內(nèi)同行業(yè)中起到引領(lǐng)示范作用，具有廣闊的推廣應(yīng)用前景。

中壓中溫粗苯加氫工藝裝置經(jīng)過兩年多的生產(chǎn)運(yùn)行，取得了較好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益；穩(wěn)定運(yùn)行周期由年平均300 d增加到345 d；催化劑使用周期由5個(gè)月延長到10個(gè)月，精苯日產(chǎn)為142 t，年產(chǎn)量達(dá)到4.899萬t，產(chǎn)品質(zhì)量合格率100%；粗苯單耗1.31 t，氫氣單耗小于170 Nm3/t，達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)。

2015中國化肥企業(yè)百強(qiáng)出爐

近日，2015中國化肥企業(yè)100強(qiáng)排行榜在北京發(fā)布。這是中國化工學(xué)會(huì)化肥專委會(huì)、中國化工情報(bào)信息協(xié)會(huì)第八次公布此榜單。

記者了解到，湖北宜化集團(tuán)、云天化集團(tuán)、翁福集團(tuán)、陽泉煤業(yè)集團(tuán)陽煤化工集團(tuán)、貴州開磷集團(tuán)、山東魯北化工、金正大、施可豐、江蘇阿波羅、中鹽安徽紅四方居前十名，龍頭企業(yè)地位依然穩(wěn)固。今年榜單中的新生企業(yè)占30%左右，且發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁，預(yù)示著更多主打科技型、差異化產(chǎn)品和服務(wù)的新生企業(yè)在崛起，并在推動(dòng)全行業(yè)加快調(diào)轉(zhuǎn)升級(jí)步伐。

另據(jù)了解，2015年我國2438家化肥生產(chǎn)企業(yè)中，累計(jì)虧損企業(yè)為351家，較上年降低了11.1%；虧損企業(yè)虧損額99.05億元，較上年減少27.7%。

會(huì)議同期還發(fā)布了2015中國磷復(fù)肥企業(yè)100強(qiáng)、中國化肥設(shè)備制造企業(yè)100強(qiáng)、中國化肥流通企業(yè)100強(qiáng)、中國氮肥企業(yè)銷售50強(qiáng)、中國生物企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力50強(qiáng)、中國新型肥料企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力50強(qiáng)、中國鉀肥企業(yè)50強(qiáng)、中國微量元素肥料企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力10強(qiáng)和中國腐植酸肥料企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力10強(qiáng)等排行榜。

作者簡(jiǎn)介：寧紅軍(1971-)，男，工程師，從事化工生產(chǎn)一線工作 ，電話：13849553661；聯(lián)系人：杜洪濤(1976-)，男，工程師，從事化工生產(chǎn)管理工作，電話：13903751917。

收稿日期：2015-10-23

中圖分類號(hào)：TQ062.1

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1003-3467(2015)12-0050-03