1、萃取精餾粗苯精制技術(shù)2011.05.17報(bào)告人：李憑力1 純苯來源及用途 焦化 苯乙烯、順酐 純苯 環(huán)己烷、環(huán)己酮 石油 硝基苯、氯苯等 目前我國(guó)焦炭產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的6070%，這也預(yù)示著我國(guó)焦化粗苯來源豐富，所以焦化粗苯精制已經(jīng)成為我國(guó)獲得純苯產(chǎn)品的重要來源。2 粗苯精制主要工藝路線流程簡(jiǎn)單，純度低，有污染純度高，投資大，能耗高，芳烴損失純度高，投資低，效益好，無污染2.1 硫酸洗滌法粗苯精制 酸洗法是我國(guó)傳統(tǒng)的粗苯精制方法，此法主要利用噻吩和硫酸的磺化反應(yīng)以及酸催化下的共聚反應(yīng)來脫除噻吩和烯烴等雜質(zhì)。其工藝為：粗苯經(jīng)兩苯塔、初餾塔、硫酸洗滌、吹苯及堿中和塔、純苯塔、甲苯塔、二甲苯塔分別得

2、到重質(zhì)苯、初餾分、純苯、甲苯和二甲苯。 酸洗法的優(yōu)點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單，投資少，目前許多中小型粗苯加工廠仍在使用。 酸洗法的缺點(diǎn)是產(chǎn)生酸焦油、堿渣和廢水等污染物，產(chǎn)品質(zhì)量差，收率低，破壞了噻吩等有用物質(zhì)。2.1 硫酸洗滌法粗苯精制2.2 加氫法粗苯精制 粗苯加氫的工藝主要有Litol高溫汽相加氫法和K.K低溫汽相加氫法。 Litol法在610、6.0MPa條件下加氫，K.K法在300380、3.04.0MPa條件下加氫。2.2 加氫法粗苯精制 加氫法的優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)品純度高。 加氫法的缺點(diǎn)是投資高，破壞了噻吩等有用物質(zhì)，催化劑及主要加氫技術(shù)由國(guó)外控制，產(chǎn)生H2S、NH3等廢棄物。2.3 萃取精餾法粗苯精制

3、萃取精餾法粗苯精制技術(shù)是近期開發(fā)成功并已工業(yè)化的一項(xiàng)新技術(shù)。由于采用純物理方法進(jìn)行粗苯分離，所以無三廢排放并可以使粗苯中的所有物質(zhì)得以回收。 優(yōu)點(diǎn)是投資小、產(chǎn)品純度高、收率高。2.3.1 萃取精餾概念 在原料液中加入第三組分以增加原料液中兩個(gè)組分間的相對(duì)揮發(fā)度，從而使原料變得更容易分離。加入的第三組分稱為溶劑或萃取劑。萃取劑要選擇高沸點(diǎn)、穩(wěn)定、低毒和易得的物質(zhì)。 相對(duì)揮發(fā)度=(Pa/Xa)/(Pb/Xb) 對(duì)于理想溶液=Pa0/Pb02.3.2 苯和噻吩相對(duì)揮發(fā)度溶劑比相對(duì)揮發(fā)度01.1092 11.6029631.80952951.89509471.96096992.116677苯和噻吩在萃

4、取劑作用下的相對(duì)揮發(fā)度2.3.3 甲苯和2-甲基噻吩相對(duì)揮發(fā)度溶劑比相對(duì)揮發(fā)度01.06611.14331.45851.55371.72991.803甲苯與2-甲基噻吩在萃取劑作用下的相對(duì)揮發(fā)度2.3.4 甲苯和3-甲基噻吩相對(duì)揮發(fā)度甲苯與3-甲基噻吩在萃取劑作用下的相對(duì)揮發(fā)度溶劑比相對(duì)揮發(fā)度01.12311.33231.80752.03572.25792.3062.3.5 鄰二甲苯和苯乙烯相對(duì)揮發(fā)度溶劑比相對(duì)揮發(fā)度01.048791:011.355333:011.48875:011.595677:011.620989:011.59316鄰二甲苯與苯乙烯在萃取劑作用下的相對(duì)揮發(fā)度2.3.6 萃

5、取精餾實(shí)施例2.3.7 萃取精餾粗苯精制技術(shù)發(fā)展1975年，由美國(guó)人提出并申請(qǐng)了專利1975年后，前蘇聯(lián)研究表明對(duì)于深度凈化苯中飽和烴、烯烴和噻吩等雜質(zhì)最有前途的方法是萃取精餾。1989年，天津大學(xué)，南京工業(yè)大學(xué)開始著手研究萃取精餾粗苯精制技術(shù)2002年后，北京石油化工學(xué)院開始萃取精餾-吸附耦合脫噻吩技術(shù)的研究并申請(qǐng)了多項(xiàng)專利。2006年，天津凱賽特科技有限公司通過萃取精餾粗苯精制中試實(shí)驗(yàn)。中試結(jié)果2008年，天津凱賽特科技有限公司的第一套萃取精餾焦化苯精制項(xiàng)目建成投產(chǎn)，純苯純度99.97%以上，噻吩含量0.5ppm以下 3 萃取精餾粗苯精制工藝第一單元第二單元第三單元第四單元 粗苯分離初餾分

6、、含硫苯、粗甲苯、粗二甲苯、重質(zhì)苯苯萃取精餾 苯非芳、純苯、噻吩 甲苯非芳、 甲苯、甲基噻吩甲苯萃取精餾二甲苯非芳、二甲苯、粗苯乙烯二甲苯萃取精餾3.1 第一單元流程圖3.1 第一單元流程敘述 經(jīng)預(yù)熱器預(yù)熱后的粗苯進(jìn)入兩苯塔，塔底采出重質(zhì)苯作為副產(chǎn)品進(jìn)入重質(zhì)苯儲(chǔ)罐，塔頂蒸汽冷凝后，部分回流，部分作為輕苯采出進(jìn)入初餾塔；初餾塔頂蒸汽冷凝后，部分回流，部分采出作為副產(chǎn)品進(jìn)入初餾分儲(chǔ)罐，塔底脫除輕組分后的輕苯進(jìn)入純苯一塔； 純苯一塔頂蒸汽冷凝后部分回流，部分采出進(jìn)入苯萃取精餾單元，塔底物料進(jìn)入純苯二塔；純苯二塔頂蒸汽給純苯一塔底換熱冷凝后部分回流，部分采出進(jìn)入苯萃取精餾單元，塔底物料進(jìn)入甲苯塔；3.

7、1 第一單元流程敘述 甲苯塔頂蒸汽冷凝后部分回流，部分采出進(jìn)入甲苯萃取精餾單元，塔底物料進(jìn)入二甲苯塔；二甲苯塔頂蒸汽冷凝后部分回流，部分采出進(jìn)入二甲苯萃取精餾單元，塔底重質(zhì)苯采出進(jìn)入重質(zhì)苯儲(chǔ)罐。3.1 第一單元流程敘述 采用萃取劑給初餾塔加熱和粗苯進(jìn)料預(yù)熱、純苯2塔給純苯1塔加熱，二單元脫CS2給甲苯塔加熱的熱耦合工藝后可節(jié)能40%以上。 3.1 第一單元流程特點(diǎn)3.2 第二單元流程圖 來自一單元的含硫苯進(jìn)入脫CS2塔，在塔內(nèi)將CS2從塔頂脫除，脫CS2塔頂蒸汽冷凝后部分回流，部分采出返回一單元初餾塔，塔底物料進(jìn)萃取精餾脫非芳塔。3.2 第二單元流程敘述 脫非芳塔內(nèi)將絕大部分非芳烴從塔頂脫除，

8、脫非芳塔頂蒸汽冷凝后部分回流，部分作為副產(chǎn)品采出進(jìn)入非芳烴儲(chǔ)罐，塔底物料進(jìn)入主萃取精餾塔，脫非芳塔底由萃取劑加熱，不用一次熱量。3.2 第二單元流程敘述 苯萃取精餾塔頂蒸汽冷凝后部分回流，部分采出進(jìn)入純苯產(chǎn)品罐，塔頂?shù)玫降谋郊兌仍?9.95%以上、噻吩含量1ppm以下，塔底物料進(jìn)入萃取劑再生塔，苯萃取精餾塔設(shè)有熱量回收裝置，以充分利用萃取劑的熱量，減少一次熱量的用量。3.2 第二單元流程敘述 萃取劑再生塔頂蒸汽冷凝后部分回流，部分采出進(jìn)入二級(jí)萃取精餾塔，再生后的萃取劑經(jīng)回收熱量后循環(huán)使用。 二級(jí)萃取精餾塔頂蒸汽冷凝后部分回流，部分采出返回脫非芳塔，塔底物料進(jìn)入二級(jí)萃取劑回收塔，二級(jí)萃取精餾塔亦

9、設(shè)有熱量回收裝置。3.2 第二單元流程敘述 二級(jí)萃取劑回收塔頂蒸汽冷凝后部分回流，部分采出進(jìn)入噻吩精制塔，塔底萃取劑經(jīng)熱量回收后循環(huán)使用。 噻吩精制塔頂蒸汽冷凝后部分回流，部分采出進(jìn)入噻吩產(chǎn)品罐，噻吩純度在98%以上。 3.2 第二單元流程敘述 經(jīng)換熱網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化和回收萃取劑熱量可節(jié)約一次能源40%左右。 可生產(chǎn)出高品質(zhì)的純苯。 可回收噻吩。 3.2 第二單元流程特點(diǎn)3.3 第三單元流程圖 來自一單元的粗甲苯進(jìn)入甲苯脫非芳塔，在塔內(nèi)將絕大部分甲苯非芳烴從塔頂脫除，甲苯脫非芳塔頂蒸汽冷凝后部分回流，部分作為副產(chǎn)品采出進(jìn)入甲苯非芳烴儲(chǔ)罐，塔底物料進(jìn)入甲苯萃取精餾塔，甲苯脫非芳塔底由萃取劑加熱，不用一次

10、熱量。3.3 第三單元流程敘述 甲苯萃取精餾塔頂蒸汽冷凝后部分回流，部分采出進(jìn)入甲苯產(chǎn)品罐，塔頂?shù)玫降募妆郊兌仍?9.8%以上、甲基噻吩含量100ppm以下，塔底物料進(jìn)入甲苯萃取劑再生塔，甲苯萃取精餾塔設(shè)有熱量回收裝置，以充分利用萃取劑的熱量，減少一次熱量的用量。3.3 第三單元流程敘述 甲苯萃取劑再生塔頂蒸汽冷凝后部分回流，部分采出進(jìn)入二級(jí)萃取精餾塔，再生后的萃取劑經(jīng)回收熱量后循環(huán)使用。 3.3 第三單元流程敘述 甲苯二級(jí)萃取精餾塔頂蒸汽冷凝后部分回流，部分采出進(jìn)入甲苯脫非芳塔，中下部采出甲基噻吩餾分，再生后的萃取劑經(jīng)回收熱量后循環(huán)使用。 經(jīng)熱量回收后，三單元節(jié)約一次能源30%左右。 3.3

11、 第三單元流程敘述3.4 第四單元流程圖 來自一單元的粗二甲苯進(jìn)入二甲苯脫非芳塔，在塔內(nèi)將絕大部分二甲苯非芳烴從塔頂脫除，二甲苯脫非芳塔頂蒸汽冷凝后部分回流，部分作為副產(chǎn)品采出進(jìn)入二甲苯非芳烴儲(chǔ)罐，塔底物料進(jìn)入二甲苯萃取精餾塔，二甲苯脫非芳塔底由萃取劑加熱，不用一次熱量。3.4 第四單元流程敘述 二甲苯萃取精餾塔頂蒸汽冷凝后部分回流，部分采出進(jìn)入二甲苯產(chǎn)品罐，塔頂?shù)玫?0度二甲苯，塔底物料進(jìn)入二甲苯萃取劑再生塔。3.4 第四單元流程敘述 二甲苯萃取劑再生塔頂蒸汽冷凝后部分回流，部分采出進(jìn)入粗苯乙烯罐，再生后的萃取劑經(jīng)回收熱量后循環(huán)使用。 經(jīng)熱量回收后，四單元節(jié)能20%左右。 3.4 第四單元流

12、程敘述3.5 主副產(chǎn)品質(zhì)量技術(shù)指標(biāo)3.6 節(jié)能和新技術(shù) 以推廣節(jié)能環(huán)保新技術(shù)為己任：降低能耗提高收率節(jié)約成本增加效益消除污染開發(fā)出萃取精餾粗苯精制新工藝：通過流程和換熱網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化，節(jié)能40%左右。與酸洗法相比收率可提高4%，與加氫法相比，收率可提高2%保證安全的基礎(chǔ)上盡可能的節(jié)省設(shè)備、儀表、電器等投資。回收粗苯中所有成份，其中噻吩等價(jià)格昂貴組分可使收益增加。分離過程為純物理過程，沒有化學(xué)反應(yīng)，不產(chǎn)生廢料、廢水 。3.7 萃取精餾技術(shù)優(yōu)點(diǎn)總結(jié)純物理過程，無固液廢料可回收所有組分純度可達(dá)99.95%以上5萬噸/年萃取精餾總投資約6000萬,加氫投資約2億元耦合換熱降低能耗回收了價(jià)值高的噻吩等組分3.

13、8 成功案例 2007年在山西恒強(qiáng)化工有限公司轉(zhuǎn)讓15萬噸/年粗苯萃取精餾裝置一套。 2007年在河南新宏化工有限公司轉(zhuǎn)讓3萬噸/年焦化苯萃取精餾裝置一套。 2008年在新疆吉木薩爾縣慶華化工有限公司轉(zhuǎn)讓3萬噸/年粗苯萃取精餾裝置一套。 2008年在山東東明恒瑜化工有限公司轉(zhuǎn)讓3萬噸/年焦化苯萃取精餾裝置一套。3.8.1成功案例山西山西恒強(qiáng)化工15萬噸/年粗苯萃取精餾精制項(xiàng)目產(chǎn)品純苯純度99.8%，噻吩含量200ppm，產(chǎn)品主要用于順酐生產(chǎn)，后續(xù)甲苯和二甲苯精制裝置已經(jīng)建成并計(jì)劃開車。423.8.2 成功案例河南河南新宏化工3萬噸/年焦化苯萃取精餾精制項(xiàng)目產(chǎn)品純苯純度99.97%以上，噻吩含量

14、0.5ppm以下 。433.8.3成功案例新疆新疆吉木薩爾縣慶華化工有限公司3萬噸/年粗苯萃取精餾精制項(xiàng)目建成粗苯分離和苯精制裝置，產(chǎn)品純苯純度99.95%以上，噻吩含量0.5ppm以下，后續(xù)甲苯和二甲苯精制裝置正計(jì)劃建設(shè)。44新疆產(chǎn)品分析色譜圖一新疆產(chǎn)品分析色譜圖二3.8.4 成功案例山東東明山東東明恒瑜化工 3萬噸/年焦化苯萃取精餾精制項(xiàng)目產(chǎn)品純苯純度在99.98%以上，硫含量在0.1ppm以下。47山東產(chǎn)品分析色譜圖一山東產(chǎn)品分析色譜圖二3.9 正在設(shè)計(jì)項(xiàng)目介紹山西龍騰達(dá)化工有限公司5.5萬噸/年粗苯萃取精餾精制項(xiàng)目，工藝包設(shè)計(jì)已經(jīng)完成，設(shè)計(jì)院施工圖設(shè)計(jì)完成，現(xiàn)正在施工。苯產(chǎn)品主要用于順酐生產(chǎn)。石家莊開泰化工有限公司3萬噸/年工藝包已完成，設(shè)計(jì)院正進(jìn)行施工圖設(shè)計(jì)。生產(chǎn)高純度低硫苯。50研究成果 近年來在粗苯精制方面申請(qǐng)專利7項(xiàng)。 取得苯/噻吩、甲苯/甲基噻吩和二甲苯/苯乙烯在不同萃取劑作用下相對(duì)揮發(fā)度的多組數(shù)據(jù)。 在高效精餾方面獲得天津市科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)一項(xiàng)，國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)一項(xiàng)。51公司專