苯加氢反应器的设计

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要设计苯加氢反应器，初始参数要那些？是流化床反应器么？

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焦化粗苯加氢技术的发展与展望
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, }- _. j; R8 b, _# ~赵守全陈佩文(唐山中润煤化工有限公司，唐山063611)

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5 ^4 F& M4 l3 I1 E8 B《燃料与化工》2007年11月第38卷第6期


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1粗苯加氢行业的现状
近年来，随着焦化行业的发展，一些大型焦炉陆续开工。使得我国的粗苯产量有了明显的提高。2006年我国焦化粗苯年产量已达到145万t左右，这使粗苯加氢精制的原料有了可靠保障。另一方面，我国的芳烃生产主要集中在石化行业，据统计目前我国粗苯加工能力仅为65万t，其中只有19万t采用加氢工艺生产，其他均采用酸洗法。随着国际石油价格的上涨，以石油为原料生产芳烃的成本提高，而焦化粗苯加氢工艺的产品质量已完全能替代石油苯。这使得国内大型焦化企业都把粗苯加氢精制纳入到企业的战略规划中来。所以如何选择合适的焦化粗苯加氢工艺就成为当前一些企业的首要问题
2目前国内外的主要工艺
焦化粗苯的精制最早采用酸洗法，由于该工艺脱硫效率低、芳烃损失率高、产率低、质量差、生产成本高且副产酸焦油和残渣处理难度大，造成了不可避免的环境污染。随着我国有机化工高端产品的迅速发展，对原料的要求越来越高，酸洗法所得的芳烃产品质量已无法满足高端化工产品生产需求，在发达国家早已被淘汰。我国一些企业相继开发了粗苯催化加氢精制工艺，所得产品苯的品质已经有了很大的提高，产品质量已完全能替代石油苯。目前国外粗苯加氢精制工艺以反应温度区分有高温法(600~C～630~C)和低温法(320~C～380~C)两种。低温法主要以美国Axens低温气液两相加氢技术、德国Uhde低温气相加氢技术为代表，高温法主要以Litol技术为代表。下面就主要的两种工艺做简要说明。
2.1低温法粗苯催化加氢精制工艺
低温加氢精制工艺是在低温(反应温度280~C～350~C)、低压(2.4MPa)和催化剂(Co"-Mo和Ni—Mo)作用下进行的催化加氢过程，经脱重装置后轻苯组分中的烯烃、环烷烃、含硫化合物、含氮化合物转化为相应的饱和烃，通过萃取蒸馏法将芳烃和非芳烃分离。通过精馏生产可以得到高质量的苯、甲苯、二甲苯等产品。
2.2高温法催化加氢精制工艺
# M* {/ O. y- K8 e" L高温加氢精制工艺是在高温(620~C)、高压(5.5MPa)和催化剂(Co—Mo和Cr2o，一Al2o，)作用下进行的气相催化两段加氢技术，将轻苯中的烯烃、环烷烃、含硫化合物、含氮化合物转化为相应的饱和烃，同时发生苯的同系物加氢和脱烷基反应，通过精馏方法提取高纯度的苯产品，达到苯的高回收率(回收率可达114％)。同时值得说明的是由于用高温催化加氢脱除的烷基制氢作为氢源，不需要外界提供氢气.工艺流程见图2。
2.3国内加氢工艺介绍
9 e2 x& n: k* @我国自20世纪70年代就开始从事焦化粗苯加氢精制工艺的研究与开发工作，研制开发出中温加氢法和低温加氢法。90年代我国相继在宝钢化工一期及河南神马先后引进日本的Litol法高温加氢技术.石焦等企业引进了德国KK法工艺技术。目前我国开发了自己的气相加氢技术，并已经在山西太化投产。
3工艺技术的比较及综合评价
+ J, ]" J6 y* x3 n% p  P8 b通过两种工艺的介绍以及表1的工艺参数比较.我们可以看出：
(1)传统的酸洗法。由于三苯纯度和收率低，产生酸焦油和废渣无法处理。随着有机化学工业的发展.此工艺已经完全不能满足现代生产的需求，加上国家环保政策的陆续出台，必将被先进的催化加氢工艺所取代。
(2)加氢反应器方面。高温加氢工艺自身能形成一个加氢与制氢的物料平衡状态，所以适应那些没有氢气来源的企业，而且苯产品收率高，产品单一.工艺简单：但由于反应需在高温高压下操作，对设备的材质要求高，需要国外进口。低温加氢必须要外界供氢，产品品种多，对设备的要求相对较低。
* \9 w* ^; z5 j" N( F; D(3)蒸馏方面。高温加氢采用简单精馏，操作简单。而低温加氢采用萃取蒸馏，蒸馏设备多、工艺复杂，就两种工艺而言，高温加氢蒸馏较低温加氢容易。
6 y, g7 t- X; g% }5 s8 k5 z(4)能耗。高温法生产单耗为280元/t粗苯，而低温法生产单耗大约在370元/t粗苯。
. O4 g# z. y3 ^" w9 T. k6 S3 |(5)其他因素。高温加氢占地少，但岗位定员较低温加氢多。操作以及检修等因素来说，低温加氢相对要容易些。
(6)利润。芳烃总的收率接近，但由于近年来苯的价格比甲苯、二甲苯高出600～1000元/t.而单耗低90元/t，所以高温法利润较高。
(7)就低温加氢而言，Axens加氢法和KK加氢法在工艺上没有绝对的区别.只是Axens加氢工艺预反应器为液相加氢，较KK法温度低.相对不宜结焦；但Axens加氢法比KK法多一台加热炉，氢气加入点多，工艺相对复杂，操作难度稍大。
4经济效益分析及市场前景展望
+ J5 x! r% |/ i' \. X近年来伴随我国经济的发展，三苯及其下游产品的需求量及出1：3量越来越大，尽管我国目前在建的和计划建设的芳烃项目越来越多，但仍然不能满足国内的需求。国际石油价格的上涨，焦化粗苯精制工艺的不断完善，为焦化加氢工艺提供了有利的发展空间。焦化粗苯加氢精制的大型化、集约化将是未来芳烃发展的趋势之一。
就目前国内的市场行情来说，焦化粗苯加氢法比石油苯成本低1500元/t左右，所以焦化粗苯精制的利润空间将大大的提升，焦化粗苯精制必将具有极大的竞争力。同时就目前所有的粗苯精制工艺而言.尽管酸洗法有生产投入少，操作方便的优点，但以目前高端市场的需求来说已不能满足市场需求。在粗苯加氢精制工艺中，高温加氢法一次性投资比低温法稍高.但由于蒸馏简单，且能耗比低温粗苯加氢工艺低100元/t，高温法的产品为单一纯苯.目前纯苯的市场价比甲苯、二甲苯高600～1000元/t左右，尽管加氢反应器是高温高压.但随着我国化工技术的发展已不是难以解决的问题，所以在引进工艺及进口设备的情况下.建议采用高温高压加氢法较为经济。
! H8 y8 G' H9 q" H3 Y过去我国纯苯下游产品产能较小.但近几年来苯下游产品产能增长较快，尤其是苯乙烯、苯酚、苯胺、环己酮等生产装置的大量扩建和新建，对苯的需求大增。预计这些下游产品生产装置投产后，国内纯苯将无法满足下游需求.进口量会越来越大。纯苯市场前景较为乐观。

看看：
粗苯的加氢精制
http://wenku.baidu.com/view/5449acd7c1c708a1284a4435.html