CN108002974A - 精制焦化粗苯的工艺方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种精制焦化粗苯的工艺方法，属于有机物的纯化分析技术领域。它包括的工艺流程为加氢反应、萃取蒸馏和精馏，加氢反应为在预反应器和主反应器的二段加氢反应，反应后的产物冷却成液态加氢油，预反应器的出口温度为202℃以上，主反应器的出口温度为306℃以上，液态加氢油中甲基环己烷的质量百分比含量≤0.7％。本发明通过控制反应器的出口温度，来控制加氢反应温度，尽量减少副产物的产生，并在加氢反应后控制加氢油中的甲基环己烷含量及定期掌控萃取剂的各项指标，保证甲基环己烷在苯中的充分分离，最终制备得到的石油苯中甲基环己烷含量低于150ppm。

Description

精制焦化粗苯的工艺方法
技术领域
本发明涉及焦化粗苯的精制，属于有机物的纯化分析技术领域，具体地涉及一种精制焦化粗苯的工艺方法。
背景技术
苯和甲苯以及二甲苯都是非常重要的化工原料，主要来源于石油化工过程中的石油苯和炼焦行业中焦化粗苯，上述的焦化粗苯通过提纯分离等工艺从而获得纯的苯和甲苯。目前。焦化粗苯的精制工艺主要采用加氢精制法，焦化粗苯的加氢工艺，其包括预先进行脱重，将粗苯分离成重苯和轻苯，再在轻苯中加氢，轻苯在催化剂的催化作用下进行反应，从而获得苯、甲苯及二甲苯及其它轻质烃组分，再经过脱轻处理，将上述的混合物中的轻质组分以及反应杂质脱除，从而得到半成品的苯、甲苯及非芳烃等混合物，又称为加氢油，加氢油再通过萃取精馏工艺，除去加氢油中的非芳烃组分，得到苯和甲苯的混合物，苯和甲苯的混合物通入苯分离塔中，即可将苯和甲苯分离。
然而在加氢生产工艺中容易产生甲基环己烷，在实际生产过程中，为提高焦化苯质量，降低焦化苯中甲基环己烷含量，把调整重心放在萃取蒸馏单元进行调整，通过提高萃取蒸馏塔温度，将更多的非芳烃蒸出，但同时也导致大量苯被带入非芳烃中，最终焦化苯中甲基环己烷含量普遍在180ppm以上，与石油苯(石油苯中甲基环己烷含量低于150ppm)相比还有一定差距。同时该方法适用范围比较窄，当原料组分发生变化时，根本无法调整到理想值。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明公开了一种降低焦化苯中甲基环己烷含量的精制焦化粗苯的工艺方法。
为实现上述目的，本发明公开了一种精制焦化粗苯的工艺方法，它包括的工艺流程为加氢反应、萃取蒸馏和精馏，所述加氢反应包括粗苯原料换热汽化后与氢气混合进入预反应器中进行加氢反应和主反应器中的加氢反应，反应后的产物经逐级冷却成为液态加氢油进入稳定塔中，其特征在于：所述预反应器的出口温度为202℃以上，所述主反应器的出口温度为306℃以上，并对所述稳定塔中的液态加氢油进行取样分析，若甲基环己烷的质量百分比含量高于0.7％，则需降低预反应器和主反应器的温度，在降低温度的同时，对加氢反应的气体循环***中的氢气进行取样分析，控制氢气体积百分比含量≥90％，直至液态加氢油中的甲基环己烷质量百分比含量≤0.7％。
进一步地，所述稳定塔中液态加氢油通过预蒸馏塔分离为含苯、甲苯及非芳烃的BT馏分和含二甲苯的XS馏分，所述BT馏分进去萃取蒸馏塔中，在萃取剂作用下，实现苯与非芳烃的分离，所述萃取剂中的N-甲酰吗啉的体积百分比含量≥95％。
再进一步地，控制萃取剂进料时温度为120℃。
更进一步地，若BT馏分中的非芳烃质量百分比含量＜3.5％，控制溶剂比＜7.0；3.5％≤若BT馏分中的非芳烃质量百分比含量≤4.5％，控制7.0≤溶剂比≤7.5；若BT馏分中的非芳烃质量百分比含量＞4.5％，控制7.5＜溶剂比≤8.0，所述溶剂比为萃取剂与被萃取加氢油的质量比。
更进一步地，所述预反应器的出口温度为205℃，所述主反应器的出口温度为310℃。
作为本发明技术方案的优选：
所述预反应器的出口温度为205℃，所述主反应器的出口温度为310℃；
所述萃取剂进料温度控制为120℃；控制溶剂比为7.5。
本发明的具体工艺流程为：
粗苯进入预蒸发器换热汽化后与氢气混合，首先进入预反应器，然后进入到主反应器进行二段加氢反应，加氢反应后的产物通过逐级冷却成为液态进入稳定塔，控制稳定塔中的甲基环己烷含量(质量百分比)≤0.7％，若其含量高于0.7％，则需要降低预反应器和主反应器的温度，并通过降低反应器入口温度来控制出口温度，其中，反应器入口温度每降低1℃，需要对稳定塔中的甲基环己烷含量进行取样分析，直至含量满足标准，在调整温度的同时，需要对循环气体进行取样分析，循环气中氢气含量(体积百分比)必须达到90％以上，因为氢气量不足容易导致副反应发生。
稳定塔中的加氢油通过预蒸馏塔分离为含苯、甲苯、非芳烃的BT馏分和含二甲苯的XS馏分，其中非芳烃中主要为甲基环己烷，BT馏分进入萃取蒸馏塔，在萃取剂的作用下，甲基环己烷和其它非芳烃从萃取蒸馏塔顶采出，从而实现了苯与甲基环己烷的分离；
然而，萃取蒸馏部分的萃取效果不佳会导致非芳烃不能分离，甲基环己烷会被带到苯中去，因此，需要定期化验萃取剂中的N-甲酰吗啉，充分掌握其状态，如，其酸碱性、杂质含量等，要求萃取剂纯度不得低于95％；其次，要调整萃取剂温度，温度高低直接影响萃取效率，要根据做样结果进行调整，一般温度控制在120℃左右，然后调整好溶剂比，过大的溶剂比会导致非芳烃不能充分挥发，过小的溶剂比则会导致苯等芳烃带入到非芳烃中，影响苯的收率。溶剂比(萃取剂与被萃取加氢油之间的质量比)一般在7.5左右，具体要根据进料组分变化进行调整，若BT馏分中的非芳烃质量百分比含量＜3.5％，控制溶剂比＜7.0；3.5％≤若BT馏分中的非芳烃质量百分比含量≤4.5％，控制7.0≤溶剂比≤7.5；若BT馏分中的非芳烃质量百分比含量＞4.5％，控制7.5＜溶剂比≤8.0，实际生产中，BT馏分中非芳烃含量一般在4.5％左右，因此溶剂比通常控制在7.5，通过稳定萃取效率，甲基环己烷顺利地从BT馏分中脱出，通过精馏获得的焦化苯中甲基环己烷含量低于150ppm。
有益效果：
本发明通过控制反应器的出口温度，来控制加氢反应温度，尽量减少副产物的产生，并在加氢反应后控制加氢油中的甲基环己烷含量及定期掌控萃取剂的各项指标，保证甲基环己烷在苯中的充分分离，最终制备得到的石油苯中甲基环己烷含量低于150ppm，该石油苯不仅满足高端化工行业生产需要，而且在销售单价上每吨提高了150元，增加了创收。
具体实施方式
为了更好地解释本发明，以下结合具体实施例进一步阐明本发明的主要内容，但本发明的内容不仅仅局限于以下实施例。
实施例1
粗苯原料进入预蒸发器换热汽化后，进入预反应器反应，进口温度为200℃，出口温度为205℃，然后通过管式炉加热后进入主反应器反应，进口温度为275℃，出口温度为306℃，化验分析循环气体中氢气含量为93％(体积百分比含量)，在稳定塔底取样分析加氢油中甲基环己烷含量为0.65％(质量百分比含量)。
加氢油经过预蒸馏塔分离为BT馏分和XS馏分，BT馏分进入萃取蒸馏塔，化验分析非芳烃含量为4.5％(质量百分比含量)，萃取剂与被萃取加氢油之间的质量比为7.5，溶剂进料温度控制为120℃，萃取后纯BT馏分中甲基环己烷含量降至95ppm，纯BT馏分进入纯苯塔通过精馏得到纯苯中甲基环己烷含量为140ppm，达到石油苯质量指标。
实施例2
粗苯原料进入预蒸发器换热汽化后，进入预反应器反应，进口温度为198℃，出口温度为202℃，然后通过管式炉加热后进入主反应器反应，进口温度为275℃，出口温度为306℃，化验分析循环气体中氢气含量为95％(体积百分比含量)，在稳定塔底取样分析加氢油中甲基环己烷含量为0.60％(质量百分比含量)。
加氢油经过预蒸馏塔分离为BT馏分和XS馏分，BT馏分进入萃取蒸馏塔，化验分析非芳烃含量为4.0％(质量百分比含量)，萃取塔溶剂比控制为7.5，溶剂进料温度控制为120℃，萃取后纯BT馏分中甲基环己烷含量降至90ppm，纯BT馏分进入纯苯塔通过精馏得到纯苯中甲基环己烷含量为140ppm，达到石油苯质量指标。
实施例3
粗苯原料进入预蒸发器换热汽化后，进入预反应器反应，进口温度为200℃，出口温度为205℃，然后通过管式炉加热后进入主反应器反应，进口温度为280℃，出口温度为310℃，化验分析循环气体中氢气含量为93％(体积百分比含量)，在稳定塔底取样分析加氢油中甲基环己烷含量为0.60％(质量百分比含量)。
加氢油经过预蒸馏塔分离为BT馏分和XS馏分，BT馏分进入萃取蒸馏塔，化验分析非芳烃含量为3.2％(质量百分比含量)，萃取塔溶剂比控制为6.8，溶剂进料温度控制为120℃，萃取后纯BT馏分中甲基环己烷含量降至80ppm，纯BT馏分进入纯苯塔通过精馏得到纯苯中甲基环己烷含量为130ppm，达到石油苯质量指标。
实施例4
粗苯原料进入预蒸发器换热汽化后，进入预反应器反应，进口温度为206℃，出口温度为215℃，然后通过管式炉加热后进入主反应器反应，进口温度为290℃，出口温度为318℃，化验分析循环气体中氢气含量为93％(体积百分比含量)，在稳定塔底取样分析加氢油中甲基环己烷含量为0.75％(质量百分比含量)，则需要调整降低预反应器和主反应器的温度，并通过降低反应器入口温度来控制出口温度，其中，反应器入口温度每降低1℃，需要对稳定塔中的甲基环己烷含量进行取样分析，直至含量满足标准，最终，调整预反应器的进口温度为200℃，出口温度为209℃，主反应器的进口温度为284℃，出口温度为312℃，加氢油中甲基环己烷含量为0.69％。
加氢油经过预蒸馏塔分离为BT馏分和XS馏分，BT馏分进入萃取蒸馏塔，化验分析非芳烃含量为4.6％(质量百分比含量)，萃取塔溶剂比控制为7.8，溶剂进料温度控制为120℃，萃取后纯BT馏分中甲基环己烷含量降至105ppm，纯BT馏分进入纯苯塔通过精馏得到纯苯中甲基环己烷含量为148ppm，达到石油苯质量指标。
实施例5
粗苯原料进入预蒸发器换热汽化后，进入预反应器反应，进口温度为202℃，出口温度为210℃，然后通过管式炉加热后进入主反应器反应，进口温度为280℃，出口温度为310℃，化验分析循环气体中氢气含量为93％(体积百分比含量)，在稳定塔底取样分析加氢油中甲基环己烷含量为0.70％(质量百分比含量)。
加氢油经过预蒸馏塔分离为BT馏分和XS馏分，BT馏分进入萃取蒸馏塔，化验分析非芳烃含量为4.5％(质量百分比含量)，萃取塔溶剂比控制为7.5，溶剂进料温度控制为120℃，萃取后纯BT馏分中甲基环己烷含量降至103ppm，纯BT馏分进入纯苯塔通过精馏得到纯苯中甲基环己烷含量为145ppm，达到石油苯质量指标。
实施例6
粗苯原料进入预蒸发器换热汽化后，进入预反应器反应，进口温度为200℃，出口温度为205℃，然后通过管式炉加热后进入主反应器反应，进口温度为280℃，出口温度为310℃，化验分析循环气体中氢气含量为93％(体积百分比含量)，在稳定塔底取样分析加氢油中甲基环己烷含量为0.67％(质量百分比含量)。
加氢油经过预蒸馏塔分离为BT馏分和XS馏分，BT馏分进入萃取蒸馏塔，化验分析非芳烃含量为4.6％(质量百分比含量)，萃取塔溶剂比控制为7.5，溶剂进料温度控制为120℃，萃取后纯BT馏分中甲基环己烷含量降至98ppm，纯BT馏分进入纯苯塔通过精馏得到纯苯中甲基环己烷含量为145ppm，达到石油苯质量指标。
实施例7
粗苯原料进入预蒸发器换热汽化后，进入预反应器反应，进口温度为200℃，出口温度为205℃，然后通过管式炉加热后进入主反应器反应，进口温度为280℃，出口温度为310℃，化验分析循环气体中氢气含量为93％(体积百分比含量)，在稳定塔底取样分析加氢油中甲基环己烷含量为0.62％(质量百分比含量)。
加氢油经过预蒸馏塔分离为BT馏分和XS馏分，BT馏分进入萃取蒸馏塔，化验分析非芳烃含量为3.6％(质量百分比含量)，萃取塔溶剂比控制为7.2，溶剂进料温度控制为120℃，萃取后纯BT馏分中甲基环己烷含量降至75ppm，纯BT馏分进入纯苯塔通过精馏得到纯苯中甲基环己烷含量为125ppm，达到石油苯质量指标。
以上实施例仅为最佳举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。除上述实施例外，本发明还有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种精制焦化粗苯的工艺方法，它包括的工艺流程为加氢反应、萃取蒸馏和精馏，所述加氢反应为在预反应器和主反应器的二段加氢反应，反应后的产物冷却成液态加氢油，其特征在于：所述预反应器的出口温度为202℃以上，所述主反应器的出口温度为306℃以上，所述液态加氢油中甲基环己烷的质量百分比含量≤0.7％。
2.根据权利要求1所述精制焦化粗苯的工艺方法，其特征在于：所述液态加氢油通过预蒸馏塔分离为含苯、甲苯及非芳烃的BT馏分和含二甲苯的XS馏分，所述BT馏分进入萃取蒸馏塔中，在萃取剂作用下，实现苯与非芳烃的分离，所述萃取剂为N-甲酰吗啉，所述N-甲酰吗啉的纯度≥95％。
3.根据权利要求2所述精制焦化粗苯的工艺方法，其特征在于：控制萃取剂进料温度为120℃。
4.根据权利要求2所述精制焦化粗苯的工艺方法，其特征在于：若BT馏分中的非芳烃质量百分比含量＜3.5％，则溶剂比＜7.0；3.5％≤BT馏分中的非芳烃质量百分比含量≤4.5％，7.0≤溶剂比≤7.5；BT馏分中的非芳烃质量百分比含量＞4.5％，7.5＜溶剂比≤8.0，所述溶剂比为萃取剂与被萃取加氢油的质量比。
5.根据权利要求1或2或3或4所述精制焦化粗苯的工艺方法，其特征在于：所述预反应器的出口温度为205℃，所述主反应器的出口温度为310℃。
6.根据权利要求1或2或3或4所述精制焦化粗苯的工艺方法，其特征在于：加氢反应的气体循环***中氢气体积百分比含量≥90％。
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