粗苯精制是煤化工的基础技术之一,粗苯的主要产品是纯苯,甲苯和二甲苯。由于近几年油价大幅上涨,焦化苯有着很大的利润空间,同时由于近几年粗苯精制的快速发展,全国各地兴建了大量的粗苯加氢精制装置,对粗苯的需求越来越大,但是粗苯的质量有不断下降的趋势。本文对粗苯原料预处理的方法作了综合分析。
进入加氢过程的粗苯中水和渣含量高低将直接影响加氢反应,当有大量的水进入加氢反应前的汽化单元时,由于水的挥发度较低,水先大量蒸发在消耗大量的热能,不仅造成能源的浪费还会造成装置内部压力上升过快,可能导致超压的危险。而大量的渣进入汽化单元一般是沉积在容器或换热器底部,则会导致底部排污管道堵塞。
就目前情况来说粗苯预处。理分为两个步骤,第一步是脱水脱渣,第二步脱除重馏分。
设计工作者利用混合液中各组分比重不同分层的原理,对原料储罐底部进行部分改造赋予了其更好脱水脱渣的功能。我们应充分利用粗苯原料储罐的这一功能,为后续工序创造条件。具体做法是适当增加贮罐数量、贮存能力和罐底空间,在设计贮罐时要适当考虑清罐的需要。通常认为,油库中粗苯的贮存能力与企业的自身条件和外部条件有关,随着粗苯加氢精制装置的不断建设,其总加工能力可能要远远大于粗苯原料总量;在贮罐数量的设置上应不少于3个,一个用于进料,一个用于脱水脱渣,一个用于向装置供料,其中脱水脱渣的时间应不低于24小时,时间越长分离效果越好。基于原料粗苯渣含量越来越多的现实,粗苯原料贮罐的脱渣作用越来越大。
大部分厂家通常都采用过滤法。此化工厂和邢台某化工进装置前的粗苯过滤器采用的是100微米的孔径,邢台某化工是德国进口手动刮除残渣,此化工厂采用是国产电动刮除残渣。经过实践证明,其效果也是相当有限的,这是由于粗苯中不饱和烃类在通过过滤器后还是会发生聚合反应,而且聚合后的产物其本身结构还有一定的吸附作用,小颗粒残渣越积越多还是会堵塞高速泵的过滤器和预蒸发器,每年需要定期停车清理。
利用高速旋转的离心分离机,其可以将悬浮液中的固体颗粒与液体分开,也可以将乳浊液中两种密度不同,又互不相溶的液体分开。
原理是当含有细小颗粒(或不互溶的小液滴简称液滴)的混合液静置不动时,由于重力场的作用下相对密度大会逐渐下沉。粒子(液滴)越重,下沉越快,反之密度比液体小的粒子(液滴)就会上浮。比如沙、水、油混合在通常重力作用下就可以观察到它们的沉降过程。但是颗粒小到一定程度扩散就会影响沉降,扩散现场是普遍存在的是由于物质相互存在密度差,离心就是利用离心机转子高速旋转产生的强大的离心力,迫使这些小的微粒克服扩散加快液体中颗粒的沉降速度。
所以用高速离心分离机就能否将粗苯、水和渣(主要组成是煤粉和萘)有效分离,在实验室中高速离心分离就都可以分离细胞质中不同物质,工业上一般密度差大于0.05 g/l就有较好的分离效果,工业用离心分离机按结构和分离要求,可分为过滤离心机、沉降离心机和分离机三类。选择离心分离机须根据悬浮液(或乳浊液)中固体颗粒的大小和浓度、固体与液体(或两种液体)的密度差、滤渣的特性以及分离的要求进行综合分析,通常,对于含有粒度大于0.01毫米颗粒的悬浮液可选用过滤离心机;对于悬浮液中颗粒细小或可压缩变形的,则宜选用沉降离心机;对于悬浮液含固体量低、颗粒微小和对液体澄清度要求高时,应选用分离机。一种离心分离机不能满足分离的几项要求时,可选几种离心分离机配合使用。
苯与水的密度差大于0.1 g/l,煤粉的直径大多大于0.1微米,理论上利用离心分离机可以将水和渣从粗苯中分离出去。但是由于传动部位易磨损是离心分离机普遍存在的问题,而且在后期维修方面修复周期长、费用高,也是不能推广使用的一个重要原因。目前粗苯精制预处理方面还未有使用,缺乏相应数据。未来新型的高分子聚合物复合材料和水基金属成型润滑剂的出现,能够降低离心分离机的维护成本,使得离心分离机普遍使用就会凸显其作用和经济价值。
脱出粗苯原料的重组分是为后续的加氢工序做准备,重组分具有易结焦、流动性差等特性,其一旦进入催化剂会使催化剂表面形成结焦物,长期累积会降低反应效率。
通过比对目前比较普遍的粗苯预处理技术,对于不同的粗苯精制工艺生产中均有采用。在选择比较时要考虑前期投资和后期生产维护,做到利益最大化是最主要目的。此化工厂粗苯精制,预处理采用的是预蒸发工艺,经过数次的工艺优化就目前情况来看,效果还是不错的。未来还要建立第二套粗苯精制装置,其采用的二苯塔预处理工艺,两者经过有效结合,不但降低了成本而且将会大大提高生产效率。随着科技的不断发展,相继会出现更好的粗苯预处理技术,新型的大型雾化器出现为粗苯汽化减少耗能环节,更环保更清洁。粗苯精制生产会有更高的生产效率。
摘要：本文针对焦化粗苯精制的原料粗苯预处理进行简单介绍,对于不同的成分应用不同的分离方法,而且对不同的方法进行了评述,根据自己的工作经历,对比目前主要苯精制工艺的预处理技术,提出了粗苯原料预处理方法的选择原则。
关键词：粗苯精制,脱水脱渣,脱出重组分,两苯塔工艺,预蒸发工艺
[1] 伍德工艺参数.
[2] 李同军等粗苯加氢精制生产技术问答化学工业出版社2012.
[3] 李同军等《焦化粗苯加氢前一步预处理探讨》.《河北冶金》第5期.
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