关于粗苯精制新技术开发应用的探讨
中国科技期刊数据库 工业C
2015年3期 69
工业技术
关于粗苯精制新技术开发应用的探讨
闫栋梁 薛丽静
福斯特惠勒（河北）工程设计有限公司，河北 石家庄 050000
摘要：本文着重介绍了粗苯萃取精馏工艺的特点以及成功应用的案例，阐明萃取精馏工艺投资小、产品性能好，该工艺节能、减排，彻底解决了粗苯精制过程的环境污染问题，成功地回收了高附加值的噻吩产品。 关键词：粗苯精制；新技术；萃取精馏；噻吩产品 中图分类号：F426.47;F273.1 文献标识码：A 文章编号：1671-5810(2015)03-0069-01
1 粗苯精制工艺的现状
焦化粗苯是煤焦化工业得到的一种副产品，是由多种物质形成的黄褐色液体混合物，主要成分为苯，约占70~80%，其它组分主要有甲苯、二甲苯、噻吩、C8~C9芳烃等。由于我国煤焦化行业比较发达，焦化粗苯精制已经成为一个产业。粗苯中由于苯的含量低，杂质太多，且含有毒有害的硫化物（噻吩），不能作为工业产品，只有将各组分分离并精制，才能使各种物质具备使用的价值。
1.1 酸洗工艺
酸洗工艺是我国传统的焦化粗苯精制方法，分为初馏、酸洗、吹苯和精馏四个工序。传统的酸洗工艺制得的精制苯在纯度、抗氧化性等指标上，与苯胺、环己酮、苯乙烯等下游客户的需求还有一定差距，同时在生产过程中产生难以处理的酸焦油、碱渣、废酸等污染物和污水，对周围环境造成永久性污染，是国家明令淘汰的工艺。
1.2 苯加氢工艺
粗苯加氢的工艺主要是Litol 法和低温加氢溶剂法。我国采用最多的是低温加氢溶剂法中以N-甲酰吗啉为溶剂的加氢工艺（简称K.K 法）。
苯加氢工艺是将粗苯中以噻吩为主的各种杂质利用苯加氢工艺全部除去，然后采用萃取精馏除去杂质，从而生产出优质苯及其他产品。但苯加氢工艺不能回收噻吩，催化剂消耗和制氢导致装置运行费用较高及运行条件苛刻，并且设备投资高。一般50kt/a 的粗苯加氢精制项目投资大约为1.2亿元，并且建设周期长，资源受限（如氢气来源问题），仅适合于大型企业建设。
2 萃取精馏新工艺的介绍及特点 2.1 工艺介绍
焦化粗苯的萃取精馏工艺属于无硫苯精制工艺的一种，该工艺技术是天津凯赛特科技有限公司多年探索研究的成果，在中试成功的基础上，由福斯特惠勒（河北）工程设计有限公司完成了系列化工程设计的开发，目前已经建设了多个生产装置。该项技术处于国际领先水平，已获得六项国家发明专利。
萃取精馏是通过纯物理方法将粗苯中的不同物质分离从而得到高纯度的苯、噻吩、甲苯和二甲苯。焦化粗苯首先进入初步分馏工序，脱出重质苯、初馏分，得到含噻吩的纯苯、甲苯、二甲苯、C8~C9芳烃。含噻吩的纯苯进入萃取精馏工序，脱除非芳成分和噻吩后，得到苯含量在99.9%以上、噻吩含量小于3ppm 的产品。
2.2 粗苯萃取精馏法与加氢法相比的优点 2.2.1 安全
粗苯加氢在 2.4MPa 以上压力操作，并且有易燃、易爆和渗透力极强的氢气参加反应；粗苯萃取精馏工艺所有设备都在常压或减压下操作，没有压力容器，没有化学反应，所以粗苯萃取精馏工艺生产更安全。
2.2.2 环保
加氢是将含硫和含氮的杂环化合物通过加氢变成低沸点的烷烃、H2S 和NH3，加氢既破坏了高附加值的化合物又污染了环境。粗苯萃取精馏是用纯物理的办法将粗苯中的含硫和含氮的杂环化合物分离回收变为产品，没有化学反应，
所以粗苯萃取精馏工艺更环保。
2.2.3 节能
粗苯萃取精馏技术对换热网络进行了优化，很好的利用了系统内部的热量，大大降低了粗苯加工的能耗。萃取精馏还可以采用与顺酐生产联合的工艺，顺酐副产的蒸汽用于粗苯萃取精馏，也可以用焦化厂干熄焦产生的蒸汽。
2.2.4 知识产权
粗苯低温加氢是德国伍德技术，粗苯高温加氢是日本技术。粗苯萃取精馏是拥有自主知识产权的国有技术，天津凯赛特科技有限公司在粗苯萃取精馏方面已获得6项发明专利授权。
2.2.5 投资
10万吨粗苯加氢投资约1.5亿元，10万吨/年粗苯萃取精馏投资约7980万元，粗苯萃取精馏工艺投资比加氢投资低很多。
2.2.6 运行费用
粗苯萃取精馏处理1吨粗苯运行费用228.27元；粗苯加氢处理1吨粗苯运行费用383.39元。处理每吨粗苯加氢操作费用比粗苯萃取精馏操作费用高155.12元。
2.2.7 收率
萃取精馏法纯苯损失主要在初馏分和苯非芳中，一般初馏分占粗苯的 1.44%左右，初馏分中苯含量在20%以内；苯非芳占粗苯的0.2%，苯非芳中苯含量在50%以内，苯每年损失388吨左右，即纯苯收率为99.46%左右，比加氢收率高。
萃取精馏法甲苯损失主要在甲苯非芳和甲基噻吩馏分中，甲苯非芳占粗苯0.12%，甲苯含量在50%以内；甲基噻吩馏分占粗苯0.2%，甲苯含量在30%以内，甲苯每年损失120吨，甲苯收率为99.13%左右，比加氢收率高。
3 结束语
我国煤炭资源丰富，焦化工业发达，居世界前列。目前，发达国家的苯多来自石油化工，但我国焦化苯所占比例仍较高，随着合成工业的发展，对苯的质量要求亦日益苛刻，无硫苯的需求会越来越大。萃取精馏技术处于国际领先水平，既可将粗苯精制为无硫苯，也可对酸洗工艺进行改造，利用部分现有装置生产无硫苯，产品收率高，并且可回收苯中的绝大部分噻吩，没有三废排放，具有很好的经济效益和社会效益。前苏联自1975年以来，为改进焦化工业中高纯苯的生产工艺而进行的一系列研究表明，对于深度净化苯中饱和烃和噻吩杂质的最有前途的方法是萃取精馏。根据工程开车的实际数据，我们完全可以预测，该技术必将引发国内国际粗苯精制技术的一场革命。
参考文献
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