苯加氢工艺技术说明书.docx
《苯加氢工艺技术说明书.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《苯加氢工艺技术说明书.docx（52页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
苯加氢工艺技术说明书
1总论
1.1概述
金能科技是以生产煤化工产品为主的能源化工企业，公司座落在齐河县境，距省会仅25公里。
拟建的100kt/a粗苯精制项目以该厂炼焦所产生的副产物焦化粗苯为原料，采用国家鼓励发展的粗苯加氢精制工艺技术生产纯苯、甲苯、二甲苯等产品，属于资源综合利用及环保型项目，符合焦化行业准入条件（2008修订）中粗（轻）苯精制单套装置规模要达到5万吨/年及以上的要求，是《产业结构调整指导目录（2005年本）》鼓励类项目（煤炭-13-煤焦化-焦炉煤气、煤焦油深加工一体化建设）。
采用国家鼓励发展的粗苯加氢精制工艺技术，避免采用酸洗法精制苯产生三废对环境造成的污染，实现社会效益、环境效益和经济效益的统一。
本项目建设地址位于老厂区金能公司西北部，该项目区占地面积7000m2。
1.2设计依据
1.2.1《建设工程设计和技术转让合同书-金能科技有限责任公司10万吨/年苯加氢项目》，-金能科技有限责任公司，天一科技股份，2011年4月2日。
1.2.1金能科技提供的设计基础资料。
1.3设计原则
1.3.1采用天一科技股份拥有自主知识产权的低温低压加氢精制粗苯成套技术，技术方案力求先进可靠。
1.3.2贯彻“五化”（一体化、露天化、轻型化、社会化和国产化）的方针，主装置一体化、露天布置，尽量采用轻型化建筑结构，装置除催化剂外可完全国产化。
1.3.3遵循国家、地方及相关部委颁发的有关设计规、规定及标准。
1.3.4本装置的原料及产品为易燃易爆物质，故在设计中严格执行国家及有关部委关于消防、环保、劳动安全与工业卫生的有关规，采取有效措施，改善劳动条件，保证安全生产。
1.4装置组成及设计分工
1.4.1装置组成
本项目包括100kt/a粗苯精制项目生产装置、辅助生产设施和配套工程。
装置组成如下表：
表1-1装置组成表
序号
工序名称
主项号
备注
1
原料预处理
100#
2
压缩
200#
3
加氢
300#
4
脱轻
400#
5
精馏
500#
6
罐区
600#
7
制氢
700#
8
装卸站
800#
9
主控楼
900#
10
变配电站
1000#
11
导热油站
1100#
12
循环水站
1200#
13
消防水站
1300#
14
泡沫消防站
1400#
15
废水站
1500#
16
空缺
1600#
17
废气站
1700#
18
公用工程系统
1800#
19
外管
1900#
1.4.2设计分工
天一科技股份负责单元界区所有设计工作。
界区外的工作由金能科技负责完成。
1.5建设规模及产品方案
1.5.1建设规模
年处理粗苯：
101984t/a；
年工作日：
333d，生产负荷：
12.748t/hr；
年操作时间：
8000hr。
1.5.2产品方案
本装置产品方案如下表：
表1-2产品方案表
产品种类
苯
甲苯
二甲苯
非芳烃
重苯
规格
GB3405-89优级品
GB3406-90
优级品
GB3407-90
5℃优级品
产量（t/a）
70160
14140
5240
3520
7600
1.6主要原材料、燃料规格、消耗和来源
1.6.1主要原材料
本装置主要原辅料为粗苯、焦炉煤气、甲酰吗啉、阻聚剂等。
1.6.1.1粗苯
本装置主要原料-粗苯质量指标应符合YB/T5022-93标准，本项目设计粗苯组成如下表：
表1-3粗苯质量指标
序号
名称
含量（V）%
备注
1
苯
69.52
2
甲苯
14.07
3
二甲苯
4.19
4
乙苯
0.14
5
三甲苯
2.12
6
环戊烯
0.10
7
环戊二烯
0.99
8
支链烯烃
0.58
9
苯乙烯
1.34
10
古马隆
0.8
11
茚
1.0
12
CS2
0.2
13
噻吩
0.65
14
甲基噻吩
0.10
15
二甲基噻吩
微量
16
酚类物质
0.20
17
吡啶类物质
0.30
18
萘
1.80
19
饱和烃
1.90
原料粗苯年消耗量（按年运行8000hr计）101984t／a，由金能科技原有的炼焦装置提供。
1.6.1.2焦炉煤气
焦炉煤气由金能科技原有的炼焦装置提供，焦炉煤气规格如下：
表1-4焦炉煤气组成
成份
H2
N2
CH4
CO
O2
CO2
CnHm
∑
含量V%
54.96
5.75
22.23
10.7
0.5
3.7
2.1
100
表1-5焦炉煤气杂质含量
成份
H2S
萘
有机硫
NH3
水
含量mg/Nm3
105.31
132.68
350
44.90
饱和
压力：
50KPa（G）；
年消耗量（按年运行8000hr计）2080x104Nm3／a。
1.6.1.3甲酰吗啉
本装置萃取精馏使用萃取剂为复合甲酰吗啉萃取剂。
采用甲酸法生产，可从市场采购，规格如下：
形态：
液体
颜色：
无色透明
气味：
无味
密度：
1145kg/m3（25℃）
纯度：
99.9%（wt）
pH值：
8.6
熔点：
23℃
沸点：
240℃
闪点：
118℃
燃点：
345℃
蒸气压：
1mbar（50℃）
粘度：
4.1mpa.s（50℃）。
年消耗量（按年运行8000hr计）4t／a。
1.6.1.4阻聚剂
本装置采用阻聚剂为HK-17B型抗垢剂。
可从市场采购，规格如下：
外观：
红色油状液体；
胺值：
15-25（KOHmg/g）；
密度：
0.800-0.900（20℃，g/cm3）；
凝点：
≦-20℃。
年消耗量（按年运行8000hr计）10t／a。
1.7生产方法及全厂总流程
1.7.1生产方法
本装置采用天一科技股份的低温低压法粗苯加氢精制技术、CNL-16专用复合萃取工艺技术、焦炉煤气提氢技术。
1.7.2全厂总流程
本装置采用焦化粗苯为原料，经原料预处理脱除重杂质，然后进入加氢系统，采用低温低压法加氢脱除以噻酚为主的硫等杂质，加氢用的氢气由新建的焦炉煤气制氢装置提供。
加氢系统出来的粗品进入脱轻系统，脱除低沸点物质后再进入精馏工序。
在精馏工序先经一个预精馏塔将粗品分离为以苯和甲苯为主的BT组份和含二甲苯的重组份两部分。
BT组份进入萃取精馏系统脱除非芳烃，再经一个精馏塔分离为纯苯产品和甲苯产品。
重组份经间歇精馏分离得到二甲苯产品。
焦炉煤气首先经过脱硫脱萘处理，除去焦炉煤气中的萘、氨、有机硫、灰尘和硫化氢等杂质，再经压缩升压进入变压吸附提氢系统分离获得氢气。
为了除去氢气中的微量氧，经氧化反应脱除氧，再经干燥获得合格的产品氢气。
1.7.3工艺技术特点
1.7.3.1本工艺产品质量高：
产品质量高是加氢法的突出优点，尤其是含硫低。
1.7.3.2本工艺产品收率高：
焦化苯在加氢过程中的损失少。
因操作压力高，几乎没有挥发损失。
1.7.3.4采用原料预处理工艺，除去粗苯中重质苯等成分，较大程度的防止易结焦堵塞物质进入加氢反应系统，延长了设备检修周期和催化剂再生周期，同时简化加氢物料汽化工艺。
由于采用特殊结构的再沸器，可在较高温度下防止物料结焦，因此本系统采用常压精馏。
采用常压精馏比采用减压精馏的同类装置既节约真空泵和釜液循环泵电耗，又减少真空物料损失。
1.7.3.5本工艺加入阻聚剂，防止不饱和化合物的聚合，同样延长了设备检修周期和催化剂再生周期。
1.7.3.6本工艺技术加氢系统采用“一次蒸发式蒸发工艺”，大大简化了蒸发流程，并有效防止蒸发结焦堵塞。
1.7.3.7本工艺预加氢反应器和主加氢反应器：
由于预加氢反应和主加氢反应的温升均不大于40℃，因此均采用绝热固定床加氢反应器。
采用两级加氢工艺，很好地解决不饱和烃聚合结焦等问题。
1.7.3.8本工艺充分合理地利用加氢产品气预热原料气，无需加热炉等升温设备，只配备开工加热器，简化流程。
1.7.3.9采用CNL-16专用复合萃取精馏工艺，萃取效率高，流程简洁，萃取剂质量稳定、消耗低。
1.7.3.10本工艺采用独特的复合结构萃取精馏塔，简化流程，易于操作控制，节约投资、降能耗。
1.7.3.11本工艺合理利用有效热源，采用预精馏塔顶蒸汽作为纯苯塔热源，既节约蒸汽又节约循环水。
1.8厂址概况
金能科技位于省齐河县，距省会仅25公里，308、309国道、京沪铁路横穿东西，京福高速贯穿南北，交通便利。
本项目建设在金能科技老厂区西北部。
项目区西面厂区围墙外为自然河流，东面路为白炭黑车间，北面为空地和农田。
项目占地面积70000m2。
1.9公用工程及辅助工程
1.9.1.1一次水
压力：
0.4MPa（G）
用量：
40t/h
来源：
老厂区原管网提供。
1.9.1.2循环水
供水温度：
≤32℃
回水温度：
≤40℃
供水压力：
≥0.4MPa（G）
回水压力：
≥0.2MPa（G）
用量：
1000t/h
来源：
本项目新建循环水站提供。
1.9.1.3脱盐水
温度：
≤40℃
压力：
0.4MPa（G）
用量：
12t/h
来源：
老厂区原脱盐水站提供。
1.9.1.4电
电源：
10KV波动围：
＋5％
频率：
50HZ波动围：
＋2％
用量：
1535.69kWh
来源：
双回路，由老厂变电所提供。
1.9.1.5蒸汽
压力：
0.8~1.0MPa（G）
温度：
饱和温度
用量：
3.5t/h
来源：
老厂原有管网提供。
1.9.1.6氮气
压力：
0.6MPa（G）
纯度：
99.9%
用量：
60Nm3/h
来源：
老厂原有氮气站提供。
1.9.1.7仪表空气
压力：
0.7MPa（G）
纯度：
无油、无尘，露点≤－40℃
用量：
210Nm3/h
来源：
老厂原有空压站提供。
1.9.2辅助工程
1.9.2.1储运工程
本装置主要原材料（粗苯）和所有产品（苯、甲苯、二甲苯、非芳烃和重质苯）均为液体原料和产品，采用储罐储存、鹤管装卸，按半月储存时间设计储罐容积。
小宗量原材料（甲酰吗啉、阻聚剂等）依托老厂化学品仓库储存。
1.9.2.2维修工程
本装置维修依托老厂的维修设备和设施。
1.10环境保护及综合治理
本装置在设计中十分重视环境保护。
装置采用了国先进的低温低压粗苯加氢精制和CNL-16专用复合萃取等工艺技术，具有显著的清洁生产特点，符合清洁生产要求。
在采用先进可靠生产工艺的同时，注重生产全过程的“三废”控制和回收利用，对生产过程中排放的“三废”进行了综合治理与利用，既节约了资源，控制了物料流失，又大大减少了外排污染物对环境的影响，对不能回收的“三废”均采取切实可行的末端治理，使最终排放的污染物均能达到环保标准的要求。
预计本装置建成投产后，正常生产时“三废”排放种类少、数量小，通过综合利用、治理后均能达到国家的有关环境标准，本装置的建设对周围环境影响较小。
1.11工厂的机械化、自动化水平
1.11.1自动化水平
根据工艺专业要求及现场环境的防爆特殊性，以及该装置的特点，所配自动化水平比较高。
重要参数在计算机屏幕上均设有指示及历史趋势和实时趋势记录，以及在打印机上实现报表打印（班报、日报、月报或随机打印）。
装置的机泵运行与停车的状态信号也引入CRT进行监视。
本装置主要调节、显示系统包括：
温度调节系统；压力调节系统；流量调节系统；液位调节系统；复杂调节系统；流量计量系统；可燃气体检测报警系统；温度显示系统；压力显示系统和其它系统。
对本装置重要参数均设有自动报警，在计算机屏幕上实现声光报警，并将可燃有毒气体泄漏报警信号引入CRT上进行报警显示。
本装置设置有SIS系统，其设有独立于逻辑单元的硬手操台。
重要的联锁均进入SIS系统，包括蒸发器釜液重组分液位低低紧急切断；高压分离器液位低低紧急切断；高压分离器压力高高紧急放空；原料泵、氢气压缩紧急停车；电加热器机紧急停车；脱轻塔塔顶压力高高紧急放空；预0精馏塔塔顶压力高高紧急放空；产品氢气压力高高紧急放空。
1.11.2机械化水平
本装置大宗原材料和产品均为易燃易爆或有毒液体，采用储罐储存，鹤管自动装卸；小宗原料为桶装产品，采用叉车装卸，使用起点桶泵抽出。
可最大限度实现机械化，减少员工接触易燃易爆或有毒物质，保护员工。
1.12劳动安全卫生
根据该项目生产工艺所需原料和产品，对照《危险货物品名表（GB12268-90）》和《危险化学品名录》（2002版），确定本项目中所用的危险化学品有粗苯、苯、甲苯、二甲苯、硫化氢、甲醇、氢气、甲烷、二氧化碳、重苯、非芳烃等物质。
按照《企业职工伤亡事故分类》GB6441-1986进行分类将事故分类，本装置主要的危险因素为物体打击、车辆伤害、机械伤害、起重伤害、触电、淹溺、灼烫、火灾、高处坠落、坍塌、锅炉爆炸、容器爆炸、其他爆炸、中毒和窒息、其他伤害等。
本装置设计从总图、工艺、土建、设备、自控、电气、给排水、消防、安全等专业出发，严格遵守国家、地方的法律法规，保证装置的安全防护距离及防火间距，使用安全成熟的工艺技术，充分考虑装置的安全性能，在装置中采用预防事故设施、控制事故设施及减少与消除事故影响设施，在以人为本的前提下，保证装置的安全运行。
1.13消防
根据装置生产工艺过程和火灾危险性的特点，贯彻“安全第一，预防为主”的方针，采取了许多有效的防火措施，如装置区设置了可燃气体检测报警系统；在总图布置中严格执行《石油化工企业设计防火规》，要求各建构筑物满足防火间距要求；建筑结构设计满足《建筑设计防火规》要求；电气设计中，满足防爆、防雷、防静电的要求。
整个设计过程中，力求使火灾危险性降低到最低限度。
本装置共设计有4种消防系统：
泡沫灭火系统、室外消防给水系统、消防竖管系统和各操作岗位设置小型移动式灭火器。
1.14地质条件和气象资料
1.14.1地质、地形、地貌
该项目位于省齐河县金能科技有限责任公司老厂区。
厂区场地所处构造单元为鲁西凹陷，地质作用以沉降为主。
长期以来接受沉积形成广阔黄河冲积平原，土质为粉质粘土、粘土，场地地层承载为一般。
地面标高最大值20.26m，最小值19.42m，地表相对高差0.84m。
根据国家地震局最新频发的《中国地震动反应谱特征周期区划图》（GB18306-2001B1）；《中国地震峰值加速度区划图》（GB38106-2001A1）,该地区地震烈度为6度。
1.14.2气象
冬季平均温度0.3℃
夏季平均温度26.4℃
冬季相对湿度63%
夏季相对湿度75%
日平均温度≤＋5℃的天数75天
年平均温度13.9℃
极端最低温度-19.6℃
极端最高温度39.3℃
夏季平均气压1002.1hpa
冬季平均气压1025.7hpa
年最大降水量1092.0mm
年平均降水量582.6mm
最大风速8.0m/s
平均相对湿度：
66%；
绝对湿度：
11.9mg/m3；
最大降雪厚度15cm
土壤最大冻土深度47㎝
基本雪压：
0.45kN/m2
冬、夏季主要风向及频率如下表所示：
表1-6冬季主要风向及频率
月份
12
1
2
风向
SSW
NE
SSW
频率
10%
15%
18%
表1-7夏季主要风向及频率
月份
6
7
8
风向
SSW
SSW
NNE
频率
22%
10%
12%
1.15定员
本项目管理人员实行白班一班制，生产人员暂按四班三运转编制，出勤率按100%计，未考虑替补人员，本装置总定员70人。
表1-8装置定员表
序号
岗位名称
人/班
班制
定员
备注
一
管理岗位
1
生产管理
1
1
1
2
技术人员、安全环保
5
1
5
小计
6
二
主要生产岗位
1
原料预处理和精馏
2
4
8
2
压缩和加氢
1
4
4
3
主控室
4
4
16
4
制氢工序
1
4
4
小计
32
三
辅助生产岗位
1
分析化验
2
4
8
2
消防站、循环水站、泡沫消防站
1
4
4
3
导热油站
1
4
4
4
罐区和汽车装卸站
2
2
4
6
机电仪维修
3
4
12
小计
32
合计
70
1.16主要技术经济指标
本项目的主要技术经济指标见下表：
表1-9主要技术经济指标
序号
指标名称
单位
数量
备注
一
生产规模
万吨/年
10
公称能力
二
产品方案
1
纯苯
吨/年
70160
2
甲苯
吨/年
14140
3
二甲苯
吨/年
5240
4
非芳烃
吨/年
3520
5
重质苯
吨/年
7600
三
年操作时间
小时
8000
四
主要原辅材料消耗
1
原料粗苯
吨/年
101984
2
焦炉煤气
万Nm3/年
2080
3
复合萃取剂
吨/年
5
5
阻聚剂
吨/年
10
6
预硫化剂
吨/年
5
5年换1次
五
公用工程消耗
1
一次水
万吨/年
32
2
低压蒸汽
万吨/年
2.8
3
电
万Kw.h/年
1228.55
4
脱盐水
万吨/年
9.6
7
循环冷却水
万吨/年
800
8
仪表空气
万Nm3/年
200
9
氮气
万Nm3/年
60
六
劳动定员
人
70
七
项目总投资
万元
4工艺及系统
4.1概述
4.1.1装置设计规模、生产制度
（1）生产规模
年处理粗苯：
101984t/a。
（2）生产制度
年工作日：
333d（连续生产），生产负荷：
12.748t/h
年操作时间：
8000hr
工作制：
四班三运转。
4.1.2工艺装置组成
表4-1工艺组成表
序号
工序名称
主项号
备注
1
原料预处理
100#
2
压缩
200#
3
加氢
300#
4
脱轻
400#
5
精馏
500#
6
罐区
600#
7
制氢
700#
8
装卸站
800#
9
主控楼
900#
10
变配电站
1000#
11
导热油站
1100#
12
循环水站
1200#
13
消防水站
1300#
14
泡沐消防站
1400#
15
废水站
1500#
16
空缺
1600#
17
废气站
1700#
18
公用工程系统
1800#
19
外管
1900#
4.1.3工艺技术方法
本装置采用天一科技股份具有自主知识产权的低温低压法粗苯加氢精制技术、CNL-16专用复合萃取工艺技术、焦炉煤气提氢技术。
4.1.4三废治理及环境保护
本装置主要废气为加氢循环系统驰放气和脱氢塔塔顶尾气，其主要污染物H2、H2S、苯、甲苯、二甲苯以及非甲烷总烃等，送厂区焦炉煤气脱硫系统进行脱硫处理；装置紧急放空气、氮封气经分液罐分液后送厂区放散火炬。
本装置生产工艺废水主要产生于高压分离器废水和各类水分离罐废水，废水中主要含有较高浓度的苯类、氨氮、硫化物等污染物，收集后送厂区焦化装置污水处理系统统一处理。
本装置主要固体废物为废吸附剂、废干燥剂、废催化剂等。
废吸附剂、废干燥剂属于一般工业废弃物，送一般工业废弃物处置场处置。
废催化剂由生产企业回收后进行再利用。
本装置噪声主要来自各个吸附器、压缩机、真空泵及程控阀等。
噪声值在85～110dB（A）之间，连续产生。
设备选型时尽量选用低噪声设备，通过在建筑上采取隔音设计，部分设备采取减振、隔震、设消声器等措施进行治理，能使厂界噪声达到GB12348-2008《工业企业厂界环境噪声排放标准》（3类）要求。
4.2原料、产品（中间产品）及催化剂、吸附剂、化学品的主要技术规格
4.2.1原材料技术规格
4.2.1.1粗苯技术规格
本装置主要原料-粗苯质量指标应符合YB/T5022-93标准，本项目设计粗苯组成如下表：
表4-2粗苯质量指标
序号
名称
含量（V）%
备注
1
苯
69.52
2
甲苯
14.07
3
二甲苯
4.19
4
乙苯
0.14
5
三甲苯
2.12
6
环戊烯
0.10
7
环戊二烯
0.99
8
支链烯烃
0.58
9
苯乙烯
1.34
10
古马隆
0.8
11
茚
1.0
12
CS2
0.2
13
噻吩
0.65
14
甲基噻吩
0.10
15
二甲基噻吩
微量
16
酚类物质
0.20
17
吡啶类物质
0.30
18
萘
1.80
19
饱和烃
1.90
4.2.1.2焦炉煤气规格
表4-3焦炉煤气组成
成份
H2
N2
CH4
CO
O2
CO2
CnHm
∑
含量V%
54.96
5.75
22.23
10.7
0.5
3.7
2.1
100
表4-4焦炉煤气杂质含量
成份
H2S
萘
有机硫
NH3
水
含量mg/Nm3
105.31
132.68
350
44.90
饱和
4.2.2产品（中间产品）技术规格
4.2.2.1氢气（中间产品）技术规格
中间产品氢气质量指标如下表：
表4-5氢气质量指标
名称
H2
CO+CO2
O2
全硫
H2O
NH3-N2
组份
≥99.9%
≤10ppm
≤10ppm
≤0.5ppm（wt）
≤30ppm（wt）
≤0.5mg/Nm3
4.2.2.2纯苯技术规格
本装置纯苯产品达到GB3405-89指标（石化级优级品），指标见
下面表格：
表4-6纯苯质量指标（GB3405-89）
序号
指标名称
指标
1
外观（Pt-Co标准溶液），不大于
20
2
密度（20℃），g/cm3
0.878~0.881
3
结晶点（脱水试样），℃不小于
5.45
4
酸洗比色，GK2Cr3O7/L不深于
0.05
5
苯，wt%不小于
99.90
6
甲苯，wt%不大于
0.05
7
非芳烃，wt%不大于
0.10
8
硫，mg/kg不大于
1
9
噻
升级会员 