苯加氢工艺路线分析

摘 要：本文对不同苯加氢工艺过程做了介绍，对比分析各工艺间的优劣，综合各数据指标，目前我国适宜推广低温苯加氢（K-K法）工艺。

关键词：苯加氢 Litol法 K-K法 对比分析

一、前言

粗苯精制是以粗苯为原料，经过物理和化学方法去除其中的有害杂质，得到高纯度的苯、甲苯和二甲苯产品。目前国内粗苯加工多数仍为传统酸洗法工艺，生产的苯类产品只能达到硝化级，且三苯收率较低，约为80%，经济效益差，生成的酸焦油没有有效的处理，造成较大的环境污染。国家已经明令酸洗工艺于今年淘汰。

苯加氢工艺通过加氢脱除所含S、N、O等不饱和化合物，经过萃取精馏，得到高质量的纯苯、甲苯和二甲苯产品。随着人们对产品质量和环境要求的越来越高，苯加氢工艺必将得到广泛的应用。

二、催化加氢方法

苯加氢精制方法，按加氢反应温度，分为高温加氢、中温加氢、和低温加氢。高温加氢反应温度为600～650℃，使用Cr2O3-Al2O3系催化剂。主要进行脱硫、脱氮、脱氧、加氢裂解和脱烷基等反应。采用高效精馏法处理加氢油即可得到纯产品。中温加氢的反应温度为500～550℃，使用Cr2O3-MoO2-Al2O3系列催化剂。在加氢油精制中，提取苯之后的残油可以再精馏提取甲苯。当苯，甲苯中饱和烃含量高时，萃取精馏分离出饱和烃。低温加氢反应温度为350～380℃，使用CoO-MoO-Fe2O3系催化剂，主要进行脱硫、脱氮、脱氧和加氢饱和反应。由于低温加氢反应不够强烈，裂解反应很弱，所以加氢油中含有较多的饱和烃。用普通的精馏方法很难将芳烃中的饱和烃分离出来，需要采用共沸精馏、萃取精馏等方法，才能得到纯度较高的芳烃产品。

1.高温加氢工艺

高温加氢工艺以莱托（Litol）法为主要代表工艺。使用高温加氢脱烷基工艺，反应的主要是粗苯中的轻苯。

莱托法工艺先通过预蒸馏，将粗苯分离为重苯和轻苯，预蒸馏采用减压蒸馏，利于降低温度，避免不饱和化合物在蒸馏过程中发生聚合，分离出来的轻苯进入预加氢反应器。预加氢采用Co-Mo系催化剂，在反应前要进行硫化，以此来适当降低催化剂的活性、并提高不饱和化合物加成反应的选择性。该工序将易发生聚合的物质除去，利于后续主加氢的操作，经预加氢后的产物进入主加氢反应器。主加氢反应采用Cr2O3-Al2O3系催化剂，反应温度在610～630℃、反应压力5.88Mpa，能将轻苯中的不饱和化合物和含硫化合物几乎全部加氢脱除，所得的加氢油采取普通精馏法就能分离，然后在主加氢反应器完成加氢过程，进入分离反应器――稳定塔。稳定塔采用加压操作，为了提高苯的沸点、减少苯损失；同时使不同沸点的饱和烃与苯进行初步分离。轻苯在反应器中，主反应是加氢脱硫和加氢脱烷基。此工艺对加汽油直接进行蒸馏制取纯苯，加氢反应前用预蒸馏分离出的重苯是生产古马隆的原料，加氢油用稳定塔除去非芳烃和硫化氢，再用白土塔吸附除去少量的不饱和物，最后用苯塔精馏得到纯苯。该工艺采用脱烷基技术，可将粗苯中的甲苯、二甲苯等脱去支链烷基得到苯，苯产率可达114%以上。

2.中温加氢工艺

中温加氢工艺采用两段法，第一段为预加氢反应，采用Ni-Mo、Co-Mo催化剂，主要脱除粗苯中的不稳定化合物，也可以脱除部分含硫化合物；二段为主加氢反应，采用Cr-Mo催化剂，脱除大部分的硫化物，使产品苯的噻吩含量分数降低至1×10-6以下，两段反应压力均为3.0～3.5Mpa。本工艺可生产优质纯苯、硝基化甲苯、高纯甲苯、二甲苯等产品。

3.低温加氢工艺

低温加氢工艺以德国鲁奇（Lurgi）法、克鲁柏-考伯斯（Krupp-Koppers）法为代表，二者加氢流程基本相同，仅操作条件和精馏系统有所不同。

鲁奇法加氢反应催化剂选用MoO-CoO及Fe2O3，反应温度为350～380℃，易焦炉煤气为氢源，操作压力为2.8Mpa，苯精制收率较高，加氢油用萃取精馏或共沸精馏法分离可得纯苯。

K-K法是由BASF/VEBA公司开发，由K-K公司改进的工艺技术，该工艺萃取蒸馏选用了莫菲兰法，以N-甲酰吗啉为萃取剂。其工艺过程为：粗苯预蒸发器蒸发器预反应器主反应器稳定塔预蒸馏塔萃取蒸馏塔BT蒸馏塔纯苯、甲苯和二甲苯。

由于催化加氢过程中的反应条件不同，为避免在一个反应器中的反应过于激烈而影响催化剂活性和寿命，故加氢精制工艺采用两段式反应器，设置了预反应器和主反应器。在预反应器内，以Ni――Mo为催化剂，反应温度190～370℃，将乙烯、苯乙烯和二硫化碳等物质除去，以免它们在后续设备中发生聚合。在主反应器内，经预反应器出来的物料在Co-Mo催化剂和320～370℃的条件下发生加氢反应。在此，烯烃加氢后生成饱和烃，噻吩等硫化物、氧化物和氮化物加氢转变为烃类、硫化物及氨。经两段反应，可将含硫物及杂质除去，加氢精制后得到的加氢油中主要含芳烃和非芳烃，再经萃取精馏分离出芳烃和非芳烃，芳烃经普通蒸馏分离出苯、甲苯及二甲苯。得到的产品中纯苯质量分数>99.9%，结晶点>5.48℃，噻吩含量

三、各加氢工艺比较

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讨论了粗苯加氢工艺后，对各工艺进行比较，结果如下表

表2-1 各加氢精制工艺的比较

四、结论

通过对以上各工艺的对比分析，可以看出低温加氢工艺（K-K法）具有反应条件优于其他加氢工艺，对设备的要求也较其他两种工艺低，可以在我国广泛应用。

参考文献：

[1]高建业.煤焦油化学品制取与应用[M].北京：化学工业出版社.2011

[2]肖瑞华.白金锋.煤化学产品工艺学[M].北京：冶金工业出版社.2008