焦化粗苯精制催化反应部分.docx

目 录第一章 设计说明11.1 反应工段描述1第二章 设计方法说明22.1 加氢方法选择22.2加氢工艺说明52.3反应器设计结果62.4 强度校核计算说明7第三章 设备说明93.1标准设备93.2非标设备9第四章 过程控制104.1 控制方案描述104.2 设备管道仪表流程114.3 开停工方案11第五章 设备条件图13第六章 安全环保因素146.1 敏感性技术分析146.2 安全技术规程176.3 安全卫生技术规程186.4物料的爆炸危险性分析19参考文献221.1 附录一241.1.1催化剂用量尺寸计算241.1.2反应器催化剂层相关数据计算271.2 附录二311.2.1反应器R0201311.2.2反应器R0202371.3 附录三44附件1 反应工段PFD45附件2 反应工段流股组成46附件3 反应工段PID47附件4 反应工段工艺设备表48附件5 反应工段通用工艺条件表49附件6 反应工段流量计工艺条件表50附件7 反应工段设备图51外文资料中文译文致 谢 第一章 设计说明1.1 反应工段描述本工段是将分离出重苯的焦化粗苯先进行加氢反应，然后进行脱硫脱氮反应最后得到加氢油的一个工段，由两个反应器（加氢反应器和脱硫脱氮反应器）、一个加热炉、换热网络及控制系统组成。 本工段中的R0201加氢反应器的进料由三部分组成：由工段1来的经加压换热后的轻苯、工段3经加压换热的循环氢气和新鲜氢气。其中轻苯和循环氢气均以达到加氢反应器的反应条件：2.9MPa、210℃，而新鲜氢气达不到反应条件，需要多级压缩系统加压，从而达到反应的温度和压力。加氢反应器的出料（2.8Mpa、230℃）先经过换热器与脱硫脱氮反应器的出料（加氢油2.5MPa/370℃）预热达到2.8Mpa、255℃，再经加热炉加热达到2.8Mpa、340℃，其中加热炉所用的燃料是焦炉煤气，加热炉的废热交给废热锅炉处理。物料再经过一个减压阀达到脱硫脱氮反应器的反应条件（2.7Mpa、340℃）进行反应，出料（3.7Mpa、370℃）跟加氢反应器的出料换热后（2.5Mpa、347℃）交由工段1的换热网络进行换热处理。第二章 设计方法说明[14]2.1 加氢方法选择焦化粗苯精制的方法主要有酸洗精制工艺和加氢精制工艺,酸洗精制工艺是一种较陈旧的工艺方法,由于其具有工艺流程简单、操作灵活、设备简单、材料易得和在常温常压下运行等优点,目前国内中小型焦化厂应用广泛,但在先进国家已基本淘汰,主要问题是酸性聚合物不易处理、环境保护差、产品得率低、产品质量差等。加氢精制工艺是50年代发展起来的一种净化工艺,它的采用解决了传统酸洗精制工艺所难以解决的初馏分、酸焦油问题,同时苯损失最少,产品质量有了突破性的提高,满足了各种用户的需求,所以该工艺得到了广泛的运用。目前适合粗苯加氢的工艺主要有高温加氢法(Litol法)和低温加氢溶剂法。低温加氢溶剂法有以N - 甲酰吗啉为溶剂的加氢工艺(简称K. K法)和以环丁砜为溶剂的加氢工艺(简称环丁砜法) 。2.1.1 两种常见的加氢方法——高温加氢法和低温加氢溶剂法2.1.1.1　高温加氢法(Lito法)高温加氢精制法(Litol法)是将原料粗苯先经预分馏塔分出轻、重组分 。重组分作为副产品外销,轻苯去进一步加氢处理。在预处理和Lito反应器中进行加氢反应,使不饱和芳烃饱和、发生脱硫、脱氮反应、芳烃脱烷基等一系列反应,使硫及氮化合物转化为及 ,以便在精制过程中进一步脱除,经过精馏得到精苯产品。该法反应温度为600 ～630 ℃, 反应压力为6. 0MPa。Lito法除了加氢精制功能,还能将粗苯中的甲苯和二甲苯经催化脱烷基反应转化为苯,苯的质量分数达到99. 9 % ,苯凝固点大于5. 4 ℃, 噻吩质量分数小于0.5× ,苯产品质量很高。由于高温法反应温度与反应压力都很高,对设备、管道、仪表等的材质和质量要求很高,制造难度与投资也大,操作运转过程危险性相对较大。同时该过程把价值较高的甲苯和二甲苯、乙苯等转化为苯,经济上不尽合理。2.1.1.2 低温加氢溶剂法低温加氢溶剂法是指以N - 甲酰吗啉为溶剂的加氢工艺(简称K. K法)和以环丁砜为溶剂的加氢工艺(简称环丁砜法) 。2.1.1.2.a　K. K法K. K法是将原料粗苯直接进入加氢系统,经蒸发器,预反应器和主反应器加氢后得到加氢油。加氢油在高压分器中分离出循环气循环使用,分离出的加氢油在稳定塔排出尾气后进入预分馏塔,塔底的馏分去二甲苯塔生产混合二甲苯,塔顶分离出的苯、甲苯馏分进入萃取蒸馏塔分离出非芳烃后经汽提塔和纯苯塔得到纯苯和甲苯。2.1.1.2.b　环丁砜法环丁砜法是将原料粗苯首先在预分馏塔中除去重组分,轻苯进入加氢反应系统,脱除硫、氮等杂质化合物,并将不饱和烯烃得到饱和,得到的加氢产