芳烃合成装置的工艺研究

(营口职业技术学院，辽宁营口，115000)

1 装置情况简介

连续芳烃合成装置以石脑油为原材料，生产轻异构化生成油、非芳烃、苯、甲苯、邻二甲苯、混合二甲苯、C9、C10芳烃和重芳烃，并副产氢气及液化气。

芳烃合成装置由六个单元组成。预处理部分采用先通入H2后进行分馏，预分馏和蒸发同时进行的工艺方案，并设汽提塔为异构化装置提供原材料。重整部分采用UOP第三代超低压连续重整工艺技术。预加氢催化剂采用的是HYT-1119加氢催化剂，重整催化剂是UOP最新一代的R-254催化剂。

在节能降耗方面，预加氢进料换热器采用双壳换热器，重整进料换热器采用焊板式换热器以提高传热效率和降低压降，采用多流路，减少压降，选用高效率泵和电机，以节省能量，装置需冷却的物料尽量选用空冷，以节省用水，采用热进料流程，设置加热炉烟气余热回收系统。

2 工艺原理

催化重整是指原料结构的重新整合，是工业上环烷烃和烷烃脱氢、环化、异构化以及生产芳香烃的工艺流程。

2.1 预处理反应

除加氢裂化石脑油外，所有的催化重整进料组分，都必须进行预加氢处理。它包括除氧、预加氢、脱氯和预分馏。

2.1.1 除氧

在预加氢单元进料前设置除氧塔，防止溶解氧与原料中的烯烃在一定的温度下反应，容易形成结焦物质，造成预加氢反应器压差增加，从而造成预加氢单元的运行周期减小。

2.1.2 预加氢

重整原料通过催化加氢处理，除去杂质和一些生产毒物，以保证生产顺利进行。如：为保证催化剂在反应过程中的活性以及稳定性，需要对原料油进行加氢脱硫处理；重整原料油预加氢催化剂还应具有良好的加氢脱氮性能。需要处理的氮化物除了常见的外，还包括吡啶类的碱性氮杂环化合物和吡咯类的非碱性氮化物。

加氢脱氮过程中涉及到的反应是，杂环的加氢饱和、芳环加氢饱和以及C-N键的氢解。在加氢精制过程中，氮在加氢后转化为NH3而被脱除。

2.1.3 脱氯

在与预加氢的操作温度、压力和氢油比相同条件下，将精制油中的氯化氢脱除掉。重整预加氢反应器出口物流的温度较高(300℃以上)，脱氯剂的使用温度通常为300～370℃，其容氯量较高，可以较好展现出脱氯剂的功效。

2.1.4 预分馏

石脑油中的硫、氮、氯、氧化合物经预加氢精制后，所生成的H2S、NH3和H2O，一部分从预加氢高分气液分离过程中排除，另一部分则溶解在精制油中。这些溶解在精制油中的H2S、NH3和H2O，须经蒸发脱水塔从塔顶排除，同时重整生产要求切割一定沸程范围的馏份，其塔底油则为满足重整催化剂进料要求的精制油。

重整预加氢精制油和水形成一个微量部分互溶的溶液，其液相分上、下两层，上层主要是油和微量溶于油中的水，下层主要是水和微量溶于水中的油。该体系也称之为微量部分互溶的二元体系，每一层溶液的内部，可看成均一的溶液，上、下两层之间其性质和不相溶的体系类似，这种油水部分互溶体系，在蒸馏过程中形成非均相共沸物。影响蒸馏脱水塔操作的主要工艺参数是：塔底温度、塔底液面、塔顶温度、进料温度、回流比和塔顶压力。

2.2 重整反应

在催化重整反应条件下，芳香烃的芳环十分稳定。在反应的过程中有烃类反应，此外，还会发生使催化剂逐渐失活的生焦反应，也可能发生少量的脱烷基和烷基转移等反应。

2.3 异构化反应

链烷烃异构化反应是各类重整相对速度很快的反应。在催化重整反应条件下，烷烃异构化不会导致产品辛烷值大幅度提高。加氢裂化反应R-C-C-C-C+H2→RH+C-C-C-C，该反应是使分子量变小的过程，烷烃异构化反应是在一定温度、压力的条件下，正构的烷烃在催化剂的作用下，转化生成相应的支链异构烷烃的过程。

目前异构化过程多采用具有双功能的催化剂，金属通常采用一些贵金属，如：Pt、Pd等，不仅提供加氢脱氢反应的活性，其载体可为反应提供酸性中心，本装置采用载Pd的氢型丝光沸石(Pd/HM)异构化催化剂。通常认为异构化反应按正碳离子机理进行。

3 生产过程常见事故及处理方法

3.1 硫化氢中毒事故

突发硫化氢中毒事件，应迅速将患者移至通风良好的地方，立即施行人工呼吸(禁止口对口法)及吸氧，对呼吸困难或面色青紫者要立即给予氧气吸入。

救护者应做好个人防护，戴好防毒面具，切断毒物来源，关闭地漏管道阀门；还应尽快将中毒人员救离现场，移至新鲜空气处，松解患者颈、胸部纽扣和腰带，以保持呼吸畅通，同时要注意保暖和保持安静，严密注意患者神志，呼吸状态和循环状态等，尽快制止工业毒物继续进入体内，并设法排除已注入人体内的毒物，消除和中和进入体内的毒物作用，迅速脱去被污染的衣服、鞋袜、手套等，立即彻底清洗被污染的皮肤，冲洗时间要求15—30分钟，如毒物系水溶性，现场无中和剂，可用大量水冲洗，遇水能反应的则先用干布或其他能吸收液体的东西抹去粘染物，再用水冲洗，要注意防止着凉、感冒。毒物经口引起人体急性中毒，可用催吐和洗胃法；生命器官功能恢复，可用人工呼吸法，胸外按压法。

3.2 气体管线泄漏事故

3.2.1 临氢系统法兰泄漏或高压管线破裂

少量泄漏有油气味，可能有喷气声，低温部位可用肥皂水试泡。大量泄漏油气味和喷气声加剧，可见雾状喷射物。室内可燃气或硫化氢报警，反应系统压力下降。

临氢系统法兰泄漏或高压管线破裂处理方法：立即向有关人员汇报泄漏着火情况。现场处理人员必须佩戴硫化氢防毒面具，重点检查现场泄漏具体位置、泄漏大小、火势情况，根据泄漏情况决定是否熄灭加热炉火嘴。泄漏点未着火或着火较小时，用蒸汽掩护或吹灭，对高温部位注意不能用水或泡沫灭火。如泄漏点为法兰，可用防爆工具自行紧固或联系处理。泄漏点较大不能扑灭时通知消防部门，如泄漏点能隔离，应进行局部隔离，并进行相应处理；否则，按紧急停工处理。新氢管线破裂，立即关闭界区阀门，按停新氢事故预案处理。

3.2.2 换热器泄漏

生成油颜色变深，杂质含量上升，易反应的烯烃、硫醇硫等异常升高，硫、氮等质量指标不合格，反应器温升下降。

换热器泄漏处理方法：换热器内部管束泄漏一般采用水压试验方法进行检查，发现内漏管束后更换或堵死；换热管与管板焊口裂开时采取补焊或堵死；浮头式换热器浮头法兰密封泄漏时应采取紧固螺栓或更换密封垫片；螺纹锁紧环式换热管板密封漏时，应采取紧固内圈压紧螺栓或更换垫片。

3.3 火灾事故

装置出现爆炸、火灾、管线破裂或严重泄漏按下述方法处理：所有加热炉熄火，若加热炉或控制阀附近发生火灾，人上不去，则内操在中控室按紧急停炉按钮，关闭燃料气事故总阀，确保切断炉子燃料气。切断进料，停进料泵，可能的话，停运其他运行泵。当事故已经发生并处在控制的处理过程中，则要求尽可能保持压缩机继续运行，维持反应器内介质流动。停压缩机。装置各部降压，降低反应系统压力。条件许可或必要的话，切断与其他系统的联系。若加热炉出现炉管破裂，首先必须采取措施，将残存在炉管内的可燃物质置换干净。在处理过程中，切勿将烟道挡板关闭，因为烟道挡板关闭后，炉内将形成正压，火焰外喷，危及炉外设施。尽快将系统内的烃类脱净并用N2置换。切勿进行抽空置换，避免空气被抽入而在系统内形成爆炸氛围。

4 结论

本文从生产装置、工艺原理、生产过程常见事故及处理方法等方面，对芳烃的合成整个工艺做了深入研究，特别是对硫化氢中毒、气体管线泄漏、火灾等常见事故的应急处理的分析总结，能够起到指导生产，减少伤亡，降低经济损失的作用。