《苯加氢学习资料》ppt课件

1、第六章第六章 粗苯的精制粗苯的精制6.1 粗苯的组成及精制产品粗苯的组成及精制产品6.1.1 粗苯的组成及其主要组分的性质粗苯的组成及其主要组分的性质1、组成、组成苯及同系物：苯及同系物：8095%不饱和化合物：不饱和化合物：515%硫、氧、氮的化合物：硫、氧、氮的化合物：0.22.0%饱和烃：饱和烃：0.32.0%2、主要组分及性质、主要组分及性质粗苯中主要成分为：苯、甲苯、二甲苯。它们在粗苯中主要成分为：苯、甲苯、二甲苯。它们在101Kpa压压力下的沸点如下：力下的沸点如下： 苯苯80.1；甲苯甲苯110.6；间二甲苯间二甲苯139.1； 对二甲苯对二甲苯138.4；邻二甲苯；邻二甲苯14

2、4.4；乙苯；乙苯136.2。由上述数据可见，由上述数据可见，沸点有差异，即挥发度不同，可以沸点有差异，即挥发度不同，可以很容易别离出苯和甲苯。二甲苯的三种异构体和乙苯的很容易别离出苯和甲苯。二甲苯的三种异构体和乙苯的沸点差甚小，难于用精馏方法别离。沸点差甚小，难于用精馏方法别离。 去除杂质意义去除杂质意义 粗苯中与苯的沸点相近的有硫化物和不饱和化合物，粗苯中与苯的沸点相近的有硫化物和不饱和化合物，例如，噻吩和环己烷的沸点分别为例如，噻吩和环己烷的沸点分别为84.07和和81，精，精馏时分不开，故欲得纯苯较难。馏时分不开，故欲得纯苯较难。1由于以苯为原料进展催化加工时，硫化物能使催由于以苯为原

3、料进展催化加工时，硫化物能使催化剂中毒，化剂中毒，2不饱和化合物在储存时能聚合或产生不饱和化合物在储存时能聚合或产生暗色物，在催化加工时，易使催化剂结焦。所以要求从暗色物，在催化加工时，易使催化剂结焦。所以要求从苯中必须除掉这些杂质。苯中必须除掉这些杂质。去除方法去除方法 由于精馏方法不能脱除苯中噻吩和不饱和化合由于精馏方法不能脱除苯中噻吩和不饱和化合物，所以在精馏之前采用化学方法把它们别离。为此，物，所以在精馏之前采用化学方法把它们别离。为此，可采用参加化学试剂或催化加氢的手段，使之生成易可采用参加化学试剂或催化加氢的手段，使之生成易于别离的产物，到达净化目的。于别离的产物，到达净化目的。按

4、除去不饱和化合物和硫化物的方式不同，粗苯精制按除去不饱和化合物和硫化物的方式不同，粗苯精制方法主要有方法主要有酸洗精制法和加氢精制法酸洗精制法和加氢精制法。 采用化学净化方法，需要消耗化学试剂和损失原采用化学净化方法，需要消耗化学试剂和损失原料，所以仅对精馏别离不掉的硫化物料，所以仅对精馏别离不掉的硫化物 和不饱和化合物，和不饱和化合物，采用化学净化方法。不同沸点馏分中不饱和化合物和采用化学净化方法。不同沸点馏分中不饱和化合物和硫化物含量不同，硫化物含量不同，在低于苯沸点的初馏分中含量高。在低于苯沸点的初馏分中含量高。79以前以前 在二甲苯高沸点馏分中不饱和化合物古马隆、茚、在二甲苯高沸点馏分

5、中不饱和化合物古马隆、茚、苯已烯含量很高苯已烯含量很高140以上以上，很明显，分出高沸，很明显，分出高沸点馏分不用化学净化方法，而只对沸点较低的馏分进点馏分不用化学净化方法，而只对沸点较低的馏分进展化学净化，这不仅减少了化学净化消耗，而且可以展化学净化，这不仅减少了化学净化消耗，而且可以分别利用各馏分。例如初馏分低于苯沸点馏分含分别利用各馏分。例如初馏分低于苯沸点馏分含有环戊二烯，是合成橡胶、药品和合成树脂的原料，有环戊二烯，是合成橡胶、药品和合成树脂的原料，该树脂可制造油漆、颜料和绝缘材料等。该树脂可制造油漆、颜料和绝缘材料等。 6.1.2 粗苯精制产品的质量和用处粗苯精制产品的质量和用处1

6、 质量标准质量标准2 关于质量准标中几项指标的说明关于质量准标中几项指标的说明1蒸馏试验：说明产品中物质集蒸馏试验：说明产品中物质集中的程度中的程度2酸洗比色：产品中杂质含量越酸洗比色：产品中杂质含量越多，硫酸着色越深多，硫酸着色越深3溴价：不饱和物能与溴起反响。溴价：不饱和物能与溴起反响。溴价的上下反映试样中不饱和化合溴价的上下反映试样中不饱和化合物含量的大小。催化加氢精制法不物含量的大小。催化加氢精制法不用此指标。用此指标。4结晶点：结晶点：100%的纯苯的结晶的纯苯的结晶点是点是5.53，可用结晶点说明产品的，可用结晶点说明产品的纯度。纯度。3用处用处6.2 粗苯粗苯 酸洗精制工艺酸洗精

7、制工艺粗苯精制流程包括：粗苯精制流程包括： 初步精馏初步精馏 目的目的 使低沸点的二硫化碳和环戊二使低沸点的二硫化碳和环戊二烯、戊烯等不饱和化合物与苯族烃进展别离，得到初馏烯、戊烯等不饱和化合物与苯族烃进展别离，得到初馏分和苯、甲苯、二甲苯等组成的苯类混合馏分也称未分和苯、甲苯、二甲苯等组成的苯类混合馏分也称未洗混合分。洗混合分。 化学精制目的化学精制目的 把粗苯主要组分沸点范围内所把粗苯主要组分沸点范围内所含的硫化物和不饱和化合物脱除。含的硫化物和不饱和化合物脱除。 最终精馏目的最终精馏目的 得到符合标准的纯产品。得到符合标准的纯产品。6.2.1 轻苯连续轻苯连续初馏工艺初馏工艺。以粗苯为原

8、料以粗苯为原料粗苯初步精馏可由两个精馏塔完成。图略粗苯初步精馏可由两个精馏塔完成。图略1粗苯在第一个初馏塔顶分出初馏分；粗苯在第一个初馏塔顶分出初馏分；2在在第二个苯、甲苯、二甲苯第二个苯、甲苯、二甲苯BTX混合馏分塔顶分出混合馏分塔顶分出BTX馏分，塔底分出重苯。馏分，塔底分出重苯。以轻苯为原料工艺流程见图以轻苯为原料工艺流程见图63假设粗苯回收工段把粗苯已分成轻苯和重苯，那么不假设粗苯回收工段把粗苯已分成轻苯和重苯，那么不再需要第二个塔。再需要第二个塔。轻苯的初馏分产率为轻苯的初馏分产率为1.01.2%，其组成约为：环，其组成约为：环戊二烯及其它不饱和化合物等戊二烯及其它不饱和化合物等50

9、60%；二硫化碳为；二硫化碳为2535%；苯为；苯为515%。纯苯中含二硫化碳不应超过。纯苯中含二硫化碳不应超过150ppm。初馏塔很重要，初馏分要别离的很干净，否那么二初馏塔很重要，初馏分要别离的很干净，否那么二硫化碳进入硫化碳进入BTX馏分中，进一步留在苯中；此外，使馏分中，进一步留在苯中；此外，使BTX馏分的化学净化难度增大。馏分的化学净化难度增大。初馏分塔采用效率足够高的精馏塔，塔板数为初馏分塔采用效率足够高的精馏塔，塔板数为3050。回流比为。回流比为4060，空塔气速为，空塔气速为0.60.9m/s。初馏塔的再沸器容易堵塞，这是低沸点不饱和化合初馏塔的再沸器容易堵塞，这是低沸点不饱

10、和化合物如：环戊二烯反响才能大，粘度高，能形成高分物如：环戊二烯反响才能大，粘度高，能形成高分子聚合物发生聚合，堵塞物主要是胶状游离碳。应子聚合物发生聚合，堵塞物主要是胶状游离碳。应防止进料和回流带水，否那么不仅塔操作不稳，而且防止进料和回流带水，否那么不仅塔操作不稳，而且增加堵塞再沸器的可能性。增加堵塞再沸器的可能性。 6.2.2 酸洗净化法的主要反响及工艺酸洗净化法的主要反响及工艺6.2.2.1主要化学反响主要化学反响1脱硫反响去除硫化物脱硫反响去除硫化物混合馏分中二硫化碳与硫酸不起反响，混合馏分中二硫化碳与硫酸不起反响，噻吩能进展磺化反响：噻吩能进展磺化反响：噻吩与不饱和化合物生成共聚物

11、特别是与高沸点的噻吩与不饱和化合物生成共聚物特别是与高沸点的不饱和化合物的聚合，在少量硫酸不饱和化合物的聚合，在少量硫酸催化作用下，进展的极为迅速而完全。如与茚的反响。催化作用下，进展的极为迅速而完全。如与茚的反响。噻吩磺酸可溶于硫酸和水中与已洗馏分别离。共聚物那么噻吩磺酸可溶于硫酸和水中与已洗馏分别离。共聚物那么一般溶于已洗混合馏分中最终精馏时转入釜底残液一般溶于已洗混合馏分中最终精馏时转入釜底残液4副反响 1苯族烃与不饱和化合物的共聚反响 2苯族烃的磺化反响2聚合反响聚合反响不饱和烃在硫酸作用下发生聚合反响，生成酸式酯，进不饱和烃在硫酸作用下发生聚合反响，生成酸式酯，进一步反响生成二聚物，

12、例一步反响生成二聚物，例此反响还可继续进展，生成三聚物和深度聚合物。二此反响还可继续进展，生成三聚物和深度聚合物。二聚物和三聚物与相应的芳烃的差异是沸点高。聚合程聚物和三聚物与相应的芳烃的差异是沸点高。聚合程度越大，粘度越高，溶于净化产品的溶解度降低，导度越大，粘度越高，溶于净化产品的溶解度降低，导致树脂状物沉着于器壁。故应防止聚合程度增大。聚致树脂状物沉着于器壁。故应防止聚合程度增大。聚合物呈黑褐色，简称酸焦油，比重较大，可以从混合合物呈黑褐色，简称酸焦油，比重较大，可以从混合物中别离出来。物中别离出来。 3噻吩与不饱和化合物反响噻吩与不饱和化合物反响噻吩与不饱和化合物在硫酸催化作用下，可生

13、成共聚物：噻吩与不饱和化合物在硫酸催化作用下，可生成共聚物： 生成物是热稳定的烷基化噻吩，其沸点比苯的沸点高生成物是热稳定的烷基化噻吩，其沸点比苯的沸点高6070。研究说明，研究说明，上述噻吩烷基化反响速度比其他磺化速度快上述噻吩烷基化反响速度比其他磺化速度快1020倍，故在不饱倍，故在不饱和化合物存在下，首先噻吩进展烷基化反响，然后再发生磺化脱噻吩反响。和化合物存在下，首先噻吩进展烷基化反响，然后再发生磺化脱噻吩反响。烷基化脱噻吩反响比磺化法有很大优点，因为烷基化反响是不可逆的低于烷基化脱噻吩反响比磺化法有很大优点，因为烷基化反响是不可逆的低于300而磺化反响是可逆的，析出水使硫酸稀释，降低

14、了反响速度。而磺化反响是可逆的，析出水使硫酸稀释，降低了反响速度。噻吩大部分集中于苯馏分中，其中含不饱和化合物甚少，约为噻吩大部分集中于苯馏分中，其中含不饱和化合物甚少，约为12%，故其故其中噻吩难除净，中噻吩难除净，假设对苯、甲苯、二甲苯混合馏分进展酸洗，其中不饱和化合物含量为假设对苯、甲苯、二甲苯混合馏分进展酸洗，其中不饱和化合物含量为46%，易将噻吩及其同系物分出，且硫酸耗量少，焦油生成量也少。所得聚合，易将噻吩及其同系物分出，且硫酸耗量少，焦油生成量也少。所得聚合物溶于混合馏分中，最终精馏时入塔底残渣中。物溶于混合馏分中，最终精馏时入塔底残渣中。为了强化烷基化反响，于酸洗时添加为了强化

15、烷基化反响，于酸洗时添加0.52%沸点为沸点为160250的粗溶剂油，的粗溶剂油，利用其所含茚等，将噻吩及其同系物完全除去。利用其所含茚等，将噻吩及其同系物完全除去。 6.2.2.2 酸洗净化的工艺要求及消费流程酸洗净化的工艺要求及消费流程1酸洗净化的工艺要求酸洗净化的工艺要求1酸洗反响温度应不超过酸洗反响温度应不超过4045，温度过高时，温度过高时，同样有硫酸浓度增高的缺点。此外，温度高，苯的蒸同样有硫酸浓度增高的缺点。此外，温度高，苯的蒸气压大，苯损失增多；苯族烃的磺化反响加剧。苯族气压大，苯损失增多；苯族烃的磺化反响加剧。苯族烃的损失增加。烃的损失增加。2酸洗用硫酸浓度为酸洗用硫酸浓度为

16、9395%，浓度低时，达不到浓度低时，达不到洗净效果；浓度高时，生成中性酯量增加，不饱和化洗净效果；浓度高时，生成中性酯量增加，不饱和化合物聚合程度加深，苯族烃的磺化反响加剧合物聚合程度加深，苯族烃的磺化反响加剧。苯族烃的苯族烃的损失增加；损失增加；3酸洗反响时间以酸洗反响时间以10min左右为宜，左右为宜，延长时间，可延长时间，可改善洗涤效果，但过长会加剧磺化反响。苯族烃的损改善洗涤效果，但过长会加剧磺化反响。苯族烃的损失增加失增加； 2连续洗涤工艺流程连续洗涤工艺流程混合馏分硫酸洗涤在大、中型焦化厂采用连续流程，混合馏分硫酸洗涤在大、中型焦化厂采用连续流程，其消费工艺流程见图其消费工艺流程

17、见图6-4。混合馏分和硫酸以及添加剂混合馏分和硫酸以及添加剂1.21.8%经计量后经计量后用泵打入第一组球形混合器洗涤，然后在反响器完成用泵打入第一组球形混合器洗涤，然后在反响器完成酸洗反响。在反响器后参加水洗，经第二组球形混合酸洗反响。在反响器后参加水洗，经第二组球形混合器，水稀释硫酸，中断反响，并使硫酸再生，硫酸回器，水稀释硫酸，中断反响，并使硫酸再生，硫酸回收率介于收率介于6580%，再生酸浓度为，再生酸浓度为4050%。再生酸在。再生酸在澄清槽分出，槽上混合馏分加碱中和，再于第三组球澄清槽分出，槽上混合馏分加碱中和，再于第三组球形混合器混合并在澄清槽中澄清后，分出盐溶液，得形混合器混合并在澄清槽中澄清后，分出盐溶液，得洗净的苯、甲苯、二甲苯混合馏分。洗净的苯、甲苯、二甲苯混合馏分。球形混合器构造见图球形混合器构造见图6-10。几个球联用使液流。几个球联用使液流90转弯扰动，到达混均目的。转弯扰动，到达混均目的。 6.2.3已洗混合馏分的吹苯和最终精馏已洗混合馏分的吹苯和最终精馏6.2.3.1已洗混合馏分的连续吹苯已洗混合馏分的连续吹苯吹苯的目的：吹苯的目的