Flujo del proceso de producción de benceno crudo
Los productos de la serie benceno producidos durante la carbonización del carbón de coque en el horno de coque escapan con el gas residual. El benceno crudo es una materia prima importante para los productos químicos orgánicos y su reciclaje tiene grandes beneficios económicos.
El contenido de benceno crudo en el gas de horno de coque es generalmente de 25 ~ 40 g/m3. El rendimiento de benceno crudo está relacionado con la calidad de la carga del carbón, la temperatura de coquización y la temperatura del espacio de cabeza del horno de coque. Es decir, el rendimiento de benceno bruto aumenta con el aumento del contenido volátil del carbón que entra al horno y disminuye con el aumento de la temperatura de coquización y la temperatura del espacio superior del horno. Generalmente 0,9 ~ 1,3 carbón seco.
Hay dos requisitos técnicos principales para los productos de benceno crudo: uno es la humedad, que no requiere agua insoluble visible a temperatura ambiente; el otro es la determinación del rango de destilación de los productos de benceno crudo. Cuando se utiliza benceno bruto como disolvente, el rendimiento de destilación antes de 180 °C debe ser superior a 91. Cuando se utiliza benceno bruto para refinar, el rendimiento de destilación antes de 180 °C debe ser superior a 93.
Los principales componentes del benceno crudo son hidrocarburos aromáticos como benceno, tolueno, xileno y trimetilbenceno. Además, existen compuestos insaturados, compuestos que contienen azufre, hidrocarburos alifáticos, naftaleno, fenoles y compuestos de piridina. .
El aceite de lavado de alquitrán se utiliza generalmente como absorbente para recuperar el benceno crudo en el gas de horno de coque. El proceso incluye lavado y destilación.
1. Lavado de benceno crudo
El gas del horno de coque pasa a través de la torre de lavado de benceno en serie a 25 ~ 27 °C y entra en contacto a contracorriente con el aceite de lavado de alquitrán. Se pulveriza en la parte superior de la torre para eliminar el benceno crudo. El benceno se descarga desde la parte superior de la torre. El petróleo rico con un contenido de benceno crudo de aproximadamente 2,5 descargado desde el fondo de la torre se envía a la unidad de destilación para eliminar el benceno. El aceite pobre después de la bencilación contiene 0,2 ~ 0,4 de benceno. Después de enfriarse a 27 ~ 30 ℃, se envía a la torre de lavado de benceno para su reciclaje.
2. Destilación de benceno crudo
Antes de la década de 1980, la mayoría de las plantas de coquización de mi país utilizaban el proceso de bencilación rico en petróleo calentado con vapor de la antigua Unión Soviética, que daba como resultado una gran cantidad de vapor. Consumo, equipo enorme y mala calidad del producto. Mala mano de obra.
Durante el período de 1976 a 1979, los dispositivos de eliminación de benceno de diseño propio de mi país se construyeron sucesivamente en la planta de coque de hierro y acero de Xinyu y en la planta de coque de Jigang. Después de la investigación, la depuración y la operación de prueba, se pusieron en producción la torre simple de 30 capas y la torre simple de 45 capas.
En la actualidad, las plantas de coquización domésticas generalmente adoptan el proceso de calentar benceno rico en aceite en hornos tubulares. Este proceso puede incluir dos torres para producir benceno ligero y benceno pesado, y una torre para producir petróleo rico a partir del proceso de lavado de benceno crudo. El petróleo rico se calienta mediante el intercambiador de calor aceite-vapor y el intercambiador de calor aceite-aceite y luego ingresa. la torre de deshidratación y escapa desde la parte superior de la torre. La mezcla de petróleo, gas y agua se envía al separador de petróleo y agua después de pasar por el condensador.
El aceite rico descargado desde el fondo de la torre de deshidratación se bombea al horno tubular, se calienta a 180 ~ 190 °C y luego ingresa a la torre de eliminación de benceno.
Se bombea 1 ~ 1,5 aceite rico al regenerador de lavado de aceite y se evapora directamente con vapor sobrecalentado calentado por un horno tubular. El vapor aceitoso se descarga desde la parte superior del regenerador hacia la parte inferior de la torre de eliminación de benceno y el residuo se descarga desde la parte inferior del regenerador.
El vapor de benceno crudo que escapa de la parte superior de la torre de extracción de benceno se enfría mediante el intercambiador de calor de petróleo y gas, el condensador lo condensa y el aceite y el agua se separan y luego se envían al benceno crudo. tanque intermedio.
Parte del benceno crudo se envía a la parte superior de la torre de eliminación de benceno para reflujo y el resto se utiliza como materia prima para las dos torres de eliminación de benceno.
El aceite pobre caliente descargado desde la parte inferior de la torre de extracción de benceno ingresa al tanque de aceite pobre caliente debajo de la torre a través del intercambiador de calor aceite-aceite. Después de ser enfriado por el enfriador de aceite pobre extraíble, ingresa al. Sistema de lavado para reciclaje.
El benceno crudo se fracciona a través de dos torres de benceno, y el vapor de benceno ligero que escapa de la parte superior de la torre ingresa al tanque de reflujo a través del condensador y el separador de agua y aceite.
Parte del benceno ligero se envía a la parte superior de la torre de difenilo para reflujo y el resto es el producto. El benceno pesado refinado se extrae de la línea lateral de la torre y el disolvente de naftaleno se descarga desde el fondo de la torre.
El calentamiento de aceite rico en hornos tubulares puede eliminar simultáneamente benceno y naftaleno. La temperatura de salida del petróleo y el gas en la parte superior de la torre de eliminación de benceno se mantiene entre 103 y 105 °C. Durante el proceso de desbenzenización del petróleo rico, la naftaleno también se evapora y se disuelve en benceno crudo y se descarga desde el fondo de la torre de debenceno en forma de aceite solvente de naftaleno. El contenido de naftaleno del aceite pobre es inferior a 2, lo que puede reducir en gran medida el contenido de naftaleno del gas después de la torre de lavado de benceno.
(2) Proceso de desbencilación rico en petróleo para producir benceno crudo mediante calentamiento en una sola torre de un horno tubular. La torre única para la producción de benceno crudo tiene 30 capas de torre de eliminación de benceno. La parte superior de la torre se somete a reflujo para producir benceno crudo, el aceite de naftaleno se extrae de la línea lateral y la parte inferior de la torre es aceite pobre.
Existen tres métodos para producir benceno ligero y pesado a partir de benceno crudo y de torre única.
(2) Tecnología de refinación de benceno crudo
En la actualidad, la refinación de benceno crudo se divide generalmente en dos categorías: decapado e hidrogenación.
(1) Método de decapado. El lavado con ácido es un método tradicional para refinar el benceno crudo en mi país y se purifica mediante lavado con ácido sulfúrico. Dado que este método tiene las ventajas de un flujo de proceso simple, operación flexible, equipo simple, fácil disponibilidad de materias primas y operación bajo temperatura y presión normales, sigue siendo un método factible de refinación de benceno crudo para pequeñas y medianas empresas de coquización. Por lo tanto, la mayoría de las plantas de coquización nacionales todavía utilizan el decapado como método de refinación del benceno crudo. Sin embargo, en comparación con la hidrogenación, este método tiene muchas desventajas fatales que son difíciles de superar. Dado que los compuestos insaturados y los sulfuros generan polímeros de color marrón oscuro (alquitrán ácido) bajo la acción del ácido sulfúrico, hasta el momento no existe ningún método de tratamiento eficaz. Además, la calidad y el rendimiento del producto no se pueden comparar con la hidrogenación y están siendo reemplazados gradualmente por la hidrogenación.
(2) Hidrogenación y refino. Debido a las muchas deficiencias del método de decapado, mi país ha estado involucrado en la investigación y el desarrollo de la hidrogenación y el refinado de benceno crudo coquizado desde principios de la década de 1970, y ha desarrollado métodos de hidrogenación a media temperatura y métodos de hidrogenación a baja temperatura. La ventaja de la hidrogenación a temperatura media es que se puede obtener benceno de alta pureza sin destilación extractiva. En 1976, la planta de coque de Beijing adoptó la tecnología de hidrogenación de benceno crudo a temperatura media del Instituto de Química del Carbón de Shanxi de la Academia de Ciencias de China y construyó el primer dispositivo de prueba industrial nacional capaz de procesar 25.000 toneladas de benceno crudo por año. En la década de 1980, se llevó a cabo la investigación y el desarrollo de un proceso de hidrorefinación de benceno crudo a baja temperatura (300 ~ 370 °C). En la década de 1990, mi país introdujo el proceso japonés Litol para producir benceno de alta pureza en el Proyecto Baosteel Fase I y Henan Shenma. La planta de coque Shijiazhuang y el proyecto Baosteel Fase III han introducido sucesivamente la tecnología de proceso alemana K.K. Zhejiang Yangmei International Petrochemical Pharmaceutical Engineering Design Co., Ltd. desarrolló con éxito una tecnología nacional de hidrogenación en fase gaseosa en 2004 basándose en la digestión y absorción de dispositivos extranjeros similares. En respuesta a este problema, se instalaron cerca de 10 equipos de refinación de hidrogenación de benceno crudo. en Shanxi Taihua Co., Ltd. El dispositivo se utiliza en el proyecto de hidrorefinación de benceno crudo de 15.000 t/a de la mina de carbón Chaili del Grupo Shandong Zaokang y en el proyecto de hidrorefinación de benceno crudo de 80.000 t/a de Shandong Lihai Chemical Co., Ltd. El hervidor inferior adopta un hervidor de circulación forzada, primero elimina los componentes pesados por encima de C9 en el benceno crudo. La reacción de hidrogenación del benceno ligero alivia el problema de coquización y obstrucción del sistema de hidrogenación causado por hidrocarburos insaturados en el benceno crudo, mejora la adaptabilidad a las materias primas, reduce la carga de hidrogenación y optimiza el proceso de hidrogenación.