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超级石化主要内容:开发了裂解汽油抽提蒸馏苯乙烯(STED)成套工艺,首次实现从裂解汽油中回收高纯度苯乙烯产品,同时节省氢气实现二氧化碳减排。STED成套工艺包括选择性高且阻聚作用强的复合溶剂、反萃取汽提组合溶剂再生、抽提蒸馏过程质量控制、以及苯乙烯高效脱色等技术。STED成套工艺已在7套装置实现长期稳定运行,各项参数达到设计要求。27kt/aSTED工业装置标定结果显示:产品苯乙烯纯度(狑)为99.92%,色度(Pt-Co比色)小于10号,达到国家优级品标准;装置全流程回收率为95.8%。

关键词:裂解汽油抽提蒸馏苯乙烯

苯乙烯是极其重要的石油化工基础原料,在工业上应用广泛。多年来,我国苯乙烯产能严重不足,2005—2019年平均进口率超过30%。以石脑油为原料的蒸汽裂解制乙烯装置(简称乙烯装置)副产裂解汽油中含有质量分数3%~5%的苯乙烯。根据裂解汽油原有加工流程,裂解汽油中的苯乙烯被加氢成乙苯,造成相当数量的苯乙烯资源被浪费。我国乙烯产能近30Mt/a,如果在裂解汽油加氢前预先分离出苯乙烯,每年可低成本获得0.8Mt苯乙烯产品,同时显著降低裂解汽油加氢及下游装置的能耗,并节省氢气1.7×108m3,为对二甲苯(PX)装置提供超过1.0Mt的优质原料,具有较好的经济效益。

对于裂解汽油苯乙烯抽提蒸馏工艺的研发,国外专利商已有工业装置,但未能实现长周期运行,或者未能获得优级苯乙烯产品。中国石化石油化工科学研究院(简称石科院)开展从裂解汽油中回收高价值苯乙烯的抽提蒸馏技术研究已有10余年。经过一系列攻关,石科院成功解决了多项技术难题,获得多项授权专利,开发了裂解汽油抽提蒸馏苯乙烯成套工艺(STED)技术。采用该技术可得到国标优级苯乙烯产品,同时装置实现长周期稳定运行。在获得高纯度苯乙烯产品的同时,STED装置每回收1t苯乙烯产品节约氢气19.2kg,按煤制氢工艺生产每千克氢气排放19kg二氧化碳计算,每回收1t苯乙烯可以实现364.8kg二氧化碳减排。一套27kt/a的STED装置通过节省氢气实现减排约9850t二氧化碳,社会效益显著。

STED技术于2011年首次工业应用,装置一次开车成功,各项技术指标全面达标。与国外技术相比,采用STED技术得到的苯乙烯产品质量更好,且回收率高4.0百分点,综合能耗下降12%,实现了长周期稳定运行。目前该技术已许可11家中外合资及国内大型石化企业应用。

1STED的技术开发

STED技术开发的关键裂解汽油抽提蒸馏回收苯乙烯工艺主要存在以下3个难题:①苯乙烯与关键组分邻二甲苯之间的沸点差只有0.7℃,导致苯乙烯分离提纯困难;②苯乙烯极易聚合,装置难以长周期稳定运行;③苯乙烯中显色杂质定性难,无有效脱除方法,产品质量不高。石科院针对上述难题,持续攻关,先后获得多项授权发明专利,开发了高选择性复合溶剂、反萃取再生组合再生工艺、抽提蒸馏过程模拟、高效氧化脱色精制等关键技术,成功解决了上述难题。

2STED工艺的工业应用

截至年6月,STED工艺共许可12套工业装置应用,其中有7套装置已投入运行。目前投入运行的7套装置全部实现一次开车成功,且长周期运行平稳,产品质量满足国标优级标准,收率达到设计值。配套百万吨乙烯装置中大部分裂解汽油苯乙烯抽提装置的规模为27~30kt/a。下面以某石化厂(A厂)27kt/a苯乙烯抽提装置为例,简要介绍装置运行情况及考核标定结果。图8为A厂STED装置于2015年10月的运行情况。由图8可知:装置运行稳定,产品中苯乙烯的质量分数大于99.8%,平均值为99.9%;抽余油中苯乙烯质量分数小于1%,平均值为0.7%。2015年11月18日至11月21日对该装置进行了72h性能考核,标定结果见表6和表7。

由表6可知,A厂STED装置的各项指标达到设计要求,产品苯乙烯质量达到GB/T3915—2011规定的国家优级品标准,多项指标优于国家优级品标准,其中产品纯度(狑)平均达到99.92%,乙苯质量分数平均值仅为0.01%,聚合物质量分数平均值仅为3!g/g。由表7可知:装置的产品收率高,其中C9+中苯乙烯质量分数为0.35%,抽余油中苯乙烯质量分数为0.63%,全流程苯乙烯收率高达95.8%;装置综合能耗为2558MJ/t,低于设计值。

3结论

(1)开发了STED成套工艺,从裂解汽油中回收高价值的苯乙烯产品,节省氢气,实现二氧化碳减排,优化资源利用。

(2)开发了具有选择性高且阻聚作用强的复合溶剂、反萃取汽提组合溶剂再生、抽提蒸馏过程稳定性及质量控制、以及苯乙烯高效脱色等多项关键技术。解决了易聚合的苯乙烯与关键组分邻二甲苯之间分离问题,实现装置长周期稳定运行,首次从裂解汽油中获得满足国家标准优级标准的高纯度、低色度苯乙烯产品。

(3)STED成套工艺已在7套装置实现长期稳定运行,各项参数达到设计要求。27kt/aSTED工业装置标定结果显示,苯乙烯产品纯度(W)达99.92%,色度小于10号,达到GB/T3915—2011规定的优级品标准;装置全流程苯乙烯回收率为95.8%。

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作者:赵明,郁灼,田龙胜,唐文成,庞伟伟(中国石化石油化工科学研究院)。超级石化整理发布,供参考了解,转载请务必注明出处。本文如果对您有帮助,

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