摘要：重苯是粗苯精制过程中在脱重塔中采出的大于150℃的馏份，重苯的合理有效深加工利用一直是重苯深加工利用主要问题之一。由于重苯产量小，目前均采用间歇蒸馏方式提取其中的有效组份，有效组份产品回收率低，浪费能源，或简单作为燃料油或其它化工添加剂处理，不能充分回收利用其中的有效组份，重苯的高效回收利用一直是重苯深加工的一个技术难题。鉴于此，文章重点就重苯精馏工艺技术的开发与应用进行研究分析，以供参考和借鉴。
关键词：重苯精馏；工艺技术；开发；应用
引言
重苯是粗苯精制过程中产生的副产物，是粗苯初步分离出的大于150℃的重组分，占粗苯量的10%。重苯中的主要组分包括三甲苯、萘、α-甲基萘、β-甲基萘、茚、古马隆等重要组分，是重苯深加工提取的主要产品。重苯深加工利用途径目前主要是蒸馏分离、催化加氢得到深加工产品，通过普通蒸馏得到附加值高的工业萘、α-甲基萘、β-甲基萘、茚、古马隆等产品，但由于重苯成分复杂，加工水平低，资源利用率低，产品附加值小，另一种深加工利用途径是通过重苯加氢得到轻质组分，但仍处于试验室阶段。重苯间歇蒸馏分离得到工业萘、α-甲基萘、β-甲基萘等产品，能源消耗高，产品回收率低，浪费了重苯中宝贵的化学资源。虽然设计出了连续精馏工艺，但由于重苯产量小，并未实现工业化生产。
1重苯精馏工艺现状及发展
1.1开发现状
目前国内外研究人员主要集中于粗苯中轻苯的加氢精制技术相关研究，对重苯的研究报道并不多。国外粗苯加氢精制技术早在上个世纪80年代就趋于成熟，且对重苯资源基本上得到了比较合理的利用，并建立了许多生产下游产品的工厂。目前国内大多数焦化厂所生产的重苯，都呈黑褐色、带有严重的刺激性恶臭气味，并且不饱和化合物含量较多。许多企业对重苯的处理方法是将其作为粗燃料油或进行简单蒸馏回收少量的三苯或作为低价产品直接外卖，也有少数企业将重苯用于古马隆-茚树脂的合成，这不仅没有使宝贵的重苯资源得到很好的利用，而且会产生环境污染，同时也不利于焦化企业长远发展。基于此，近年来国内研究人员除通过改进优化粗苯蒸馏系统或工艺使重苯产出量相对降低外，还提出了一些重苯精馏新工艺及重苯加氢技术，如山东潍焦集团潍坊振兴日升化工有限公司设计并形成一套重苯初加工装置，就重苯中的部分成分进行分离精制，利用其中各种物质的沸点不同进行加工，通过改变压力大小，提取其中的工业萘、甲基萘等，其他成分作为轻油、洗油、重油、沥青或溶剂油等；太原理工大学的马连华提出了一种重苯加氢加工技术，通过加氢反应使重苯中不饱和化合物加氢饱和，增加其安定性，并重点研究了反应温度、氢气压力、反应时间以及催化剂用量等因素对重苯中各组分加氢反应的影响，获取最佳的工艺条件。
1.2未来发展
近年来，随着化学工业的迅速发展，芳烃市场供不应求，而另一方面C9、C10重芳烃产量却在增加，重芳烃脱烷基制取轻芳烃越来越引起重视，目前已成为国外生产芳烃的重要途径，重苯中主要组分为C8～C11的一元环或二元环芳烃，与重芳烃组成极为相似，因此借鉴重芳烃轻质化的工艺对重苯进行加氢轻质化反应研究，探索其可行的工艺条件，目前该工艺的研究在国内仍处于试验室阶段，尚未应用到工业生产中。
2重苯处理传统工艺技术
第一，生产古马隆-茚树脂，通过在催化剂的作用下，重苯热聚成大分子量的古马隆树脂，广泛应用于橡胶、轮胎、三角带、输送带、油漆、油墨、防水以及胶管等行业。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆一般该树脂是通过复配后再使用，这样黏结性更好，且增强其压敏性以及热熔性，不过由于石油树脂在价格和性能等方面比古马隆树脂更具有竞争力，并且古马隆树脂有毒，所以逐步被石油树脂取代，这样重苯用于加工古马隆树脂的装置也越来越少；第二，重苯中含有大量市场价值较高的芳烃组分，可通过加氢精制或直接分离加工的手段等，将其中芳烃组分提取出来。但是目前分离提取重苯中芳烃组分的技术少、难度大、利润空间小，需要做更深一步的研究；第三，将重苯作为粗燃料油或溶剂油处理，这是目前国内重苯加工最多的途径，但由于重苯中含有一定量的O、S和N等杂环化合物，作为溶剂油使用除稳定性差外，还具有刺激性气味，直接作燃料油使用时，不但品质不高，而且燃烧时会造成一定的环境污染；第四，其他加工技术。由于重苯是一种有机溶剂，可利用其配置油漆、油墨、稀释剂以及PVC胶黏剂等，还可替代甲苯、二甲苯等苯类，用于制作香蕉水、天那水、聚胺脂稀释剂等。以上加工方案均只是对重苯进行初步加工，充分利用其特性，但技术水平相对较低，没有充分利用其中的有效成分，对重苯组分的利用效率不高。
3重苯精馏工艺技术的开发与应用
3.1工艺原理
重苯成分主要为轻质芳烃、萘、甲基萘等，按质量分数分析，其中萘占25%～35%，甲基萘占15%～20%，轻质芳烃占30%～40%，其他如酚、茚、古马隆、苯乙烯等占20%～30%，可以考虑将其中的茚、萘、甲基萘分别提取出来。其他产品分别为高沸点轻苯以及洗油。利用重苯中各组分的沸点性质不同，将其分别分开，同时考虑产品产量。若是产量太低，生产成本高，利润空间低等，可以不提取。根据产品产量以及市场情况，产物确定为轻苯、茚、工业萘、甲基萘以及洗油。根据重苯原料情况，暂时确定精馏装置的加工能力为2万t/a，生产弹性负荷为80%～120%。
3.2工艺流程
第一，预处理系统。重苯原料罐中经过脱水脱渣的重苯，与生产出的轻苯馏分以及工业萘蒸汽分别进行换热，然后进入初馏塔。在初馏塔顶部分离出来轻苯馏分，经冷却后即为轻苯产品，其他成分从初馏塔进入茚塔。第二，茚系统。进入茚塔的经过预处理的重苯，通过精馏，茚组分从塔顶分离出来，馏出液部分作为回流控制塔顶温度及产品纯度，部分作为产品采出，塔底馏分进入萘塔。第三，工业萘系统。进入萘塔脱除掉轻苯及茚馏分的重苯组分在精馏塔中进行加热精馏，萘成分首先从塔顶分离出来，经调整回流比确定产品采出量，换热冷却后即为工业萘产品，α-甲基萘、β-甲基萘沸点相差3℃，作为甲基萘产品在塔体中间将其大部分提取出来，重质组分在塔底采出，经冷却后即为洗油产品。鉴于重苯中各组分的沸点均较高，直接精馏能耗较高，且分离不彻底，考虑采用负压精馏。在负压情况下，各组分的沸点均变低，精馏过程更容易操作。
3.3装置及工艺特点
第一，精馏装置简单，产品简单，属于初步加工；第二，工艺流程简单，易于操作；第三，装置设备均较为简单，投资小，并且利用效率较高；第四，装置添加若干换热器实现中间换热，能耗利用充分，有效降低了生产成本。
3.4几点注意事项
第一，鉴于装置加工能力相对较小，回流比设置要相对较大，侧线采出较少，以确保单一产品的纯度及质量；第二，由于α-甲基萘、β-甲基萘沸点接近，只相差3℃，单纯通过精馏的方式难以分离，故该装置只能产出混合甲基萘；第三，该装置相对工艺简单、操作要求低，但加工不很深入，因此为了便于后续加工，装置采用的DCS控制系统上留有大量的可扩展性接口。
结束语
综上所述，通过对重苯成分以及重苯原料来源进行调研，形成该套重苯加工装置。经实施后，达产达效，产品轻苯、工业萘、甲基萘、洗油等质量达到甚至超过相关标准，销售情况良好。
参考文献：
[1]陈佩文.焦化粗苯加氢精制系统技术改造及优化[D].北京化工大学，2016.
[2]武军安.重苯精馏分离的新工艺[D].天津大学，2014.
论文作者:张慧强
论文发表刊物:《基层建设》2019年第29期
论文发表时间:2020/3/3
标签：精馏论文; 甲基论文; 芳烃论文; 组分论文; 产品论文; 加工论文; 装置论文; 《基层建设》2019年第29期论文;