项目简介本项目技术在保持现有工艺路线及主要设备不变的前提下， 通过采用成熟可靠的化工过程仿真及系统热集成手段， 对现有精馏工艺系统进行分析、 诊断和优化， 以消减精馏系统的能耗瓶颈， 实现工业萘精馏工艺的过程优化和节能降耗。该精馏工艺优化节能技术也适用于煤焦油蒸馏工艺系统和粗笨加氢工艺系统。成熟程度和所需建设条件该化工优化节能技术已被宝钢梅山化工公司借鉴和应用。无需特殊的建设条件。技术指标（包括鉴定、 获奖和专利情况

化工生产中为了将不同的物料组分分离，往往存在大量的蒸发、蒸馏、精馏等过程，这些过程多采用蒸汽加热，一般同时需要公用工程提供冷却水以将蒸出物料冷凝。这些生产过程的蒸汽和冷却水消耗是生产能耗的最主要环节，过程能耗和冷却水消耗直接决定了产品的生产成本。随着煤炭、天然气、淡水等能源价格的大幅度上涨，一些化工产品的能耗成本迅速攀升，导致其生产成本增长，利润空间下降，甚至失去市场竞争能力。因此，降低蒸发、蒸馏、精馏等过程的能耗直接影响产品生存能力，本项目技术和工艺能同时大幅度降低上述过程的蒸汽和冷却水消耗，达到节能目标。

醋酸丁酯是重要的基础有机化工原料，大量用作各过程的溶剂、萃取剂和脱水剂。但国内目前生产过程依然采用传统的硫酸催化酯化—反应后再分离工艺。由于硫酸腐蚀性和氧化性强，设备腐蚀与副反应严重，酯化过程也需在传热性能差的搪瓷反应器中进行，反应和分离都不理想，因而该工艺生产效率低下，不是绿色化的生产。此外，虽然采用固体酸代替硫酸的研究已较多，却由于催化剂在酯化釜内容易破碎粉化以及杂质积累而降低催化效果，工业化困难。我校新技术可在原有醋酸丁酯绿色化工业生产的固体酸

无水乙醇（纯度在0.99999以上）是一种应用广泛的基础性化工原料，在化工、精细化工、制药、食品、车用燃料替代等领域大量使用。传统的无水乙醇生产工艺存在设备投资大、能耗高等问题，因而发展受到制约。本项目为自有专利技术，专利号02145503.1（燃料乙醇热泵恒沸精馏工艺及装置），项目是在传统恒沸精馏燃料乙醇生产工艺基础上，结合热泵技术发展而成的。该新工艺装置主要包含乙醇脱水塔、夹带剂回收塔、酒精回收塔，新工艺将蒸馏塔的塔顶蒸汽加压升温后直接用作塔底再沸器的热源，不需要塔顶冷凝器，也不需要锅炉供热系统以及循环泵等公用工程，整个物流系统全封闭操作，生产成本大大降低，工程总投资费用降低，还可副产水，实现零排放，达到了经济、节省、环保三重效益。

根据中华人民共和国国家标准“变性燃料乙醇”（GB 18350-2001）和“车用乙醇汽油”（GB18351-2001）的规定，燃料乙醇是未加变性剂的、可作为燃料用的无水乙醇。变性燃料乙醇是以淀粉、糖质为原料，经发酵、蒸馏制得乙醇，脱水后，再添加变性剂改性而得。将变性的燃料乙醇与汽油调和组分油调配，生产出车用乙醇汽油。 本项目是在传统恒沸精馏工艺基础上，结合热泵技术发展而成的，提出的热泵恒沸精馏生产燃料乙醇新工艺，将蒸馏塔的塔顶蒸汽加压升温后直接用作塔底再沸器的热源，不需要塔顶要冷凝器，也不需要锅炉供热系统以及循环泵等公用工程，整个物流系统全封闭操作，生产成本大大降低，工程总投资费用降低，还可以副产原料乙醇的水分，实现零排放，达到了经济-节省-环保三重效益。

根据中华人民共和国国家标准“变性燃料乙醇”（GB 18350-2001）和“车用乙醇汽油”（GB18351-2001）的规定，燃料乙醇是未加变性剂的、可作为燃料用的无水乙醇。变性燃料乙醇是以淀粉、糖质为原料，经发酵、蒸馏制得乙醇，脱水后，再添加变性剂改性而得。将变性的燃料乙醇与汽油调和组分油调配，生产出车用乙醇汽油。本项目是在传统恒沸精馏工艺基础上，结合热

成果与项目的背景及主要用途： 粗苯来自焦炉煤气，粗苯产量约占焦炭产量的 1~1.5%，目前我国焦炭产量 占世界总产量的 60~70%。粗苯中含有 100 多种物质，通过精馏可以将苯、甲苯、 二甲苯、噻吩、苯乙烯、二聚环戊二烯、二硫化碳、吡啶和萘回收。纯苯是最基 本的有机化工原料，我国年用量在 800~1000 万吨。甲苯也是基本有机化工原料 之一，大量用于提高汽油辛烷值和多种用途的溶剂。二甲苯可以作为溶剂使用， 也可以作为制备对二甲苯(PX)和邻二甲苯(OX)的原料。噻吩是高附加值的化工原 料，以前主要以合成为主，从粗苯中回收的噻吩可以取代合成噻吩。 技术原理与工艺流程简介： 粗苯萃取精馏工艺主要分为粗苯分离、苯萃取精馏、甲苯萃取精馏、二甲苯 萃取精馏四个单元。 第一单元 粗苯经预热器预热后进入两苯塔，塔底采出副产品重质苯，塔顶采出进入初 馏塔。初馏塔顶采出进入初馏分储罐，塔底物料进入粗纯苯塔。粗纯苯塔顶采出 进入二单元，塔底物料进入粗甲苯塔。粗甲苯塔顶采出进入三单元，塔底物料进 入粗二甲苯塔。粗二甲苯塔顶采出进入四单元，塔底采出进入重质苯罐。 第二单元 来自一单元的粗纯苯进入苯脱轻塔，塔顶采出进入粗苯罐，塔底物料进入萃 取精馏脱非芳塔。脱非芳塔塔顶采出进入非芳罐，塔底物料进入萃取精馏塔。苯 萃取精馏塔顶采出纯度 99.99%、噻吩含量小于 1ppm 的纯苯进入产品罐，塔底 物料进入萃取剂再生塔，苯萃取精馏塔设有热量回收装置，以充分利用萃取剂的 热量，减少一次热量的用量。萃取剂再生塔顶采出进入二级萃取精馏塔，再生后 的萃取剂经回收热量后循环使用。二级萃取精馏塔顶采出返回脱非芳塔，塔底物 料进入二级萃取剂再生塔，二级萃取精馏塔亦设有热量回收装置。二级萃取剂再 生塔顶采出进入噻吩精制塔，塔底萃取剂经热量回收后循环使用。噻吩精制塔顶 采出 99.7%以上的噻吩进入产品罐 5天津大学科技成果选编 6 第三单元 来自一单元的粗甲苯经预热后进入甲苯脱轻塔，塔顶采出进入粗苯罐，塔底 物料进入甲苯脱非芳塔。脱非芳塔顶采出进入非芳罐，塔底物料进入甲苯萃取精 馏塔。甲苯萃取精馏塔顶采出纯度 99.9%以上、甲基噻吩含量小于 2ppm 的甲苯 进入产品罐，塔底物料进入甲苯萃取剂再生塔，甲苯萃取精馏塔设有热量回收装 置，以充分利用萃取剂的热量，减少一次热量的用量。甲苯萃取剂再生塔顶采出 进入二级萃取精馏塔，再生后的萃取剂经回收热量后循环使用。甲苯二级萃取精 馏塔顶采出进入甲苯脱非芳塔，塔底采出进入甲苯二级萃取剂再生塔。甲苯二级 萃取剂再生塔顶采出甲基噻吩馏分，塔底再生后的萃取剂经回收热量后循环使用。 第四单元 来自一单元的粗二甲苯经预热后进入二甲苯脱非芳塔，塔顶采出进入非芳罐， 塔底物料进入二甲苯萃取精馏塔。二甲苯萃取精馏塔顶采出 3 度二甲苯进入二甲 苯产品罐，塔底物料进入二甲苯萃取剂再生塔。二甲苯萃取剂再生塔顶采出进入 粗苯乙烯罐，再生后的萃取剂经回收热量后循环使用。 技术水平及专利与获奖情况：国内领先。 应用前景分析及效益预测： 纯物理过程，不产生三废。苯纯度可达 99.99%以上，甲苯纯度 99.9%以上， 二甲苯馏程 3 度。回收了附加值高的噻吩、吡啶等产品，三苯收率高。10 万吨 装置比加氢收益高 2000 万元。 优点是：投资小、产品纯度高、收率高。 应用领域：煤化工，石油化工，精细化工 技术转化条件（包括：原料、设备、厂房面积的要求及投资规模）： 10 万吨/年处理能力工程建设投资约 8 千万元 常压或减压操作，没有压力容器 处理每吨粗苯需要煤气 280m3，电 70 度，萃取剂 0.5kg，一次水 2~3t，白土 约 1kg，萃取精馏处理每吨粗苯车间运行费用约 213 元。加氢车间运行费用约 383 元。 合作方式及条件：面议

粗苯来自焦炉煤气，粗苯产量约占焦炭产量的1~1.5%，目前我国焦炭产量占世界总产量的60~70%。粗苯中含有100多种物质，通过精馏可以将苯、甲苯、二甲苯、噻吩、苯乙烯、二聚环戊二烯、二硫化碳、吡啶和萘回收。纯苯是最基本的有机化工原料，我国年用量在800~1000万吨。甲苯也是基本有机化工原料之一，大量用于提高汽油辛烷值和多种用途的溶剂。二甲苯可以作为溶剂使用，也可以作为制备对二甲苯(PX)和邻二甲苯(OX)的原料。噻吩是高附加值的化工原料，以前主要以合成为主，从粗苯中回收的噻吩可以取代合成噻吩。 纯物理过程，不产生三废。苯纯度可达99.99%以上，甲苯纯度99.9%以上，二甲苯馏程3度。回收了附加值高的噻吩、吡啶等产品，三苯收率高。10万吨装置比加氢收益高2000万元。优点是：投资小、产品纯度高、收率高。

技术简介： 催化精馏技术在一个设备内整合催化反应与精馏分离，在催化反应进行的同 时，通过精馏过程把产物从体系中分离，推动反应平衡向右移动。它适用于需要 催化剂进行均相或非均相催化来提高反应速率,且反应物的转化率和催化剂的选 择性通常达不到 100%的情况。 天津大学开发的新型催化精馏规整填料技术，在实现催化精馏耦合过程的同 时，可有效提升设备的通量以及催化剂的装填量，并降低压降。相比于传统的催 32天津大学科技成果选编 化精馏填料，可提升通量 50%以上。填料内部的特殊结构设计可有效提升气液固 三相的传质，促进物料在催化剂内部的扩散，大大提升了反应效率和分离效率。 目前该技术已经在石化行业中的轻汽油醚化，MTBE，叔丁醇脱水，碳四加氢异 构化等工艺中得到了应用。 应用前景分析： 催化精馏最早应用于甲基叔丁基醚(MTBE)和乙基叔丁基醚(ETBE)等合成工 艺中，现已广泛应用于包括酯化、醚化、异构化、烷基化、叠合过程、烯烃选择 性加氢、氧化脱氢、碳一化学、水解、酯交换和其他反应过程等多种平衡反应。 化工行业中有着巨大的市场需求，且由于催化剂的活性问题，每三年即需要更换 一次，因此该需求有较好的持续性。传统捆扎包式催化精馏填料存在通量小，压 降大，易发生偏流和短路，分离和反应效率低等问题。新型崔化精馏规整填料技 术完美的解决了上述问题，目前，该填料已经在多个工艺上成功工业化应用，为 企业节约了大量的投资费用和操作成本，产品转化率等也有明显提升。 经济效益预测： 相比于传统的捆扎包式的催化精馏填料，该新型催化精馏填料技术可提升通 量 50%以上，节约固定设备初投资 30%以上，节约操作费用 30%以上。相比于 传统的先反应再分离的技术，可节约设备初投资 50%以上，节约操作费用 50% 以上。 技术成熟度:产业化项目

技术简介： 甲基叔丁基醚(MTBE)萃取精馏脱硫工艺为：含多种微量硫的 MTBE 先经过 多级精馏蒸出大部分硫含量合格的 MTBE，浓缩后含硫量较高的 MTBE 在通过 萃取精馏脱硫得到合格的 MTBE，之后萃取剂再生循环使用。萃取剂再生得到的 硫含量很高的 MTBE 进入硫化物回收精馏塔将硫化物回收。 采用 MTBE 萃取精馏法脱硫技术可以使 MTBE 收率达到 99.8%以上，能 耗节约 40%以上。 应用前景分析： 可以很好的解决 MTBE 中硫含量高和 MTBE 收率低的问题。在石油化工行 业 MTBE 合成和精制过程中有很好的应用。 课题组可以提供成熟的 MTBE 脱硫工艺包。 经济效益预测： 随着雾霾治理的深入，对汽油中硫含量的要求越来严格，国Ⅴ汽油总硫含量 要求 50mg/kg，国Ⅵ汽油总硫含量要求 10mg/kg。对汽油添加剂 MTBE 中硫的脱 除势在必行。 技术成熟度:产业化项目 应用领域: 石油化工行业