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山东化工
SHANDONG CHEMICAL INDUSTRY2021年第50卷正己烷馏程现状分析及前加氢工艺路线模拟研究 马洪刚"，2，胡娟1
(1.中国石油兰州石化公司，甘肃兰州730060;2.清华大学，北京100084)
摘要：正己烷产品馏程在3)t左右，低于行业水平。影响产品馏程的关键因素是产品中2-甲基戊烷、3-甲基戊烷的含量，前加氢工艺路线可有效降低产品中2-甲基戊烷、3-甲基戊烷含量。对前加氢工艺与现工艺（后加氢）进行模拟研究，结果表明生产80级正己烷，前加氢工艺技术路线可将中间产品中的轻组分控制在0中4以内，实现产品馏程控制在2中t以内。 关键词：正己烷；馏程；模拟；前加氢
中图分类号:T E626中 文献标识码：A文章编号：1008-021X(2021)0卜0136-03
Current Situation Analysis of Distillation Range of n-hexane and Simulation of
Pre Hydrogenation Process
Ma Honggang1,2，Hu Juan1
(1.CNPC Lanzhou Petrochemical Company，Lanzhou730060，China%2.Tsinghua University，Beijing100084，China)
Abstract:The distillation range o f n-hexane i s about 3.5 degrees centigrade，which i s lower than the industry level.The content of2-methylpentane and3-methylpentane in the product i s the key factor afecting the distillation range of the product.The pre hydrogenation process can effectively reduce the content of2 - methylpentane and 3 - methylpentane in the product.The results showthat the light components in intermediate products can be controlled within0.54 and the within2.0 degrees centigrade i f80 grade n-hexane i s produced.
K e y words：n-hexane；distillation range%simulation%pre hydrogenation
正己烷不仅在许多化工装置生产中使用，还广泛应用于食
用油加工生产过程，与人类食品安全息息相关[1_2]。生产原料
为炼油厂连续重整装置的非芳烃抽余油，采用两塔精馏操作，
先脱除原料中的轻组分，再精馏出己烷馏份；反应部分采用绝 热固定床式反应器，将己烷馏份中的微量苯及不饱和烃加氢饱
和后，最终得到纯度大于604的正己烷产品[3_5]。兰州石化正
己烷产品满足G B 1886清58—2016的要求[6]，但产品馏程在
3.5 t左右，与业内馏程普遍可控制在2 t以内的水平存在差
距。为了使产品销路畅通，保证装置安稳平满优长周期运行，
正己烷产品馏程宽的问题亟需解决。
1正己烷产品馏程现状及原因分析
1.1正己烷产品馏程现状
国标《食品安全国家标准食品添加剂正己烷》（G B 1886.
258—2016)中要求正己烷产品初馏点为64 t，终馏点为70 t，
实际生产的正己烷产品的初馏点在65中~ 65中t之间，终馏点
在68中~ 69清t之间，业内正己烷产品的初馏点在67清~
68中t之间，表1为兰州石化与业内其他厂家生产的正己烷产
品质量数据统计表。
表1兰州石化及业内其他厂家正己烷产品质量数据统计表
厂家初馏点/t终馏点/t馏程/t 正己烷质量分数含量/4
广州赫尔普
化工有限公司
67清68中 1.179.62金陵石化67中69中 2.087.00扬子石化67.068.8 1.869.28
表1!续)
厂家初馏点/t终馏点/t馏程/t
正己烷质量
分数含量/4山东京博石油
化工有限公司
67.068.8 1.866.48
金宏柱兰州石化65清68.9 3.573.20
由表1可见，兰州石化正己烷产品中馏程宽的主要原因就 是初馏点低，较其他厂家平均水平低1.6 t左右，终馏点基本相 当，产品纯度居中。
1中正己烷产品馏程宽的原因分析
L2.1 原料组成分析
原料抽余油中共含有132种组分，根据各组分的质量分数 选取如表2所示的10种关键组分。由表2可见，2-甲基戊烷、3 -甲基戊烷，这两种物质的沸点分别为60中，63中t，约占原料 组成的254，脱轻塔可将这两种物质与正己烷分离。而2-甲基 2-戊烯、3-甲基反2-戊烯和甲基环戊嫁，这三种物质的沸点
分 别为67清，67清，71清t，质量分数分别为0中04、0清14、2清44，与正己烷的沸点68清t比较接近，装置精馏单元难以将这些物 质与正己嫁分开。
表2抽余油原料关键组分数据表
编号名称质量组成/4沸点/t
12-甲基戊烷13.3560.3
22-1-烯0.3162
33-10.0463.3
收稿日期：2020-09-23
作者简介：马洪刚（1981—），山东郓城人，工程师，2005年7月毕业于中国石油大学（华东）应用化学专业，现于中国石油兰州 石化公司从事炼油化工工艺技术研究及管理工作。
第1期马洪刚，等：正己烷馏程现状分析及前加氢工艺路线模拟研究•137 +
表2!续）
编号名称质量组成/%沸点/\
4己烯 1.0863.38
52-甲基2-戊烯0.5067.3
63-甲基反2-戊烯0.5167.6
7正己烷12.8068.7
8甲基环戊烷 2.6471.8
91-甲基环戊烯0.2275.39
102,2-二甲基戊烷 1.3279.2
1.2.2加氢前后物流组成分析
加氢反应前后的物流组成分析数据如表3所示。
表3加氢反应前后物流组分对比表
编号组成V-103加氢前V-106加氢后沸点/\ 12-0.084 2.29860.3 23-7.22810.11363.3 3正己烷70.15872.39168.7 42--2-烯 2.261067.3 53--2-烯 2.833067.6 6环10.49912.61471.8
加氢反应前后的物流馏程分析数据如表4所示。
表4加氢反应前后物流镏程对比表
项目加響，3)------------
123平均值123平均值初馏点/\68.068.067.968.065.965.665.665.7
终馏点/\69.269.569.169.369.269.669.569.4
馏程/\ 1.2 1.5 1.2 1.3 3.3 4.0 3.9 3.7
轻组分/% 2.1 1.4 2.8 2.110.210.310.410.3由表3、4可见，加氢反应前己烷塔顶馏分中的2-甲基戊烷、3-甲基戊烷含量约占7.3%;2-甲基-2-戊烯、3-甲基戊烯含量约占2.9%%初馏点平均值为68\，终馏点平均值为69.3\，馏程为 1.3 \。加氢反应后馏分中的2-甲基戊烷、3-甲基戊烷含量约占12.5%;2-甲基2-戊烯、3-甲基戊烯含量为0；初馏点平均值为65.7\，终馏点平均值为69.3\，馏程为 3.6\。加氢后初馏点降低的主要原因为加氢前馏份中的2-甲基-2-戊烯、3-甲基戊烯变为2-甲基戊烷、3-甲基戊烷。
分析表3、4中加氢前后物流的组成、馏程数据可以看出，就目前装置先精馏后加氢的工艺技术路线，精馏单元的分离精度可以实现粗己烷馏程控制在2.0\内，但由于加氢单元存在
烯烃变烷烃这一反应过程，造成正己烷产品中轻组分增加，从而导致加氢精制后的正己烷初馏点较加氢前降低，最终馏程
变宽。
2前后加氢工艺路线的模拟研究
2.1工艺路线流程
2.1.1现工艺路线（后加氢）流程
尊龙名社原料经换热器预热至60人脱轻塔分馏，脱轻塔顶馏
份进人副产品罐。脱轻塔釜液经塔底泵送人己烷塔，己烷塔塔顶馏份粗己烷与氢气混合后进人加氢反应器，粗己烷经过加氢
沈阳航空航天大学学报反应后得到混氢粗己烷，再经产品分离罐分离后得到精己烷。己塔塔釜液经塔底泵冷却后，再进人副产品罐。2.1.2前加氢工艺路线流程
导电碳浆
原料重整抽余油与氢气混合后进人加氢反应器，再经产品
分离罐分离后得到加氢后抽余油，加氢后抽余油经换热器冷却
至60人脱轻塔分馏，脱轻塔顶馏份进人副产品罐，脱轻塔
釜液经塔底泵送人己烷塔，己烷塔塔顶馏份进人中间产品罐，己塔塔釜液经塔底泵冷却后，再进人副产品罐。
2.2模拟参数设定
2.2.1精馏单元模拟参数设定
论文利用A Sp>P l u s模拟软件选用了R a d F r：严格计算模块。装置脱轻塔T-101为板式塔，共130层塔板，所用塔板为
鼓泡类塔板，浮阀为导向梯形浮阀；己烷塔T-1$2为填料塔，所用填料为250Y型金属孔板波纹填料，六段填料共计35.37，一米填料相当于2.5块理论板，共折合理论板88块。表5为两塔
设备参数，表6为T-101进料参数，表7为两塔操作参数。其
中，G为进料量，J为塔顶压，J为塔底压。
表5 I设备参数
项目T-101T-102
尺寸/m m'1400x76000x18 '1000x45000x14
理论板数13290
进料位置5343
表6 T-101进料参数
工艺路线物流编号F/(/h)T/\P/M P a 加F E E D8.5 200.8
前加F E E D8.5 1150.8
表7精镏单元模块参数
工T-101T-102
P t/kP a00
P b/kPa5040
2.2.2反应单元模拟参数设定
反应部分采用绝热固定床式反应器，在160 \反应温度和 苯加氢催化剂的作用下，将己烷馏份中的微量苯及不饱和烃加 氢饱和后，最终得到正己烷产品。利用A Sp>P l u s模拟计算时 由于已知化学计量系数和反应程度，选择化学计量反应器 R S/c模块，模块参数设置如表8所示。
表8反应器单元模块参数
设备位号T/\P/M P a
R-1011800.8
V-105150.45
2.3模拟结果与分析
本模拟工作探究装置现工艺（后加氢）路线与前加氢工艺
路线在生产80级正己烷时产品中不同甲基环戊烷含量对应的各馏出口关键组分的含量，并通过分析前加氢工艺路线的中间
产品中2-甲基戊烷、3-甲基戊烷的含量，探究前加氢工艺路线
是否能实现产品馏程控制在2.0 \以内以及前加氢工艺对产品
产量的影响。表9、10为现工艺（后加氢）和前加氢工艺各馏出
口模拟结果，由表9、10可见，中间产品不同甲基环戊烷含量下，前加氢工艺中间产品中的总轻组分可控制在0.5%以内，现工艺(后加氢）中间产品中的总轻组分大于 4.0%，其余各馏出口分
析值均在指标范围内。
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山东化工
SHANDONG CHEMICAL INDUSTRY2021年第50卷表9现工艺（后加氢）各镏出口模拟结果
项目
份
(V-102)
液
(P-103)
份
(P-105)
舌尖上的童年中间产品（V-106A/B)0/(kg/h)
分（分）n c6/%分/%n c6/%n c6/%2m c5/%3m c5/%分/%-指标-12-10-8?80----m cyc5(质量分聲U0%)6中0.11.083.81.82.64.4960 m cyc5(质量分聲U24)6中0.10.482.11.72中4.21011 n cyc5(质量分数13.%)6中0.10.380.61.62.44.01037注：m：c5.甲基环戊烷；正己烷;2mc5.2-甲基戊烷;3mc5.3-甲基戊烷;0产量；总轻组分为2mc5、3mc5之和
表10前加氢工艺各镏出口模拟结果
项目
份
(V-102)
液
(P-103)
份
(P-105)
中间产品（V-106A/B)0/(kg/J)
组分(质量分数）n c6/%轻组分910-6n c6/%n c6/%2m c5/%3m c5/%总轻组分/%-指标-12-10-8?80----m cyc5(质量分聲U0%)7.61002.788.500.40.4917 m cyc5(质量分聲U24)7.61002.286.500.40.4935 m cyc5(分13.%)7.6650.985.100.30.31019注：m cyc5.甲基环戊院;n c6.正己院;2m c5.2-甲基戊院;3m c5.3-甲基戊院%0产量；总轻组分为2m c5、3m c5之和。
1为前加氢与后加氢工艺的 产 关键组分的对比。
图1前加氢与后加氢工艺的中间产品中关键组分的对比
1$产 同一甲基环 下，前加氢工 产 的2-、3-显 现工艺（后加），且 分可控制在0.4以内，表2的数据，分在0.5%以内，可以保证中间产 程在2.\以内。
3结论
(1) 产 的轻组分为2-、3-，该两种 的分别为60甲，63甲\，产 的质百分比是影响 、馏程的关键因素。在实际生产通 以实现 和2-、3-的
分离，但 2--2-戊烯和3--2-戊烯。通
加烯更 ，导致产 下降，馏程变宽。
(2) 通过对原料进行加氢预处理可以提前将2--2-戊烯、3- -2- 烯 2- 和 3- ，通分离 性 ，可实现产 高，馏程收窄的目的。
(3) 装现元 ，若生产80级 ，前加氢工艺技术路线可将 产 的分控制在0.%以内，实现产品馏程控制在2. \以内。
正弦信号发生器参考文献
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(本文文献格式：马洪，胡.正己烷馏程现状分析及前加
氢工艺路线模拟研究[J
].山东化工,2021,50(1):136-138.)
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