專利名稱：環(huán)保型焦化苯精制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種以焦化粗苯為原料，利用萃取蒸餾的方法得到高品質(zhì)焦化苯系產(chǎn)品，同時回收噻吩的環(huán)保型方法，屬于焦化苯精制技術(shù)。
背景技術(shù)：
眾所周知，苯是一種用途十分廣泛的基本有機化工原料，在化學(xué)工業(yè)中占有極其重要的地位，其主要來源之一是煤焦工業(yè)的副產(chǎn)品——粗苯。焦化粗苯組成復(fù)雜，除含有苯、甲苯、二甲苯(簡稱三苯)等主要目的產(chǎn)物外，尚含多種雜質(zhì)，其中硫化物噻吩影響著焦化苯的深度加工。同時噻吩也是一種用途十分廣泛的化學(xué)物質(zhì)，是醫(yī)藥、農(nóng)藥、材料和食品的重要原料或添加劑，有較高的使用價值，因此，應(yīng)給予回收利用。
目前，焦化苯的精制的方法主要有兩種硫酸洗滌精制工藝和加氫工藝。常見的酸洗工藝流程是將原料送入初餾塔，從塔頂分離出二硫化碳、環(huán)戊二烯等初餾分，塔底餾份則引入酸洗反應(yīng)器中，反應(yīng)所得產(chǎn)物再與水混合，一同引入酸油分離器中，將酸焦油從混合餾分中分離出來；酸焦油送去酸焦油蒸吹釜得到再生酸，而混合餾分則與堿混合進入堿油分離器中，得到已洗混合餾分；接著將已洗混合餾分引入吹苯塔中，從塔底排出酸洗過程中的各種酸性聚合物殘渣，同時從塔頂?shù)玫降拇党鲆讚]發(fā)組份再經(jīng)過精餾操作最終分別得到焦化苯、甲苯、二甲苯產(chǎn)品。
雖然酸洗工藝較為成熟，但凈化深度不夠，苯回收率低，其致命的缺點是在脫除硫等雜質(zhì)的同時將生成許多對環(huán)境十分有害且難以處理的高沸點硫化物和酸性聚合物(俗稱酸渣)以及大量難以回收利用的廢棄硫酸，嚴(yán)重污染了環(huán)境，這種方法在許多發(fā)達國家已被禁止。加氫工藝雖可得到高品質(zhì)的苯，但其缺點是工藝技術(shù)復(fù)雜，設(shè)備投資大，加工成本高，在加氫的過程中噻吩被分解破壞生成硫化氫而無法得以回收利用。有人利用萃取精餾方法，以理想的苯與噻吩理想混合溶液，從理論模擬了苯與噻吩的分離，但仍未得到實驗的驗證及工業(yè)化的報道，而且其研究的對象并不是實際焦化工業(yè)生產(chǎn)中的粗苯。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種環(huán)保型焦化苯精制方法，該方法節(jié)省投資，過程無酸渣及廢酸污染，在得到高品質(zhì)焦化苯系產(chǎn)品的同時，又回收利用了高附加值的噻吩。
本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案加以實現(xiàn)的，一種環(huán)保型焦化苯精制方法，其特征在于包括以下過程1)預(yù)處理系統(tǒng)預(yù)處理系統(tǒng)包括預(yù)分餾塔2、吹苯塔4及窄苯塔6組成，煤焦工業(yè)的副產(chǎn)品粗苯原料1，進入預(yù)分餾塔，并脫除包括二硫化碳、環(huán)戊二烯的輕組份3，此塔在常壓下操作，塔頂操作溫度為40～70℃，塔底餾出進入吹苯塔；吹苯塔采用蒸汽多級汽提的方法將原料中易揮發(fā)組份與重餾份分離，塔頂產(chǎn)出的易揮發(fā)組份包括苯餾份、甲苯餾份、二甲餾份和噻吩，進入窄苯塔，塔底產(chǎn)出的重餾份包括古馬隆、萘餾份、茚餾份及其它一些高沸點物質(zhì)，此塔在常壓下操作，塔頂溫度為85～120℃；窄苯塔的操作壓力為常壓或減壓，對應(yīng)塔頂溫度為85～45℃，窄苯塔塔頂餾出苯餾份與噻吩并進入苯精制與噻吩回收系統(tǒng)，塔底餾出甲苯、二甲苯混合餾份并進入甲苯與二甲苯精制系統(tǒng)。
2)苯精制與噻吩回收系統(tǒng)系統(tǒng)包括苯萃取塔9、苯精制塔15、萃取劑回收塔19、噻吩萃取塔20、噻吩精制塔21組成；苯萃取塔9在常壓或真空下操作，對應(yīng)塔頂溫度為80～45℃，萃取劑為環(huán)丁砜，或甘醇類，或N-甲基吡咯烷酮，或N-甲?；鶈徇蛩鼈冎g的混合物，溶劑比為2～10，苯萃取塔9塔頂餾出與苯沸點相近或共沸的烷烴與烯烴組份，塔底餾出苯、噻吩及萃取劑并進入苯精制塔15；苯精制塔15在常壓或真空下操作，對應(yīng)塔頂溫度為85～45℃，其它操作條件同苯萃取塔，塔頂?shù)玫疆a(chǎn)品苯，塔底餾出萃取劑、少量苯及噻吩并進入萃取劑回收塔19；萃取劑回收塔19塔頂餾出苯與噻吩的混合物進入噻吩萃取塔20，塔底回收萃取劑進行循環(huán)利用；噻吩萃取塔20在常壓或真空下操作，對應(yīng)塔頂溫度為86～45℃，萃取劑與苯萃取塔相同，塔頂?shù)玫洁绶援a(chǎn)品，塔底回收萃取劑循環(huán)利用。
3)甲苯與二甲苯精制系統(tǒng)系統(tǒng)包括甲苯精餾塔7、二甲苯精餾塔12組成，在甲苯精餾塔7中得到焦化甲苯產(chǎn)品，此塔的操作壓力為常壓或真空，對應(yīng)的操作溫度為112～50℃，塔底餾出進入二甲苯塔12，在二甲苯精餾塔中得到混合二甲苯產(chǎn)品，塔底餾出萘油組份11，此塔的操作壓力為常壓或真空，對應(yīng)的操作溫度為145～60℃。
4)廢水處理系統(tǒng)系統(tǒng)包括廢水處理塔25組成，此系統(tǒng)是將上述各系統(tǒng)得到的水相23進行處理，此塔在常壓下操作，塔頂操作溫度60～90℃，塔頂回收包括苯、甲苯、噻吩組份26，塔底得到可循環(huán)利用的水24。
上述的甲苯與二甲苯精制系統(tǒng)中的甲苯精制塔和二甲苯精制塔可采用一個間歇塔進行操作或采用一個連續(xù)塔和一個間歇塔操作。
本發(fā)明的優(yōu)點①環(huán)保型焦化苯精制方法與傳統(tǒng)的硫酸洗滌工藝相比，整個過程不會生成對環(huán)境有極大損害的酸渣及廢酸，沒有廢物排放；②減少了加工過程中苯烴的損失，提高了苯烴回收率，與傳統(tǒng)的酸洗法相比，苯的收率提高5％以上。③環(huán)保型焦化苯精制方法與催化加氫工藝相比，簡化了工藝流程，降低了投資及生產(chǎn)成本，投資成本不到加氫工藝的1/5～1/10，加工成本只有加氫工藝的1/2～1/3；④環(huán)保型焦化苯精制方法可得到產(chǎn)品質(zhì)量遠高于酸洗工藝得到的苯，通過工藝參數(shù)的調(diào)整，可得到與加氫工藝相當(dāng)?shù)谋疆a(chǎn)品；⑤環(huán)保型焦化苯精制方法在得到高品質(zhì)的苯系產(chǎn)品的同時，又回收利用了高附加值的噻吩，與其它工藝相比，由此而增加的效益可達30％以上。


圖1為本發(fā)明的工藝流程示意圖，圖中1為處理原料，2為預(yù)分餾塔，3為輕組分，4為吹苯塔，5為重組分，6為窄苯塔，7為甲苯塔，8為焦化甲苯產(chǎn)品，9為苯萃取塔，10為烷烴、烯烴組份，11為萘油組份，12為二甲苯塔，13為混合二甲苯，14為混合器，15為苯精制塔，16為萃取溶劑，17為苯產(chǎn)品，18為萃取劑入口，19為萃取劑回收塔，20為噻吩萃取塔，21為噻吩精制塔，22為噻吩產(chǎn)品，23為各系統(tǒng)產(chǎn)生的廢水，24為處理后廢水，25為廢水塔，26為回收有機相具體實施方式
下面結(jié)合實施例及附圖對本發(fā)明作進一步詳細(xì)說明實施例1以煤焦工廠的副產(chǎn)品粗苯(其中苯含量為72％)為原料，選取以N-甲?；鶈徇鵀闉檩腿?，溶劑比為3∶1。在常壓下，原料1在預(yù)分餾塔2中脫除其中的輕組份3，3中包括硫化氫、二硫化碳、環(huán)戊二烯，操作時塔頂溫度為52℃；吹苯塔4是將原料中易揮發(fā)組份與重組份5分離，5中含有古馬隆、萘、茚等，得到主要成分為苯、甲苯、二甲苯的混合物(其中苯含量為76％)，操作時將400℃的過飽和蒸汽從塔底進入，塔頂壓力為常壓，塔頂溫度控制在105-110℃之間，從塔頂出來的氣相進入冷凝器冷凝為液相，并經(jīng)分層后，油相進入窄苯塔，水相到水處理系統(tǒng)；窄苯塔6則將由吹苯塔塔頂?shù)玫降囊讚]發(fā)組份進一步分割為苯餾份與甲苯、二甲苯混合餾份，而苯(含噻吩)的窄餾份(其中苯含量為98％)將進入苯精制與噻吩回收系統(tǒng)，甲苯、二甲苯混合餾份將進入甲苯、二甲苯精制系統(tǒng)，操作時從吹苯塔冷凝后的油相經(jīng)過換熱到75～80℃后，進入窄苯塔的中部，窄苯塔在常壓下操作，塔頂溫度控制在75～80℃，塔頂餾出液相進入苯萃取塔9，塔底采出的重組份進入甲苯塔7。
在苯精制與噻吩回收系統(tǒng)中，苯萃取塔9為高精密萃取分餾塔，塔9通過萃取劑的作用將苯餾份中與苯沸點相近或與苯形成共沸物的烷烴及烯烴除去，這部分組份10從塔頂餾出，塔9的進料為窄苯塔塔頂出料，經(jīng)加熱器加熱到65～70℃后，從塔9中部進料，萃取劑則從塔的上部進料，苯與噻吩將隨萃取劑從塔底餾出，塔底產(chǎn)品餾出后將進入苯精制塔15，此塔在真空下操作，操作壓力為50～55kPa，塔頂操作溫度為55～65℃；塔15的進料主要為塔9底餾出物及少量噻吩萃取塔20塔頂餾出物，此塔也為一萃取塔，萃取劑與苯萃取塔相同，其萃取過程是將進料中的苯與噻吩進行有效的分離，通過萃取精餾，產(chǎn)品苯(其中苯含量＞99.8％)將從塔頂餾出，而噻吩與萃取劑將從塔釜餾出，此塔在真空下操作，操作壓力為50～55kPa，塔頂操作溫度為58～63℃；塔19為萃取劑回收塔，在塔9和塔15中加入的萃取劑將在塔19中加以回收，塔19的進料為塔15的塔底餾出物，其中大部分為萃取劑以及原料中的絕大部分噻吩和少量的苯，這股物料進入塔19中部，經(jīng)過精餾分離，塔頂餾出輕組分噻吩和苯(其中苯含量為74～75％，噻吩含量為25～26％)，塔底則餾出可循環(huán)使用的萃取劑，此塔在真空下操作，操作壓力為50～55kPa，塔頂操作溫度為60～68℃；噻吩萃取塔20是利用萃取精餾的方法將噻吩與苯進行有效的分離，其中絕大部分苯(含量約為99.8％)從塔頂餾出，而噻吩與萃取劑從塔底餾出，從塔19頂餾出的餾份從塔20的中部進入，同時萃取劑從塔上部進入，塔頂餾出物主要組成為苯及含有少量噻吩的混合物，這部分物料返回到塔15重新利用，塔20的塔底餾出則進入噻吩精制塔21，塔20的操作壓力為50～55kPa，塔頂操作溫度為60～66℃；噻吩精制塔21是將塔20塔底餾出的含有噻吩的萃取劑與噻吩進行分離，其中噻吩(含量＞98.5％)從塔頂餾出，萃取劑從塔底餾出，并經(jīng)過冷卻后回到塔20上部循環(huán)使用，塔21的操作壓力為50～55kPa，塔頂操作溫度為62～67℃。
在甲苯與二甲苯精制系統(tǒng)中，塔7為甲苯塔，進料為塔6的塔底餾出物，塔7為一簡單精餾塔，通過塔7的分離操作，可從塔頂?shù)玫浇够妆疆a(chǎn)品，此塔在常壓下操作，塔頂溫度為110～115℃；塔12為二甲苯精制塔，進料為塔7的塔底采出，此塔在真空下操作，塔頂壓力10～15kPa，塔頂溫度為80～85℃。
在廢水處理系統(tǒng)中，廢水處理塔24將其它各系統(tǒng)中的廢水23進行集中處理，操作壓為常壓，塔頂溫度操制在70～75℃。
經(jīng)過上述過程后，可得到低含硫苯，其中苯含量大于99.8％，噻吩含量低于250ppm，同時沸程、溴價、結(jié)晶點均達到了焦化苯國家一級品的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。甲苯及混合二甲苯產(chǎn)品也達到了國家焦化二級產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。
實施例2以煤焦工廠的副產(chǎn)品粗苯(其中苯含量為72％)為原料，N-甲基吡咯烷酮為作為萃取劑，溶劑比為6∶1。
在預(yù)處理系統(tǒng)的操作同上；在苯精制與噻吩回收系統(tǒng)中，苯萃取塔9在常壓操作，塔頂操作溫度為70～75℃；塔15在常壓下操作，塔頂操作溫度為80～83℃；塔19在常壓下操作，塔頂操作溫度為81～85℃；噻吩萃取塔20的操作壓力為常壓，塔頂操作溫度為80～83℃；噻吩精制塔21的操作壓力常壓，塔頂操作溫度為84～87℃。
在甲苯與二甲苯精制系統(tǒng)中，塔7的操作同實施例1；塔12在常壓下操作，塔頂溫度為140～145℃。
在廢水處理系統(tǒng)中，廢水處理塔24的操作同實施例1。
經(jīng)過上述過程后，可得到苯產(chǎn)品中苯含量大于99.8％，噻吩含量低于20ppm，其它指標(biāo)同實施例1。
實施例3以煤焦工廠的副產(chǎn)品粗苯(其中苯含量約為72％)為原料，選取環(huán)丁砜為萃取劑，溶劑比為5∶1，其它過程同實施例1，得到苯產(chǎn)品中苯含量大于99.8％，噻吩含量低于70ppm，其它指標(biāo)同實施例1。
實施例4以煤焦工廠的副產(chǎn)品粗苯(其中苯含量約為72％)為原料，選取N-甲基吡咯烷酮作為萃取劑，溶劑比為6∶1，并將苯萃取塔、苯精餾塔的理論板數(shù)增高30％，其它過程同實施例2，得到苯產(chǎn)品中苯含量大于99.9％，噻吩含量低于10ppm，其它指標(biāo)同實施例1。
實施例5以煤焦工廠的副產(chǎn)品粗苯(其中苯含量約為72％)為原料，選取N-甲基吡咯烷酮作為萃取劑，溶劑比為6∶1，并將噻吩萃取塔、噻吩精制塔的理論板數(shù)增高25％，其它過程同實施例4，得噻吩產(chǎn)品中噻吩含量大于99％，其它同實施例4。
權(quán)利要求
1.一種環(huán)保型焦化苯精制方法，其特征在于包括以下過程1)預(yù)處理系統(tǒng)預(yù)處理系統(tǒng)包括預(yù)分餾塔(2)、吹苯塔(4)及窄苯塔(6)組成，煤焦工業(yè)的副產(chǎn)品粗苯原料(1)，進入預(yù)分餾塔，并脫除包括二硫化碳、環(huán)戊二烯的輕組份(3)，此塔在常壓下操作，塔頂操作溫度為40～70℃，塔底餾出進入吹苯塔；吹苯塔采用蒸汽多級汽提的方法將原料中易揮發(fā)組份與重餾份分離，塔頂產(chǎn)出的易揮發(fā)組份包括苯餾份、甲苯餾份、二甲餾份和噻吩，進入窄苯塔，塔底產(chǎn)出的重餾份包括古馬隆、萘餾份、茚餾份及其它一些高沸點物質(zhì)，此塔在常壓下操作，塔頂溫度為85～120℃；窄苯塔的操作壓力為常壓或減壓，對應(yīng)塔頂溫度為85～45℃，窄苯塔塔頂餾出苯餾份與噻吩并進入苯精制與噻吩回收系統(tǒng)，塔底餾出甲苯、二甲苯混合餾份并進入甲苯與二甲苯精制系統(tǒng)；2)苯精制與噻吩回收系統(tǒng)系統(tǒng)包括苯萃取塔(9)、苯精制塔(15)、萃取劑回收塔(19)、噻吩萃取塔(20)、噻吩精制塔(21)組成；苯萃取塔(9)在常壓或真空下操作，對應(yīng)塔頂溫度為80～45℃，萃取劑為環(huán)丁砜，或甘醇類，或N-甲基吡咯烷酮，或N-甲酰基嗎啉，或它們之間的混合物，溶劑比為2～10，苯萃取塔(9)塔頂餾出與苯沸點相近或共沸的烷烴與烯烴組份，塔底餾出苯、噻吩及萃取劑并進入苯精制塔(15)；苯精制塔(15)在常壓或真空下操作，對應(yīng)塔頂溫度為85～45℃，其它操作條件同苯萃取塔，塔頂?shù)玫疆a(chǎn)品苯，塔底餾出萃取劑、少量苯及噻吩并進入萃取劑回收塔(19)；萃取劑回收塔(19)塔頂餾出苯與噻吩的混合物進入噻吩萃取塔(20)，塔底回收萃取劑進行循環(huán)利用；噻吩萃取塔(20)在常壓或真空下操作，對應(yīng)塔頂溫度為86～45℃，萃取劑與苯萃取塔相同，塔頂?shù)玫洁绶援a(chǎn)品，塔底回收萃取劑循環(huán)利用；3)甲苯與二甲苯精制系統(tǒng)系統(tǒng)包括甲苯精餾塔(7)、二甲苯精餾塔(12)組成，在甲苯精餾塔(7)中得到焦化甲苯產(chǎn)品，此塔的操作壓力為常壓或真空，對應(yīng)的操作溫度為112～50℃，塔底餾出進入二甲苯塔(12)，在二甲苯精餾塔中得到混合二甲苯產(chǎn)品，塔底餾出萘油組份(11)，此塔的操作壓力為常壓或真空，對應(yīng)的操作溫度為145～60℃；4)廢水處理系統(tǒng)系統(tǒng)包括廢水處理塔(25)組成，此系統(tǒng)是將上述各系統(tǒng)得到的水相(23)進行處理，此塔在常壓下操作，塔頂操作溫度60～90℃，塔頂回收包括苯、甲苯、噻吩組份(26)，塔底得到可循環(huán)利用的水(24)。
2.按照權(quán)利要求1所述的環(huán)保型焦化苯精制方法，其特征在于甲苯與二甲苯精制系統(tǒng)中的甲苯精制塔和二甲苯精制塔可采用一個間歇塔進行操作或采用一個連續(xù)塔和一個間歇塔操作。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種環(huán)保型焦化苯精制方法，該方法采用萃取精餾技術(shù)與精密精餾技術(shù)，其過程包括預(yù)處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)實現(xiàn)了焦化粗苯原料的苯餾份與甲苯、二甲苯餾份的分離；苯精制與噻吩回收系統(tǒng)，該系統(tǒng)得到了產(chǎn)品苯并回收了噻吩；甲苯與二甲苯精制系統(tǒng)，該系統(tǒng)得了甲苯與二甲苯產(chǎn)品；廢水處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)實現(xiàn)了各系統(tǒng)廢水處理和循環(huán)利用。該方法的優(yōu)點在于與傳統(tǒng)的硫酸洗滌工藝相比，整個過程不會生成對環(huán)境有極大損害的酸渣及廢酸，沒有廢物排放；提高了苯烴回收率，苯的收率提高5％以上；與催化加氫工藝相比，簡化了工藝流程，降低了投資及生產(chǎn)成本；在得到高品質(zhì)的苯系產(chǎn)品的同時，又回收利用了高附加值的噻吩，提高了生產(chǎn)效益。
文檔編號C07C15/00GK1686977SQ200510013428
公開日2005年10月26日 申請日期2005年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月9日
發(fā)明者曾愛武, 袁希鋼, 王吉紅, 袁鑒清, 石俊來, 黃哲 申請人:天津大學(xué), 太原市僑友化工有限公司