專利名稱：：乙苯/苯乙烯的節(jié)能分離方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種乙苯/苯乙烯的節(jié)能分離工藝。
背景技術(shù)：
：苯乙烯是最重要的基本有機(jī)化工原料之一，用于制造聚苯乙烯PS和EPS、ABS和SAN等共聚物樹脂、苯乙烯/丁二烯共聚膠乳SB、丁苯橡膠和膠乳SBR、不飽和聚酯、以及其它如苯乙烯/甲基丙烯酸甲酯膠乳、甲基丙烯酸甲酯/丁二烯/苯乙烯共聚物MBS、離子交換樹脂和藥物等。苯乙烯生產(chǎn)工藝中精餾部分的關(guān)鍵在于乙苯和苯乙烯的分離，由于乙苯和苯乙烯的沸點(diǎn)差很小，常壓下相差僅9。C，因此，為分離乙苯/苯乙烯(一般要求塔頂苯乙烯<2%，塔釜乙苯〈500ppm)，工業(yè)上乙苯/苯乙烯分離塔常采用負(fù)壓操作，分離塔理論板數(shù)在80塊以上，回流比〉6.5，因此乙苯/苯乙烯分離塔的操作能耗非常高，其低壓蒸汽用量占整個(gè)苯乙烯單元的30%以上，冷卻水用量也占整個(gè)苯乙烯單元的近40%，綜合能耗占苯乙烯單元的30%40%。乙苯/苯乙烯分離塔的操作工藝可分為高真空低溫法和低真空高溫法。采用高真空低溫法時(shí)，塔頂操作壓力為高真空，一般約5kPaA15kPaA，塔釜溫度較低，一般低于100。C，其優(yōu)點(diǎn)在于壓力低有利于乙苯/苯乙烯的分離，塔釜溫度低能有效減少苯乙烯聚合損失，且阻聚劑用量減少，回流比小(約為7);缺點(diǎn)是塔頂溫度低(一般<90°0，熱量無法回收利用，操作能耗較高。采用低真空高溫法時(shí)，塔頂操作壓力較高，一般約24kPaA40kPaA，因此塔釜溫度高，一般高于11(TC，其優(yōu)點(diǎn)在于塔頂溫度高(約100104'C)，可用來作為蒸發(fā)乙苯的熱源而回收熱量，操作能耗較低；缺點(diǎn)是塔釜溫度高，苯乙烯聚合損失加大，且阻聚劑用量增加，回流比大(約為9)。對(duì)比兩種典型的乙苯/苯乙烯分離塔操作工藝，可以說各有優(yōu)缺點(diǎn)，高真空低溫法苯乙烯聚合損失少但能耗高，低真空高溫法能耗低但苯乙烯聚合損失大。針對(duì)上述問題，已有一些專利提出了不同的改進(jìn)方法。如中國專利ZL85102732提出的熱泵精熘技術(shù)以及中國專利ZL99807390.3提出的乙苯/苯乙烯塔的串聯(lián)重沸等。但ZL85102732中進(jìn)入壓縮機(jī)的氣體量較大，對(duì)壓縮機(jī)要求高，設(shè)備投資大，操作性不高。ZL99807390.3中塔釜溫度過高，苯乙烯聚合損失較大。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有技術(shù)中乙苯/苯乙烯分離工業(yè)裝置減少苯乙烯聚合損失和降低操作能耗不能兼顧的問題，提供一種新的乙苯/苯乙烯的節(jié)能分離方法。該方法具有苯乙烯聚合損失小、裝置能耗低的優(yōu)點(diǎn)。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下一種乙苯/苯乙烯節(jié)能分離方法，包括以下步驟a)乙苯脫氫反應(yīng)后所得的液相乙苯脫氫液分股進(jìn)入用于分離乙苯和苯乙烯的粗苯乙烯塔A和粗苯乙烯塔B，其中進(jìn)入粗苯乙烯塔A的脫氫液與進(jìn)入粗苯乙烯塔B的脫氫液的重量比為28:8~2，A、B兩塔均為填料式結(jié)構(gòu)，理論板數(shù)為80-100，進(jìn)料位置為自塔頂往下1040塊理論板位置；b)粗苯乙烯塔A塔頂分離出含苯、甲苯和乙苯的物流I，其中至少50。/。經(jīng)壓縮機(jī)壓縮后進(jìn)入粗苯乙烯塔B的再沸器，余下部分直接進(jìn)入粗苯乙烯塔B的再沸器，與粗苯乙烯塔B的塔釜液換熱，被冷凝的物流I進(jìn)入氣液分離罐E，經(jīng)氣液分離后，氣相物流去真空系統(tǒng)，液相物流部分返回至粗苯乙烯塔A，部分去乙苯塔，塔釜分離出粗苯乙烯物流II，物流II去精苯乙烯塔；c)粗苯乙烯塔B塔頂分離出含苯、甲苯和乙苯的物流m，經(jīng)冷凝后，液相物流部分回流至粗苯乙烯塔B塔頂，部分去乙苯塔，塔釜分離出粗苯乙烯物流IV，物流IV去精苯乙烯塔。上述技術(shù)方案中，進(jìn)入粗苯乙烯塔A的脫氫液與進(jìn)入粗苯乙烯塔B的脫氫液的重量比為4~6:64;粗苯乙烯塔A的操作壓力與粗苯乙烯塔B相同或高于粗苯乙烯塔B;粗苯乙烯塔A的塔頂操作壓力為540kPaA，操作溫度為65~110°C，操作回流比為6~12，塔釜操作壓力為1560kPaA，操作溫度為85120°C，優(yōu)選方案為塔頂操作壓力為530kPaA，操作溫度為6595°C，操作回流比為6~10，塔釜操作壓力為1040kPaA，操作溫度為85~115°C;粗苯乙烯塔B的塔頂操作壓力為540kPaA，操作溫度為65~110°C，操作回流比為610，塔釜操作壓力為1560kPaA，操作溫度為85~120°C，優(yōu)選方案為塔頂操作壓力為520kPaA，操作溫度為65~85°C，操作回流比為69，塔釜操作壓力為1030kPaA，操作溫度為85105'C;壓縮后的氣體壓力為4080kPaA，壓縮機(jī)的壓縮比為2~10，優(yōu)選方案為壓縮后的氣體壓力為5060kPaA，壓縮機(jī)的壓縮比為24;粗苯乙烯塔B的再沸器為熱虹吸再沸器。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及文獻(xiàn)介紹，苯乙烯在IO(TC以下時(shí)，聚合速率很低，而溫度超過100r時(shí)，苯乙烯聚合速率急劇上升，溫度每上升6'C，苯乙烯聚合速率約增加1倍，苯乙烯裝置中苯乙烯的損失有80%以上為聚合損失，因此控制乙苯/苯乙烯分離塔的塔釜溫度，對(duì)苯乙烯裝置的單耗水平和經(jīng)濟(jì)性非常重要。本發(fā)明中由于采用了壓縮機(jī)，兩個(gè)分離塔的塔頂操作壓力均可采用高真空(<20kPaA)，可嚴(yán)格控制兩塔塔釜溫度不超過10(TC，從而抑制苯乙烯的聚合損失，同時(shí)節(jié)省阻聚劑的用量。此外，由于采用雙塔工藝，進(jìn)入壓縮機(jī)的氣體量減少50%，對(duì)壓縮機(jī)的要求也大為降低，壓縮比僅為24，設(shè)備投資大幅下降，操作性也大為提高，關(guān)鍵的第二分離塔再沸器可采用一般熱虹吸再沸器，設(shè)備換熱面積小，工業(yè)應(yīng)用切實(shí)可行，取得了較好的技術(shù)效果。圖1為本發(fā)明的技術(shù)方案工藝流程。圖2為現(xiàn)有技術(shù)中乙苯/苯乙烯雙塔分離工藝流程(無壓縮機(jī))。圖1和圖2中，A和B為粗苯乙烯塔，C為壓縮機(jī)，D和G為粗苯乙烯塔再沸器，E為回流罐，F(xiàn)為回流泵，H為冷凝器，1為液相乙苯脫氫液(主要成分為乙苯、苯乙烯和少量的苯、甲苯)，2和3分別為進(jìn)入粗苯乙烯塔A和粗苯乙烯塔B的乙苯脫氫液物流，4為粗苯乙烯塔A的塔頂氣(即粗苯乙烯塔A塔頂分離出的含苯、甲苯和乙苯的物流I)，5為4經(jīng)壓縮后得到的氣相物流，6為5冷凝得到的物流，7和8分別為6經(jīng)氣液分離后得到的氣相物流和液相物流，9和10分別為8加壓后得到的物流，11為粗苯乙烯塔B的塔頂氣(即粗苯乙烯塔B塔塔頂分離出的含苯、甲苯和乙苯的物流III)，12為11中未被冷凝的氣體，13和14為11經(jīng)冷凝后得到的液相物流，15為12跟7匯合后得到的物流，17為粗苯乙烯塔B的塔釜采出液(即粗苯乙烯塔B塔塔釜分離出的粗苯乙烯物流IV)，18為粗苯乙烯塔A的塔釜采出液(即粗苯乙烯塔A塔塔釜分離出的粗苯乙烯物流II)，19為17和18匯合后得到的物流。圖1中，液相乙苯脫氫液1分成兩股物流2和3分別進(jìn)入粗苯乙烯塔A和粗苯乙烯塔B，粗苯乙烯塔A的塔頂氣4經(jīng)壓縮機(jī)C壓縮后的氣相物流5進(jìn)入粗苯乙烯塔B的再沸器D的殼程，作為熱源加熱粗苯乙烯塔B的塔釜液，同時(shí)氣相物流5中的大部分烴類冷凝得到物流6，物流6經(jīng)粗苯乙烯塔A的回流罐E氣液分離后，液相部分8經(jīng)回流泵F加壓后分兩股物流9和10，物流9返回粗苯乙烯塔A，物流10去乙苯塔，粗苯乙烯塔A的回流罐E氣液分離后的氣相部分7去真空系統(tǒng)，粗苯乙烯塔B的塔頂氣11經(jīng)冷凝器H冷凝后，液相部分分兩股物流13和14，物流13回流至粗苯乙烯塔B塔頂，物流14作為塔頂產(chǎn)品與物流10匯合成物流16去乙苯塔，未冷凝氣體12與物流7匯合成物流15后去真空系統(tǒng)，粗苯乙烯塔B塔釜采出液17與粗苯乙烯塔A塔釜采出液物流18匯合成物流19去苯乙烯產(chǎn)品塔。圖2中，液相乙苯脫氫液1分成兩股物流2和3分別進(jìn)入粗苯乙烯塔A和粗苯乙烯塔B，粗苯乙烯塔A的塔頂氣4進(jìn)入粗苯乙烯塔B的再沸器D的殼程，作為熱源加熱粗苯乙烯塔B的塔釜液，同時(shí)氣相物流4中的大部分烴類冷凝得到物流6，物流6經(jīng)粗苯乙烯塔A的回流罐E氣液分離后，液相部分8經(jīng)回流泵F加壓后分兩股物流9和10，物流9返回粗苯乙烯塔A，物流10去乙苯塔，粗苯乙烯塔A的回流罐E氣液分離后的氣相部分7去真空系統(tǒng)，粗苯乙烯塔B的塔頂氣11經(jīng)冷凝器H冷凝后，液相部分分兩股物流13和14，物流13回流至粗苯乙烯塔B的塔頂，物流14作為塔頂產(chǎn)品與物流10匯合成物流16去乙苯塔，未冷凝氣體12與物流7匯合成物流15后去真空系統(tǒng)，粗苯乙烯塔B塔釜采出液17與粗苯乙烯塔A塔釜采出液物流18匯合成物流19去苯乙烯產(chǎn)品塔。下面通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步闡述。具體實(shí)施例方式實(shí)施例1某60萬噸/年苯乙烯裝置(年操作時(shí)數(shù)8000小時(shí))，采用如圖1的節(jié)能精餾工藝，脫氫液重量百分組成為苯0.3%，甲苯2.3%，乙苯37.3%,苯乙烯57.8%，重組分2.2%，總流量為125285千克/小時(shí)，其中40y。進(jìn)入A塔，60M進(jìn)入B塔，A塔塔頂流出物全部進(jìn)入壓縮機(jī)，主要操作條件及消耗見表l。實(shí)施例2某60萬噸/年苯乙烯裝置(年操作時(shí)數(shù)8000小時(shí))，采用如圖1的節(jié)能精餾工藝，脫氫液重量百分組成為苯0.3%，甲苯2.3%,乙苯37.3%，苯乙烯57.8%，重組分2.2%,總流量為125285千克/小時(shí)，其中40。/。進(jìn)入A塔，60%進(jìn)入B塔，A塔塔頂流出物全部進(jìn)入壓縮機(jī)，主要操作條件及消耗見表2。實(shí)施例3某60萬噸/年苯乙烯裝置(年操作時(shí)數(shù)8000小時(shí))，采用如圖1的節(jié)能精餾工藝，脫氫液重量百分組成為苯0.3%，甲苯2.3%，乙苯37.3%，苯乙烯57.8%，重組分2.2%，總流量為125285千克/小時(shí)，其中50。/。進(jìn)入A塔，50M進(jìn)入B塔，A塔塔頂流出物全部進(jìn)入壓縮機(jī)，主要操作條件及消耗見表3。表1乙苯/苯乙烯分離節(jié)能精餾工藝<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>表2乙苯/苯乙烯分離節(jié)能精餾工藝<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>表3乙苯/苯乙烯分離節(jié)能精餾工藝<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>比較例1某60萬噸/年苯乙烯裝置(年操作時(shí)數(shù)8000小時(shí))，進(jìn)料脫氫液組成及分配與實(shí)施例3—致，采用如圖2的乙苯/苯乙烯雙塔精餾工藝，與實(shí)施例3相比，無壓縮機(jī)C，A塔的操作壓力及塔釜溫度明顯高于實(shí)施例3，綜合能耗、阻聚劑用量、苯乙烯損失均明顯高于實(shí)施例3，關(guān)鍵再沸器D換熱面積大，采用特殊型式，造價(jià)高。其主要操作條件及消耗見表4。表4乙苯/苯乙烯分離雙塔工藝A塔B塔理論板數(shù)8090進(jìn)料位置2731塔頂壓力kPaA408塔頂溫度°c10361塔釜壓力kPaA4614塔釜溫度r11884.5回流比107再沸器熱負(fù)荷千瓦33300225000.3MpaG蒸汽用量噸/小時(shí)490(由A塔塔頂氣加熱)塔系統(tǒng)總能耗51千克標(biāo)油/噸苯乙烯阻聚劑用量千克/小時(shí)60苯乙烯聚合損失千克/小時(shí)98關(guān)鍵再沸器D溫差18'C，采用特殊降膜式，換熱面積2800m21權(quán)利要求1.一種乙苯/苯乙烯節(jié)能分離方法，包括以下步驟a)乙苯脫氫反應(yīng)后所得的液相乙苯脫氫液分股進(jìn)入用于分離乙苯和苯乙烯的粗苯乙烯塔A和粗苯乙烯塔B，其中進(jìn)入粗苯乙烯塔A的脫氫液與進(jìn)入粗苯乙烯塔B的脫氫液的重量比為2～8∶8～2，A、B兩塔均為填料式結(jié)構(gòu)，理論板數(shù)為80～100，進(jìn)料位置為自塔頂往下10～40塊理論板位置；b)粗苯乙烯塔A塔頂分離出含苯、甲苯和乙苯的物流I，其中至少50％經(jīng)壓縮機(jī)壓縮后進(jìn)入粗苯乙烯塔B的再沸器，余下部分直接進(jìn)入粗苯乙烯塔B的再沸器，與粗苯乙烯塔B的塔釜液換熱，被冷凝的物流I進(jìn)入氣液分離罐E，經(jīng)氣液分離后，氣相物流去真空系統(tǒng)，液相物流部分返回至粗苯乙烯塔A，部分去乙苯塔，塔釜分離出粗苯乙烯物流II，物流II去精苯乙烯塔；c)粗苯乙烯塔B塔頂分離出含苯、甲苯和乙苯的物流III，經(jīng)冷凝后，液相物流部分回流至粗苯乙烯塔B塔頂，部分去乙苯塔，塔釜分離出粗苯乙烯物流IV，物流IV去精苯乙烯塔。2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的乙苯/苯乙烯節(jié)能分離方法，其特征在于進(jìn)入粗苯乙烯塔A的脫氫液與進(jìn)入粗苯乙烯塔B的脫氫液的重量比為4~6:6~4。3.根據(jù)權(quán)利要求l所述的乙苯/苯乙烯節(jié)能分離方法，其特征在于粗苯乙烯塔A的操作壓力不低于粗苯乙烯塔B。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的乙苯/苯乙烯節(jié)能分離方法，其特征在于粗苯乙烯塔A的塔頂操作壓力為5-40kPaA，操作溫度為65~110°C，操作回流比為6~12，塔釜操作壓力為1560kPaA，操作溫度為85120°C，粗苯乙烯塔B的塔頂操作壓力為540kPaA，操作溫度為65~110°C，操作回流比為6~10，塔釜操作壓力為1560kPaA，操作溫度為85~120°C。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的乙苯/苯乙烯節(jié)能分離方法，其特征在于粗苯乙烯塔A的塔頂操作壓力為530kPaA，操作溫度為65~95°C，操作回流比為6~10，塔釜操作壓力為1040kPaA，操作溫度為85~115°C，粗苯乙烯塔B的塔頂操作壓力為520kPaA，操作溫度為6585。C，操作回流比為69，塔釜操作壓力為1030kPaA，操作溫度為85~105°C。6.根據(jù)權(quán)利要求l所述的乙苯/苯乙烯節(jié)能分離方法，其特征在于壓縮后的氣體壓力為4080kPaA，壓縮機(jī)的壓縮比為2~10。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的乙苯/苯乙烯節(jié)能分離方法，其特征在于壓縮后的氣體壓力為5060kPaA,壓縮機(jī)的壓縮比為2~4。8.根據(jù)權(quán)利要求l所述的乙苯/苯乙烯節(jié)能分離方法，其特征在于粗苯乙烯塔B的再沸器為熱虹吸再沸器。全文摘要本發(fā)明涉及一種乙苯/苯乙烯的節(jié)能分離工藝，主要解決現(xiàn)有技術(shù)中乙苯/苯乙烯分離工業(yè)裝置減少苯乙烯聚合損失和降低操作能耗不能兼顧的問題。本發(fā)明通過采用將乙苯/苯乙烯分離塔由單塔分為兩塔操作，其中乙苯/苯乙烯分離塔A塔頂蒸汽的一部分或全部導(dǎo)入壓縮機(jī)，壓縮后的工藝氣體作為乙苯/苯乙烯分離塔B塔底再沸器的熱源使用的技術(shù)方案，較好地解決了該問題，可用于乙苯/苯乙烯分離的工業(yè)生產(chǎn)中。文檔編號(hào)C07C7/00GK101602640SQ20081004349公開日2009年12月16日申請(qǐng)日期2008年6月12日優(yōu)先權(quán)日2008年6月12日發(fā)明者劉文杰,張洪宇申請(qǐng)人:中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司上海石油化工研究院