專利名稱：一種粗苯胺分離精制工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種粗苯胺的分離精制工藝方法，具體是指硝基苯氣相催化加氫生產(chǎn)苯胺過程中的粗苯胺分離精制工藝方法。
背景技術(shù)：
苯胺俗稱阿尼林油，為無色或淺黃色透明油狀液體，具有強(qiáng)烈的刺激性氣味，常壓沸點(diǎn)184. 4°C，熔點(diǎn)-6. 2°C，密度I. 0217g/cm3，折光率I. 5863，閃點(diǎn)70°C，暴露在空氣中或日光下易變成棕色。苯胺微溶于水，能與乙醇、乙醚、丙酮、四氯化碳以及苯混溶，也可溶于溶劑汽油；有堿性，能與鹽酸(或硫酸)反應(yīng)生成鹽酸(或硫酸)鹽；可發(fā)生鹵化、重氮化等反應(yīng)。苯胺是一種用途十分廣泛的有機(jī)化工中間體，廣泛應(yīng)用于燃料、醫(yī)藥、橡膠助劑、農(nóng)藥及精細(xì)化工中間體的生產(chǎn)，尤其是近年來聚氨酯原料二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)的快速發(fā)展導(dǎo)致對(duì)原料苯胺的需求量大增，并要求達(dá)到MDI級(jí)別精苯胺，所以對(duì)粗苯胺精餾工段及塔設(shè)備提出了更高要求。目前苯胺制備主要有硝基苯鐵粉還原法、苯酚氨化法和硝基苯催化加氫法，其中硝基苯催化加氫法是目前工業(yè)上生產(chǎn)苯胺的主要方法，又可以分為氣相加氫和液相加氫法。氣相加氫法按反應(yīng)器形式不同分為固定床氣相催化加氫和流化床氣相加氫二種工藝。目前我國除山東煙臺(tái)萬華是從日本引進(jìn)的固定床氣相加氫工藝、天脊集團(tuán)方元化工發(fā)展有限公司引進(jìn)KBB公司的液相加氫工藝外，其余全部為我國自行開發(fā)的流化床氣相催化加氫工藝；而國外大多米用液相加氫。目前硝基苯氣相加氫，粗苯胺精制采用雙塔精餾流程，并且由于苯胺對(duì)熱不穩(wěn)定，一般在減壓條件下精餾。具體流程是硝基苯加氫反應(yīng)產(chǎn)物分層后得到的粗苯胺用泵以一定流量輸送到脫水塔塔頂，控制脫水塔頂溫、釜溫和塔頂壓力，進(jìn)行精餾，脫水塔塔頂沒有回流，水和部分苯胺形成共沸物從塔頂蒸出，經(jīng)冷凝后流入苯胺水分層器內(nèi)進(jìn)行分層，分層之后的富水相去苯胺回收塔回收苯胺，富苯胺相則返回脫水塔，脫水塔塔釜液相進(jìn)入精餾塔內(nèi)，在一定的頂溫、釜溫及真空下進(jìn)行精餾，塔頂蒸出物(精苯胺)經(jīng)塔頂冷凝器冷凝后，一部分送入精餾塔內(nèi)作為回流，其余再經(jīng)成品冷凝器進(jìn)一步冷凝后進(jìn)入苯胺成品罐，精餾塔釜液則排入苯胺殘液罐。上述雙塔流程存在能耗過大、設(shè)備投資大等問題，而且粗苯胺經(jīng)過兩個(gè)塔及再沸器，在高溫區(qū)停留時(shí)間長，容易導(dǎo)致苯胺熱分解、氧化等問題。專利CN201110261345. 9中提出一種連續(xù)側(cè)線出料塔與精餾及回收塔熱集成分離氫-水-苯胺-焦油的方法，其中采用側(cè)線出料精餾塔代替初餾塔(脫水塔)，一次實(shí)現(xiàn)脫水和脫焦油，并得到99%以上的粗苯胺側(cè)線，然后再去精餾塔經(jīng)精餾去除少量水分后，就可以得到99. 9 %以上苯胺；但仍然需要側(cè)線塔和精餾塔兩個(gè)塔。而液相催化加氫流程中，在脫水塔和精餾塔之間需要增加一個(gè)席夫堿反應(yīng)器，來除去低沸物(王明永，谷峰.苯胺制造技術(shù)概況[J]，硅谷，2008，17 :7)，所以隔板塔應(yīng)用于液相催化加氫流程的粗苯胺精制難度較大。近年來根據(jù)完全熱稱合蒸懼原理開發(fā)的隔板塔DWC(Dividing Wall Column)已經(jīng) 獲得成功應(yīng)用。隔板塔作為一種新型的熱耦精餾塔，也稱之為隔壁塔、分壁式精餾塔、分隔壁精餾塔，具有節(jié)能、投資低等優(yōu)點(diǎn)。此外，結(jié)構(gòu)緊湊還帶來占地面積小、管線短等相關(guān)的優(yōu)勢(shì)。Eric ff. Luster于1933年因裂解氣分離提出DWC的概念(美國專利US1915681)。目前已有100多座DWC塔在全世界工業(yè)運(yùn)行。但目前尚未見到隔板塔DWC用于粗苯胺精制分離過程的專利和文獻(xiàn)報(bào)道。DWC利用隔板把塔的中部分成兩部分，進(jìn)料側(cè)相當(dāng)于預(yù)分餾塔，另一側(cè)以及塔未分隔的上下部合起來相當(dāng)于主塔。進(jìn)料在預(yù)分餾塔中進(jìn)行初步分離，輕、重組分得到徹底分離，中間組分分布于整個(gè)預(yù)分餾塔中，無重組分的塔頂氣相與無輕組分的塔底液相分別進(jìn)入主塔進(jìn)一步蒸餾，中間組分在主塔中間富集提純，輕、重組分分別在塔頂、塔底得到分離，從而實(shí)現(xiàn)三個(gè)產(chǎn)品的完全分離。隔板塔利用隔板巧妙地使單塔實(shí)現(xiàn)了多塔功能。根據(jù)具體體系和要求，隔板位置可以在塔中上下移動(dòng)或延伸，可以與塔頂或塔底直接連接
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種粗苯胺分離精制的工藝方法，利用這種工藝方法可以縮短粗苯胺在塔內(nèi)高溫區(qū)停留時(shí)間，而且可以簡化工藝，降低能耗，減少設(shè)備投資，節(jié)約占地面積。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所提出粗苯胺分離精制的工藝方法，來自硝基苯氣相催化加氫制苯胺工藝流程的粗苯胺，進(jìn)入精餾裝置進(jìn)行分離，分離為輕組分、精苯胺、重組分三股物流，這三股物流再分別進(jìn)行后續(xù)處理，其特征在于所述精餾裝置是一個(gè)隔板塔，并且隔板與塔頂相連接；在隔板塔塔頂從隔板兩側(cè)分別引出輕組分物流和精苯胺，重組分物流從隔板塔塔釜引出，粗苯胺在弓I出輕組分物流的隔板一側(cè)的塔頂進(jìn)料；隔板塔內(nèi)隔板兩側(cè)的塔頂壓力為0. 006MPa 0. 04MPa (絕壓)，塔頂溫度為45°C 110°C，隔板塔塔釜壓力為0. 012MPa 0. 05MPa(絕壓)，塔釜溫度為95°C 160°C。粗苯胺進(jìn)料位置在隔板塔引出輕組分物流的隔板一側(cè)塔頂。在隔板塔引出輕組分物流的隔板一側(cè)的塔頂沒有回流。從隔板塔取出精苯胺的隔板一側(cè)的塔頂有冷凝回流裝置。所述粗苯胺中苯胺的質(zhì)量百分比濃度為90% 99%。所述隔板塔中隔板高度為塔高的1/5到4/5。本發(fā)明所提供的粗苯胺精餾精制工藝方法，采用一個(gè)隔板塔代替?zhèn)鹘y(tǒng)粗苯胺精餾工藝中的脫水塔和精餾塔，設(shè)備和流程簡單，設(shè)備成本可以降低，所需熱負(fù)荷低于傳統(tǒng)雙塔工藝。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。圖I是采用隔板塔的粗苯胺精餾分離工藝流程。圖2是傳統(tǒng)粗苯胺精餾雙塔流程。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I :如附圖I采用隔板塔的粗苯胺精餾分離工藝流程所示，反應(yīng)產(chǎn)物分層之后的粗苯胺SI，其中苯胺的質(zhì)量百分比濃度為94%，水分為5%，其余為焦油等重組分。隔板塔內(nèi)的隔板AB連接塔頂，隔板AB將隔板塔I上部隔開為兩部分，粗苯胺SI進(jìn)入的隔板一側(cè)為預(yù)分餾塔且粗苯胺SI從預(yù)分餾塔塔頂進(jìn)入，隔板另一側(cè)以及下部公共區(qū)域?yàn)橹魉?。預(yù)分餾塔塔板數(shù)為25，塔頂沒有回流，輕組分物流氣相出料S3經(jīng)過冷凝器E-I冷卻后液相排出S4，塔頂壓力15kPa (絕壓)，塔頂溫度在55°C左右；主塔塔板數(shù)為35，精苯胺從隔板塔的主塔塔頂氣相出料，進(jìn)入冷凝器E-3冷卻后部分回流，其余部分作為產(chǎn)品取出S5，主塔塔頂壓力15kPa (絕壓)，塔頂溫度在110°C左右。重組分物流S6從隔板塔塔釜排出，E-4為精餾塔塔釜再沸器。實(shí)施例2:按相同的步驟重復(fù)實(shí)施例1，不同點(diǎn)在于隔板塔內(nèi)預(yù)分餾塔和主塔的塔頂壓力均為IOkPa。實(shí)施例3:
按相同的步驟重復(fù)實(shí)施例1，不同點(diǎn)在于隔板塔內(nèi)預(yù)分餾塔和主塔的塔頂壓力均為20kPa。實(shí)施例4 按相同的步驟重復(fù)實(shí)施例1，不同點(diǎn)在于隔板塔內(nèi)預(yù)分餾塔和主塔的塔頂壓力均為30kPa。對(duì)比例如附圖2傳統(tǒng)粗苯胺精餾雙塔流程所示，反應(yīng)產(chǎn)物分層之后的粗苯胺SI，其中苯胺的質(zhì)量百分比濃度為94%，水分為5%，其余為焦油等重組分。粗苯胺SI從脫水塔I塔頂進(jìn)入，脫水塔I塔頂壓力30KPa (絕壓)。輕組分物流S3由塔頂排出，經(jīng)冷凝器E-I冷卻后液相排出S4。脫水塔I塔釜液體S2則進(jìn)入精餾塔2，精餾塔2塔頂壓力8KPa (絕壓)，精餾塔2塔釜將苯胺由塔頂蒸出，經(jīng)冷凝器E-3冷卻后，大部分精苯胺作為產(chǎn)品取出S5，小部分返回精餾塔作為回流。重組分物流S6從精餾塔塔釜排出，E-4為精餾塔塔釜再沸器。表I列出了實(shí)施例I和對(duì)比例的兩種流程的能耗的模擬計(jì)算結(jié)果。對(duì)于脫水塔、精餾塔與隔板塔的比較，三者塔頂可以采用同一種冷卻介質(zhì)，而塔釜采用水蒸汽加熱均可，所以將脫水塔、精餾塔的塔頂、塔底能耗分別加和后，再與隔板塔比較。結(jié)果顯示，隔板塔能耗要比雙塔小得多，分別為塔頂減少10%和塔底減少18% ;隔板塔流程所得精苯胺濃度99. 991%要高于傳統(tǒng)雙塔流程所得濃度99. 64%。故采用基于隔板塔的新流程，在保證精餾效果的前提下，可以很大程度上降低精餾過程的能耗，而且可以提高產(chǎn)品質(zhì)量。表I兩種流程的模擬計(jì)算能耗數(shù)據(jù)比較
權(quán)利要求
1.一種粗苯胺分離精制的工藝方法，硝基苯氣相催化加氫反應(yīng)產(chǎn)物冷卻分層之后得到的粗苯胺，進(jìn)入精餾裝置進(jìn)行分離，分離為輕組分、精苯胺、重組分三股物流，這三股物流再分別進(jìn)行后續(xù)處理，其特征在于所述精餾裝置是一個(gè)隔板塔，并且隔板塔內(nèi)隔板一直延伸到塔頂；在隔板塔塔頂從隔板兩側(cè)分別引出輕組分物流和精苯胺，重組分物流從隔板塔塔釜引出，粗苯胺在引出輕組分物流的隔板一側(cè)的塔頂進(jìn)料；隔板塔內(nèi)隔板兩側(cè)的塔頂壓力為0. 006MPa 0. 04MPa(絕壓)，塔頂溫度為45°C 110°C，隔板塔塔釜壓力為0. 012MPa 0. 05MPa(絕壓)，塔釜溫度為95°C 160°C。
2.如權(quán)利要求I所述的一種粗苯胺分離精制的工藝方法，其特征在于粗苯胺進(jìn)料位置在隔板塔引出輕組分物流的隔板一側(cè)塔頂。
3.如權(quán)利要求I所述的一種粗苯胺分離精制的工藝方法，其特征在于在隔板塔取出輕組分物流的隔板一側(cè)的塔頂沒有回流。
4.如權(quán)利要求I所述的一種粗苯胺分離精制的工藝方法，其特征在于在隔板塔取出精苯胺的隔板一側(cè)的塔頂有冷凝回流裝置。
5.如權(quán)利要求I所述的一種粗苯胺分離精制的工藝方法，其特征在于所述粗苯胺中苯胺的質(zhì)量百分比濃度為90% 99%。
6.如權(quán)利要求I所述的一種粗苯胺分離精制的工藝方法，其特征在于所述隔板塔中隔板高度為塔高的1/5到4/5。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種粗苯胺分離精制工藝方法，具體涉及硝基苯氣相催化加氫制苯胺工藝中粗苯胺分離精制的工藝方法。本發(fā)明主要特征在于以隔板塔取代傳統(tǒng)粗苯胺精餾工藝中的脫水塔和精餾塔。分層后的粗苯胺原料，進(jìn)入隔板塔進(jìn)行精餾，隔板塔內(nèi)隔板與塔頂相連接，在隔板塔塔頂從隔板兩側(cè)分別引出輕組分物流和精苯胺，引出輕組分一側(cè)塔頂沒有回流，引出精苯胺一側(cè)塔頂有回流，重組分物流從隔板塔塔釜引出。粗苯胺進(jìn)料位置在隔板塔引出輕組分一側(cè)塔頂。通過本發(fā)明方法，粗苯胺精制流程簡單，設(shè)備成本降低，熱負(fù)荷低于傳統(tǒng)雙塔流程，而精苯胺純度高于傳統(tǒng)雙塔流程；在再沸器中被加熱一次，縮短其在設(shè)備內(nèi)部和高溫下的停留時(shí)間，可以緩解苯胺的熱分解和氧化。
文檔編號(hào)C07C211/46GK102701994SQ20121017781
公開日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2012年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月1日
發(fā)明者何裕建, 李增喜, 王二強(qiáng), 黃金成 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院研究生院