專利名稱：一種分離混合烴類中苯的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于石油化工領(lǐng)域，涉及用分隔壁萃取精餾塔并以環(huán)丁砜為萃取劑從混合烴類中獲得苯的方法。
背景技術(shù)：
苯及其同系物是重要的石油化工原料，苯的生產(chǎn)方法有多種，其中來自催化重整和裂解汽油的苯各占世界苯總產(chǎn)量的38%，甲苯歧化占13%，甲苯加氫脫烷基化占6%，另外還有5%來自焦化工藝。其中，從催化重整和裂解汽油中回收苯的工藝主要有液液萃取和萃取蒸餾兩大類。但是由于近年來的研究發(fā)現(xiàn)液液萃取操作費(fèi)用較高不經(jīng)濟(jì)，現(xiàn)在主要向萃取精餾方向發(fā)展。目前，已經(jīng)工業(yè)化芳烴抽提工藝按照所用萃取劑的不同，可分為Udex法、環(huán)丁砜 (Su I f ο I ane )法、N—甲基吡咯烷酮(Aro so I van )法、二甲基亞砜(DMSO ) IFP法及N —甲?；鶈徇?Formex)法等，另外，中國石化石油化工科學(xué)研究院成功開發(fā)了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的芳烴抽提蒸餾技術(shù)(SED)，并已經(jīng)在中國石油大連分公司和上海賽科公司實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。CN1260341A概述了利用萃取精餾從烴類混合物中分離芳烴的方法。按照描述在CN1260341A中的方法，萃取精餾法采用原料預(yù)分離一萃取精懼一萃取劑回收的分離工藝流程，當(dāng)然還有包括非芳烴的蒸餾或水洗、萃取劑的再生等部分。該方法主要流程為通過預(yù)分餾塔將芳烴含量為60— 98%的烴類混合物分出苯餾分，然后將苯餾分通入萃取精餾塔中部，并在該塔上部通入萃取劑，萃取的富含苯的富液從底部排出進(jìn)入氣提塔實(shí)現(xiàn)萃取劑回收和分離出高純度苯產(chǎn)品，萃取劑循環(huán)利用。該方法設(shè)備較多，從而能耗較大，設(shè)備維護(hù)工作量大，因此需要進(jìn)一步適當(dāng)改進(jìn)。本發(fā)明采用分隔壁萃取精餾塔實(shí)現(xiàn)萃取精餾和萃取劑再生同時(shí)進(jìn)行。減少了操作設(shè)備，從而達(dá)到減少投資和操作費(fèi)用的目的。烴類混合物在分隔壁塔進(jìn)料側(cè)從中部進(jìn)入，萃取劑從該側(cè)上部進(jìn)入塔，從而實(shí)現(xiàn)非芳烴從該側(cè)頂部餾出，而富含苯的富液進(jìn)入底部再沸器，經(jīng)加熱苯從底部蒸出并從塔的另一側(cè)采出苯產(chǎn)品，萃取劑從底部采出從而免去了再生塔并且可直接循環(huán)再利用。因此，本發(fā)明與CN1260341A中方法相比，將萃取精餾塔和萃取劑再生塔二塔合一減少了設(shè)備數(shù)目，從而節(jié)省了設(shè)備空間，而且能夠節(jié)省操作費(fèi)用和能耗。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的問題是，以混合烴類為原料，采用一塔式方法分離高純度苯同時(shí)實(shí)現(xiàn)塔底萃取劑再生的方法。本發(fā)明是一種采用分隔壁萃取精餾塔以萃取精餾方式從烴類混合物中分離出高純度苯，并且免除萃取劑(環(huán)丁砜)與苯的再次分離，已達(dá)到節(jié)省設(shè)備投資和節(jié)能的目的。一種分離混合烴類中苯的方法，由分隔壁萃取精餾塔完成，其中分隔壁塔內(nèi)部分為三部分，中部為一分隔壁，可以是從頂部直接延伸下來，但不與底部接觸的隔板，也可以從塔上部延伸到塔的下部，分隔壁上下部均不與塔頂和塔底接觸，但分隔壁苯出料側(cè)上部封閉，不與頂部空間相連。分隔壁的一側(cè)為進(jìn)料側(cè)，萃取劑和進(jìn)料從該側(cè)進(jìn)入，實(shí)現(xiàn)萃取精餾塔的功能，另一側(cè)為苯的出料側(cè)，從塔底蒸出的大部分高純度苯蒸汽從該側(cè)餾出，實(shí)現(xiàn)對苯產(chǎn)品的精餾。而底部再沸器到分隔壁板底部為公用部分，主要用來將高純度苯蒸汽蒸出，實(shí)現(xiàn)萃取劑再生和提餾段的作用。進(jìn)料側(cè)塔頂設(shè)置冷凝器，塔底設(shè)置再沸器，苯餾出側(cè)設(shè)置冷凝器。塔底再沸器出料后設(shè)置換熱器，將底部出的高純度萃取劑冷卻并循環(huán)使用，該流程與常規(guī)流程相比可節(jié)能10%以上。其中，原料從塔進(jìn)料側(cè)的中部進(jìn)入，進(jìn)料溫度為85— 105°C ;萃取劑從塔進(jìn)料側(cè)上部進(jìn)入，萃取劑的溫度為85— 120°C ;通過進(jìn)料側(cè)，萃取劑環(huán)丁砜與苯及原料中含有的苯的同系物相互溶解一起流向塔底，并且在下降過程中將上升蒸汽中絕大部分芳烴通過逆流接觸冷凝回流到底部，同時(shí)比芳烴相對揮發(fā)度更高非芳烴從頂部餾出并且經(jīng)冷凝器冷卻后部分回流；在塔底部經(jīng)再沸器加熱，苯從環(huán)丁砜中蒸出，苯蒸汽上升，分別進(jìn)入分隔壁的兩偵U，但進(jìn)入進(jìn)料側(cè)的苯蒸汽又被環(huán)丁砜帶到塔釜，最終苯經(jīng)苯的出料側(cè)餾出，高純度苯蒸汽經(jīng)換熱后可部分回流并采出苯產(chǎn)品；而塔底萃取劑環(huán)丁砜經(jīng)換熱后，循環(huán)回塔頂萃取劑進(jìn)料處循環(huán)利用。該塔操作壓力為常壓或者減壓操作，溶劑比為I一5，其操作較優(yōu)溶劑比為 I.5—2。具體的說明所述步驟如下
(I)混合烴類從分隔壁塔的分隔壁一側(cè)(命名為進(jìn)料側(cè)A側(cè)，另一側(cè)為中間采出側(cè)B側(cè))進(jìn)入，進(jìn)料溫度為85— 105°C，同時(shí)萃取劑環(huán)丁砜從塔A側(cè)的上部進(jìn)入，萃取劑進(jìn)料溫度為85— 120°C。萃取劑下降過程中改變了苯與非芳烴的相對揮發(fā)度，使大部分苯及其同系物流向底部，大部分非芳烴從A側(cè)塔頂餾出，塔頂回流比為O. 7— 3之間，其較優(yōu)值為I一2，其中溶劑比為I一5，其較優(yōu)值為I. 5—2，A側(cè)塔頂溫度為45—90°C，塔頂壓力為O. 03—0. 15Mpa，A側(cè)理論板為25— 35塊，作為萃取精餾塔，進(jìn)料板位置在第14一 18塊板之間(塔頂冷凝器為第一塊板，依次往下數(shù)，下同)，萃取劑進(jìn)料位置在第2— 6塊板之間。(2)萃取劑與富含苯的富液下降到塔底經(jīng)與再沸的苯蒸汽逆流接觸，大部分高純度苯蒸汽從塔B側(cè)蒸出，在B側(cè)塔頂餾出，經(jīng)換熱可進(jìn)行部分回流和產(chǎn)品采出，其中塔釜的操作溫度為240— 290°C。B側(cè)塔理論板數(shù)在8 —15塊之間，較優(yōu)值為10 —12塊，頂部設(shè)有冷凝器，可以頂部回流。(3)塔底采出環(huán)丁砜，經(jīng)換熱器后再循環(huán)回塔頂萃取劑入口利用。本發(fā)明設(shè)備簡單，能耗較低。與常規(guī)流程相比可節(jié)能10%以上。


圖I為分隔壁未達(dá)到頂部，B側(cè)沒有回流的流程簡 圖2為分隔壁達(dá)到頂部，并且B側(cè)部分回流的流程簡 圖3為分隔壁塔未達(dá)到頂部，B側(cè)采用部分回流的流程簡 圖4為分隔壁達(dá)到頂部，B側(cè)沒有回流的流程簡 其中A :進(jìn)料側(cè)；B :中間采出側(cè)；C :分隔壁；1 :新鮮萃取劑環(huán)丁砜；2 :原料混合烴類；3 :塔頂非芳產(chǎn)品；4 :側(cè)線產(chǎn)品；5 :塔釜萃取劑出料。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明與一般的常規(guī)塔流程相比，具有設(shè)備較少，同時(shí)操作費(fèi)用低，如溶劑比較低。用環(huán)丁砜作萃取劑，在該塔中直接再生，反復(fù)循環(huán)使用，是為數(shù)較少的同時(shí)節(jié)省設(shè)備和操作費(fèi)用的設(shè)備之一。附圖I中，分隔壁塔中部為一分隔壁C，該壁從塔上部直接延伸到塔下部，分隔壁的上下部均不與塔頂和塔底接觸，同時(shí)分隔壁出料側(cè)B上部密閉不與頂部空間相連。在進(jìn)料側(cè)A部分，萃取劑由塔釜萃取劑出料5和新鮮萃取劑環(huán)丁砜I混合從塔上部(第2— 6塊板)進(jìn)入，萃取劑的進(jìn)料溫度為85— 120°C，原料混合烴類2從塔中部(第14一 18塊板)進(jìn)入，進(jìn)料溫度為85— 105°C，溶劑比為I. 5— 2，在該側(cè)實(shí)現(xiàn)萃取精餾操作。從而混合烴類中非芳烴從A側(cè)塔頂部餾出，塔頂溫度為45— 90°C，塔頂壓力為O. 03—0. 15Mpa，經(jīng)塔頂冷凝器冷卻以后分為兩部分，一部分作為回流液從頂部返回塔內(nèi)，回流比為I一2，另一部分作為塔頂非芳產(chǎn)品3出塔。溶劑環(huán)丁砜和混合烴類中的芳烴(主要成分為苯)相互溶解后一起流向塔底，在塔底部與經(jīng)再沸器加熱以后產(chǎn)生的蒸汽相接觸，從而將苯蒸出。高純度苯蒸汽上 升并進(jìn)入分隔壁A和B兩側(cè)，其中A側(cè)的苯蒸汽很快被下降的混合液體冷卻又返回塔底，而從B側(cè)蒸出的高純度苯蒸汽在B側(cè)頂部蒸出，經(jīng)冷凝后作為側(cè)線產(chǎn)品4將苯采出。下降到塔底的溶劑環(huán)丁砜經(jīng)再沸器加熱后少部分隨苯蒸汽返回塔底，操作溫度為240— 290°C，塔釜萃取劑出料5從塔底采出并經(jīng)換熱后作為溶劑循環(huán)利用。附圖2中，分隔壁塔中部為一分隔壁C，該壁從塔頂部直接延伸到塔下部，分隔壁的下部不與塔底接觸。在進(jìn)料側(cè)A部分，萃取劑是由塔釜萃取劑出料5和新鮮萃取劑環(huán)丁砜I混合從塔上部(第2—6塊板)進(jìn)入，萃取劑的溫度為85— 120°C，原料混合烴類2從塔中部(第14一 18塊板)進(jìn)入，進(jìn)料溫度為85— 105°C，溶劑比為I. 5— 2，在該側(cè)實(shí)現(xiàn)萃取精餾操作。從而混合烴類中非芳烴從A側(cè)塔頂部餾出，塔頂溫度為45— 90°C，塔頂壓力為O. 03-0. 15Mpa，經(jīng)塔頂冷凝器冷卻以后分為兩部分，一部分作為回流液從頂部返回塔內(nèi)，回流比為I一3，另一部分作為塔頂非芳產(chǎn)品3出塔。溶劑環(huán)丁砜和混合烴類中的芳烴(主要成分為苯)相互溶解后一起流向塔底，在塔底部與經(jīng)再沸器加熱以后產(chǎn)生的蒸汽相接觸，從而將苯蒸出。高純度苯蒸汽上升并進(jìn)入分隔壁A和B兩側(cè)，其中A側(cè)的苯蒸汽很快被下降的混合液體冷卻又返回塔底，而從B側(cè)蒸出的高純度苯蒸汽在B側(cè)頂部蒸出，冷卻為液體以后分為兩部分，一部分作為回流從塔B側(cè)頂部回流入塔，回流比為O. 5— 1，另一部分作為側(cè)線產(chǎn)品4將苯采出。下降到塔底的溶劑環(huán)丁砜經(jīng)再沸器加熱后少部分隨苯蒸汽返回塔底，操作溫度為240— 290°C，塔釜萃取劑出料5從塔底采出并經(jīng)換熱器后作為溶劑循環(huán)利用。附圖3中，分隔壁塔中部為一分隔壁C，該壁從塔上部直接延伸到塔下部，分隔壁的上下部均不與塔頂和塔底接觸，同時(shí)分隔壁出料側(cè)B上部密閉不與頂部空間相連。在進(jìn)料側(cè)A部分，萃取劑由塔釜萃取劑出料5和新鮮萃取劑環(huán)丁砜I混合從塔上部(第2— 6塊板)進(jìn)入，萃取劑的溫度為85— 120°C，原料混合烴類2從塔中部(第14一 18塊板)進(jìn)入，進(jìn)料溫度為85— 105°C，溶劑比為I. 5— 2，在該側(cè)實(shí)現(xiàn)萃取精餾操作。從而混合烴類中非芳烴從A側(cè)塔頂部餾出，塔頂溫度為45— 90°C，塔頂壓力為O. 03—0. 15Mpa，經(jīng)塔頂冷凝器冷卻以后分為兩部分，一部分作為回流液從頂部返回塔內(nèi)，回流比為I一2，另一部分作為塔頂非芳產(chǎn)品3出塔。溶劑環(huán)丁砜和混合烴類中的芳烴(主要成分為苯)相互溶解后一起流向塔底，在塔底部與經(jīng)再沸器加熱以后產(chǎn)生的蒸汽相接觸，從而將苯蒸出。高純度苯蒸汽上升并進(jìn)入分隔壁A和B兩側(cè)，其中A側(cè)的苯蒸汽很快被下降的混合液體冷卻又返回塔底，而從B側(cè)蒸出的苯蒸汽在B側(cè)頂部蒸出，冷卻為液體后分為兩部分，一部分作為回流從塔B側(cè)頂部回流入塔，回流比為O. 5— 1，另一部分作為側(cè)線產(chǎn)品4將苯采出。下降到塔底的溶劑環(huán)丁砜經(jīng)再沸器加熱后少部分隨苯蒸汽返回塔底，操作溫度為240— 290°C，塔釜萃取劑出料5從塔底采出并經(jīng)換熱器后作為溶劑循環(huán)利用。附圖4中，分隔壁塔中部為一分隔壁C，該壁從塔頂部直接延伸到塔下部，分隔壁的下部不與塔底接觸。在進(jìn)料側(cè)A部分，萃取劑由塔釜萃取劑出料5和新鮮萃取劑環(huán)丁砜I混合從塔上部(第2— 6塊板)進(jìn)入，萃取劑的溫度為85— 120°C，原料混合烴類2從塔中部(第14 一 18塊板)進(jìn)入，進(jìn)料溫度為85— 105°C，溶劑比為I. 5— 2，在該側(cè)實(shí)現(xiàn)萃取精餾操作。從而混合烴類中非芳烴從A側(cè)塔頂部餾出，塔頂溫度為45— 90°C，塔頂壓力為O. 03-
0.15Mpa，經(jīng)塔頂冷凝器冷卻以后分為兩部分，一部分作為回流液從頂部返回塔內(nèi)，回流比為I一2，另一部分作為塔頂非芳產(chǎn)品3出塔。溶劑環(huán)丁砜和混合烴類中的芳烴(主要成分為苯)相互溶解后一起流向塔底，在塔底部與經(jīng)再沸器加熱以后的蒸汽相接觸，從而將苯蒸
出。高純度苯蒸汽上升并進(jìn)入分隔壁A和B兩側(cè)，其中A側(cè)的苯蒸汽很快被下降的混合液體冷卻又返回塔底，而從B側(cè)蒸出的苯蒸汽從B側(cè)頂部蒸出，經(jīng)換熱冷卻后作為側(cè)線產(chǎn)品4將苯采出。下降到塔底的溶劑環(huán)丁砜經(jīng)再沸器加熱后少部分隨苯蒸汽返回塔底，操作溫度為240— 290°C，塔釜萃取劑出料5從塔底采出并經(jīng)換熱器后作為溶劑循環(huán)利用。下面通過詳細(xì)的例子說明本發(fā)明，但本發(fā)明不限于此。實(shí)施例I
本實(shí)例采用附圖I的流程回收苯的情況，原料混合烴類進(jìn)料量為8. 2噸/小時(shí)，進(jìn)料組成為非芳烴(主要是C5和C6環(huán)烷烴)35wt%，苯64. 98wt%，苯的其它同系物O. 02wt%，進(jìn)料溫度為90°C。萃取劑進(jìn)料溫度為95°C。A側(cè)塔(萃取精餾塔)理論板數(shù)為30塊，進(jìn)料位置在第18塊板，萃取劑進(jìn)料位置為第4塊板，A側(cè)塔頂回流比為2，溶劑比為I. 3，A側(cè)塔頂壓力為O. IMpa,塔頂溫度為80. 50C。B側(cè)塔的理論板為10塊，塔頂不設(shè)回流，塔頂溫度為81 °C。公共塔釜溫度280°C。塔頂分離出的非芳烴中芳烴含量為155ppm，分離出的苯產(chǎn)品純度為99. 95wt%,與常規(guī)分離流程相比可節(jié)能11. 3%。實(shí)施例2
本實(shí)例為按附圖2的流程回收苯的情況，原料混合烴類進(jìn)料量為8. 15噸/小時(shí)，進(jìn)料組成為非芳烴(主要是C5和C6環(huán)烷烴)45wt%，苯54. 95wt%，苯的其它同系物O. 05wt%，進(jìn)料溫度為90°C。萃取劑進(jìn)料溫度為95°C。A側(cè)塔(萃取精餾塔)理論板數(shù)為30塊，進(jìn)料位置在第18塊板，萃取劑進(jìn)料位置為第4塊板，塔頂回流比為2. 5，溶劑比為I. 4，塔頂壓力為
O.0355Mpa，塔頂溫度為47. 3°C。B側(cè)塔的理論板為10塊，塔頂回流比為O. 7，塔頂溫度為49. 6°C。公共塔釜溫度243°C。塔頂分離出的非芳烴中芳烴含量為130ppm，分離出的苯產(chǎn)品純度為99. 99wt%，與常規(guī)分離流程相比可節(jié)能15. 3%。
權(quán)利要求
1.一種分離混合烴類中苯的方法，其特征在于由分隔壁萃取精餾塔完成，其中分隔壁塔內(nèi)部分為三部分，中部為一分隔壁，從頂部直接延伸下來，但不與底部接觸的隔板，或從塔上部延伸到塔的下部，分隔壁上下部均不與塔頂和塔底接觸，但分隔壁苯出料側(cè)上部封閉，不與頂部空間相連；分隔壁的一側(cè)為進(jìn)料側(cè)，萃取劑和進(jìn)料從該側(cè)進(jìn)入，實(shí)現(xiàn)萃取精餾塔的功能，另一側(cè)為苯的出料側(cè)，從塔底蒸出的大部分高純度苯蒸汽從該側(cè)餾出，實(shí)現(xiàn)對苯產(chǎn)品的精餾 ；而底部再沸器到分隔壁板底部為公用部分，；用來將高純度苯蒸汽蒸出，實(shí)現(xiàn)萃取劑再生和提餾段的作用；進(jìn)料側(cè)塔頂設(shè)置冷凝器，塔底設(shè)置再沸器，苯餾出側(cè)設(shè)置冷凝器；塔底再沸器出料后設(shè)置換熱器，將底部出的高純度萃取劑冷卻并循環(huán)使用； 其中，原料從塔進(jìn)料側(cè)的中部進(jìn)入，進(jìn)料溫度為85— 105°C ;萃取劑從塔進(jìn)料側(cè)上部進(jìn)入，萃取劑的溫度為85— 120°C ;通過進(jìn)料側(cè)，萃取劑環(huán)丁砜與苯及原料中含有的苯的同系物相互溶解一起流向塔底，并且在下降過程中將上升蒸汽中絕大部分芳烴通過逆流接觸冷凝回流到底部，同時(shí)比芳烴相對揮發(fā)度更高非芳烴從頂部餾出并且經(jīng)冷凝器冷卻后部分回流；在塔底部經(jīng)再沸器加熱，苯從環(huán)丁砜中蒸出，苯蒸汽上升，分別進(jìn)入分隔壁的兩側(cè)，但進(jìn)入進(jìn)料側(cè)的苯蒸汽又被環(huán)丁砜帶到塔釜，最終苯經(jīng)苯的出料側(cè)餾出，高純度苯蒸汽經(jīng)換熱后可部分回流并采出苯產(chǎn)品；而塔底萃取劑環(huán)丁砜經(jīng)換熱后，循環(huán)回塔頂萃取劑進(jìn)料處循環(huán)利用。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種分離混合烴類中苯的方法，其特征在于按照下述步驟進(jìn)行 (1)混合烴類從分隔壁塔的分隔壁一側(cè)即進(jìn)料側(cè)A側(cè)進(jìn)入，進(jìn)料溫度為85—105°C，同時(shí)萃取劑環(huán)丁砜從塔A側(cè)的上部進(jìn)入，萃取劑進(jìn)料溫度為85— 120°C;萃取劑下降過程中改變了苯與非芳烴的相對揮發(fā)度，使苯及其同系物流向底部，非芳烴從A側(cè)塔頂餾出，塔頂回流比為O. 7—3之間，其中溶劑比為I一5，A側(cè)塔頂溫度為45— 90°C，塔頂壓力為O. 03—O.15Mpa, A側(cè)理論板為25—35塊,作為萃取精懼塔,進(jìn)料板位置在第14一18塊板之間,萃取劑進(jìn)料位置在第2— 6塊板之間； (2)萃取劑與富含苯的富液下降到塔底經(jīng)與再沸的苯蒸汽逆流接觸，高純度苯蒸汽從塔B側(cè)蒸出，在B側(cè)塔頂餾出，經(jīng)換熱可進(jìn)行部分回流和產(chǎn)品采出，其中塔釜的操作溫度為240—2900C ；B側(cè)塔理論板數(shù)在8 —15塊之間，較優(yōu)值為10 —12塊，頂部設(shè)有冷凝器，可以頂部回流； (3)塔底采出環(huán)丁砜，經(jīng)換熱器后再循環(huán)回塔頂萃取劑入口利用。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種分離混合烴類中苯的方法，其特征在于步驟(I)中非芳烴從A側(cè)塔頂餾出，塔頂回流比為I一2，其中溶劑比為I. 5— 2，步驟(2)中B側(cè)塔理論板數(shù)為10一 12塊。
全文摘要
本發(fā)明一種分離混合烴類中苯的方法，屬于石油化工領(lǐng)域。由分隔壁萃取精餾塔完成，其中分隔壁塔內(nèi)部分為三部分，中部為一分隔壁，可以是從頂部直接延伸下來，但不與底部接觸的隔板，也可以從塔上部延伸到塔的下部，分隔壁上下部均不與塔頂和塔底接觸，但分隔壁苯出料側(cè)上部封閉，不與頂部空間相連。本發(fā)明設(shè)備簡單，能耗較低。與常規(guī)流程相比可節(jié)能10%以上。
文檔編號C07C7/08GK102942439SQ201210410018
公開日2013年2月27日 申請日期2012年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月24日
發(fā)明者葉青, 裘兆蓉, 秦繼偉, 熊曉娟 申請人:常州大學(xué)