CN101270027A - 一种焦化粗苯的精制系统及其精制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种焦化粗苯的精制系统及其精制方法。其基本设备由两苯塔、初馏塔、纯苯一塔、纯苯二塔、甲苯塔和二甲苯塔组成，初馏塔再沸器的热源采自甲苯塔塔顶的甲苯蒸汽，纯苯一塔再沸器的热源采自纯苯二塔的塔顶纯苯蒸汽；其精制方法分为预精馏、纯苯精制、甲苯与二甲苯分离。本发明既节省了能量又降低了投资成本，简化了工艺，且与传统的硫酸洗涤工艺相比，省去了酸碱洗涤及吹苯操作，整个过程不会生成对环境有极大损害的废酸、酸渣、碱渣及废水，与催化加氢工艺相比，简化了工艺流程，降低了能耗，降低了投资及生产成本，提高了生产效益，是钢铁企业和炼焦企业对副产品进行深加工和利用的好方法。

Description

一种焦化粗苯的精制系统及其精制方法

技术领域

本发明属于化工领域，尤其是涉及一种焦化粗苯的精制系统及其精制方法。

背景技术

苯、甲苯和二甲苯都是重要的基础有机化工原料，在化学工业中占有极其重要的地位，主要源自于石油加工过程，简称为石油苯。粗苯是煤焦化工业的副产品，简称焦化粗苯，其组成复杂，作为主要成分的苯、甲苯和二甲苯约占粗苯总量的90％以上。由于石油苯在全球市场上供不应求，价格一直居高不下，使得焦化粗苯成为获取苯系产品的重要来源，也有效弥补了苯系产品市场的不足。

目前，焦化粗苯生产苯系芳烃的方法主要有两种：一种是浓硫酸酸洗法，另一种是催化加氢法。常见的酸洗工艺流程是将原料送入两苯塔和初馏塔，从初馏塔顶分离出二硫化碳、环戊二烯等初馏份，初馏塔底馏分则引入酸洗反应器中，反应所得的产物再与水混合，一同引入酸油分离器中，将酸焦油从混合馏分中分离出来；酸焦油送去酸焦油蒸吹釜得到再生酸，而混合馏分则与碱混合进入碱油分离器中，得到已洗混合馏分；接着将已洗混合馏分引入吹苯塔中，从塔底排出酸洗过程中的各种酸性聚合物残渣，同时从塔顶得到的吹出易挥发性组分再经过精馏操作最终分别得到焦化苯、甲苯和二甲苯产品。

酸洗法虽然工艺流程简单、操作灵活、设备投资低，但只能部分脱出粗苯中的含硫化合物和杂质，在加工过程中苯系产品纯度不高、损失较大，且加工副产废物酸焦油和残渣会造成严重的环境污染，这种酸洗法在许多发达国家已经被禁止使用。

自20世纪50年代以来，美、英、德、法等国家相继开发成功粗苯催化加氢精制法。20世纪60年代，美国胡得力空气产品公司开发成功高温粗苯加氢精制工艺(Litol法)制纯苯，该工艺在高温(600～630℃)，高压(5.7～6.0MPa)下通过加氢精制和脱烷基化，生产出纯度为99.9％，硫含量小于0.5mg/L的纯苯产品，苯产品收率达114％。到20世纪80年代，美国和德国又相继开发成功粗苯中低温加氢精制技术(环丁砜法和KK法)，该工艺在中低温(320～380℃)、中压(3.5～3.7MPa)下通过加氢精制和萃取精馏，生产出苯、甲苯和二甲苯产品，产品纯度≥99.9％，硫含量小于0.5mg/L，收率在98％左右。

加氢工艺虽可得到高品质的苯系产品，但其缺点是工艺技术复杂，设备投资大，能耗高，且上述粗苯加氢精制工艺也存在一个无法避免的缺陷，即粗苯中有部分芳烃被加氢成了环烷烃或烷烃，因而造成芳烃损失大，芳烃产品收率低。

现有焦化粗苯的精制设备存在的结构缺陷是：整个分离系统中各塔均设置塔底加热、塔顶冷凝等设施，因此需要消耗大量的热能和循环冷却水。也有的工艺(如德国专利4586986)在预热精馏塔采用加压操作，然后用此塔塔顶的高温蒸汽作为其它塔的热源，这样虽可以节能，但由于预精馏塔的操作压力大，温度高，导致设备投资大幅度增加，且需要高温热源，需要大幅增加投资建设高温载热体系统，因而生产成本仍然较高。

因此在粗苯精制过程中能够节约能耗、降低投资成本、避免环境污染并获得高品质的苯系产品是开发此资源的关键。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种焦化粗苯的精制系统，采用本精制系统精制焦化粗苯投资小、能耗低、无环境污染。

本发明的另一个目的是提供一种焦化粗苯的精制方法，采用本精制方法既节约能耗又节省投资，且整个工艺过程无酸渣、碱渣、废酸及废水污染排放，所得到的焦化苯可以作为萃取精馏法制取高纯苯的原料。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种焦化粗苯的精制系统，由两苯塔、初馏塔、纯苯一塔、纯苯二塔、甲苯塔和二甲苯塔依次连接组成，初馏塔再沸器的热源采自甲苯塔塔顶的甲苯蒸汽，纯苯一塔再沸器的热源采自纯苯二塔的塔顶纯苯蒸汽。

一种焦化粗苯的精制方法，其精制方法的步骤是：

(1).预精馏：焦化粗苯原料首先进入两苯塔，该塔在常压或减压下操作，塔顶操作温度为65～110℃，回流比为0.2～2；两苯塔的塔顶馏分进入初馏塔，初馏塔在常压下操作，塔顶操作温度为45～60℃，回流比为0.2～30，初馏塔塔顶脱除轻组分，脱除轻组分后，塔底物料进入纯苯精制系统；

(2).纯苯精制：纯苯精制系统由纯苯一塔和纯苯二塔组成，从初馏塔底采出的苯、甲苯和二甲苯等混合物先进入纯苯一塔，纯苯一塔在常压或减压下操作，对应的塔顶温度为45～85℃，回流比为0.5～2，纯苯一塔顶得到产品苯，其塔底物料进入纯苯二塔；纯苯二塔在常压或加压下操作，操作压力为0～0.3Mpa，对应的塔顶温度为81～120℃，回流比为0.5～2，纯苯二塔塔顶得到产品苯，纯苯二塔塔底物料进入甲苯与二甲苯分离系统；

(3).甲苯与二甲苯分离：甲苯与二甲苯分离系统包括甲苯精馏塔和二甲苯精馏塔，纯苯二塔塔底物料进入甲苯精馏塔，在甲苯精馏塔中得到甲苯产品，该塔的操作压力为常压或加压，对应的塔顶温度为110～140℃，回流比为0.5～4；甲苯塔塔底物料进入二甲苯塔，在二甲苯塔中得到混合二甲苯产品，此塔的操作压力为常压或减压，对应的操作温度为60～150℃，回流比为0.5～2。

而且，所述初馏塔的再沸器采用甲苯塔塔顶采出的甲苯蒸汽进行加热。

而且，所述纯苯一塔的再沸器采用纯苯二塔塔顶采出的纯苯蒸汽进行加热。

发明的优点和有益效果为：

1.本发明的精制系统采用甲苯塔塔顶甲苯蒸汽作为初馏塔再沸器的热源，以及采用纯苯二塔塔顶纯苯蒸汽作为纯苯一塔再沸器的热源，省却了纯苯二塔塔顶和甲苯塔塔顶冷凝器的投资，既节省了能耗又降低了投资成本；

2.本发明与传统的硫酸洗涤工艺相比，省去了酸碱洗涤及吹苯操作，整个过程不会生成对环境有极大损害的废酸、酸渣、碱渣及废水；与催化加氢工艺相比，简化了工艺流程，降低了能耗，降低了投资及生产成本，提高了生产效益。

3.本发明的精制系统设计科学，结构合理，节能环保，投资小；精制方法工艺简单，大大降低了能耗，所得到的产品可以作为萃取精馏法制取高纯苯的原料或直接作为产品外售，是钢铁企业和炼焦企业对副产品进行深加工和利用的好方法。

附图说明

图1为本发明的焦化粗苯的精制系统构成示意图。

其中，1为焦化粗苯原料，2为两苯塔，3为初馏塔，4为初馏塔再沸器，5为纯苯一塔，6为纯苯一塔再沸器，7为纯苯二塔，8为甲苯塔，9为二甲苯塔，10为二甲苯塔冷凝液。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。

实施例1：

(1).以苯含量为73％焦化粗苯为原料，焦化粗苯原料首先进入两苯塔中，经两苯塔将原料分割为包含硫化氢、二硫化碳、环戊二烯、甲基环己烷、苯、甲苯、二甲苯等在内的轻组分和沸点高于二甲苯的重组分，塔顶馏出组分进入初馏塔，两苯塔在常压下操作，塔顶操作温度为90℃；初馏塔将原料中的轻组分脱除，轻组分包括硫化氢、二硫化碳、环戊二烯和部分甲基环己烷等，初馏塔在常压下操作，塔顶温度为52℃，塔底组分进入纯苯精制系统的纯苯一塔。

(2).从初馏塔塔底分离出来的组分进入纯苯一塔的中部，纯苯一塔在常压下操作，回流比为为1.0，塔顶操作温度为82℃，产品苯从塔顶采出，塔底物料中仍包含部分苯，进入纯苯二塔继续回收；纯苯二塔在加压下操作，操作压力为0.15Mpa，塔顶操作温度为112℃，回流比为1.5，从塔顶采出的纯苯蒸汽直接作为纯苯一塔再沸器的热源，经再沸器冷凝后，部分回流，剩余部分作为苯产品采出，纯苯二塔塔底组分进入甲苯塔。

(3).在甲苯与二甲苯分离系统中，纯苯二塔塔底组分进入甲苯塔后，从甲苯塔塔顶分离出甲苯产品，从甲苯塔顶采出的甲苯蒸汽作为初馏塔再沸器的热源，经该再沸器冷凝后部分作为回流，剩余部分作为甲苯产品采出，甲苯塔在常压下操作，操作温度为112℃，回流比为1.5；甲苯塔的塔底物料进入二甲苯塔，此塔在常压下操作，塔顶操作温度为150℃，回流比为1.0。

实施例2：

(1).以苯含量为73％焦化粗苯为原料，焦化粗苯原料首先进入两苯塔中，经两苯塔将原料分割为包含硫化氢、二硫化碳、环戊二烯、甲基环己烷、苯、甲苯、二甲苯等在内的轻组分和沸点高于二甲苯的重组分，塔顶馏出组分进入初馏塔，两苯塔在减压下操作，塔顶操作温度为66℃；初馏塔将原料中的轻组分脱除，轻组分包括硫化氢、二硫化碳、环戊二烯和部分甲基环己烷等，初馏塔在微负压下操作，塔顶温度为48℃，塔底组分进入纯苯精制系统的纯苯一塔。

(2).从初馏塔塔底分离出来的组分进入纯苯一塔的中部，纯苯一塔在减压下操作，操作压力为0.05Mpa，回流比为1.0，塔顶操作温度为59℃，产品苯从塔顶采出，塔底物料中仍包含部分苯，进入纯苯二塔继续回收；纯苯二塔在微正压下操作，塔顶操作温度为83℃，回流比为1.4，从塔顶采出的纯苯蒸汽直接作为纯苯一塔再沸器的热源，经该再沸器冷凝后，部分回流，剩余部分作为苯产品采出，纯苯二塔塔底组分进入甲苯塔。

(3).在甲苯与二甲苯分离系统中，纯苯二塔塔底组分进入甲苯塔后，从甲苯塔塔顶分离出甲苯产品，从甲苯塔顶采出的甲苯蒸汽作为初馏塔再沸器的热源，经该再沸器冷凝后部分作为回流，剩余部分作为甲苯产品采出，甲苯塔在加压下操作，操作压力为0.2Mpa，操作温度为137℃，回流比为1.8；甲苯塔的塔底物料进入二甲苯塔，此塔在常压下操作，塔顶操作温度为150℃，回流比为1.0。

Claims (4)

1.一种焦化粗苯的精制系统，其特征在于：由两苯塔、初馏塔、纯苯一塔、纯苯二塔、甲苯塔和二甲苯塔依次连接组成，初馏塔再沸器的热源采自甲苯塔塔顶的甲苯蒸汽，纯苯一塔再沸器的热源采自纯苯二塔的塔顶纯苯蒸汽。

2.一种如权利要求1所述的焦化粗苯的精制方法，其特征在于：精制方法的步骤是：

(1).预精馏：焦化粗苯原料首先进入两苯塔，该塔在常压或减压下操作，塔顶操作温度为65～110℃，回流比为0.2～2；两苯塔的塔顶馏分进入初馏塔，初馏塔在常压下操作，塔顶操作温度为45～60℃，回流比为0.2～30，初馏塔塔顶脱除轻组分，脱除轻组分后，塔底物料进入纯苯精制系统；

(2).纯苯精制：纯苯精制系统由纯苯一塔和纯苯二塔组成，从初馏塔底采出的苯、甲苯和二甲苯等混合物先进入纯苯一塔，纯苯一塔在常压或减压下操作，对应的塔顶温度为45～85℃，回流比为0.5～2，纯苯一塔顶得到产品苯，其塔底物料进入纯苯二塔；纯苯二塔在常压或加压下操作，操作压力为0～0.3Mpa，对应的塔顶温度为81～120℃，回流比为0.5～2，纯苯二塔塔顶得到产品苯，纯苯二塔塔底物料进入甲苯与二甲苯分离系统；

(3).甲苯与二甲苯分离：甲苯与二甲苯分离系统包括甲苯精馏塔和二甲苯精馏塔，纯苯二塔塔底物料进入甲苯精馏塔，在甲苯精馏塔中得到甲苯产品，该塔的操作压力为常压或加压，对应的塔顶温度为110～140℃，回流比为O.5～4；甲苯塔塔底物料进入二甲苯塔，在二甲苯塔中得到混合二甲苯产品，此塔的操作压力为常压或减压，对应的操作温度为60～150℃，回流比为0.5～2。

3.根据权利要求2所述的一种焦化粗苯的精制方法，其特征在于：所述初馏塔的再沸器采用甲苯塔塔项采出的甲苯蒸汽进行加热。

4.根据权利要求2所述的一种焦化粗苯的精制方法，其特征在于：所述纯苯一塔的再沸器采用纯苯二塔塔顶采出的纯苯蒸汽进行加热。

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