CN101648850B

CN101648850B - 焦化苯酚的连续蒸馏提纯方法及实现该方法的装置

Info

Publication number: CN101648850B
Application number: CN2008100416933A
Authority: CN
Inventors: 陈新; 刘其国; 李锡祥; 许健; 薛璋
Original assignee: Shanghai Baosteel Chemical Co Ltd
Current assignee: Baowu Carbon Technology Co ltd
Priority date: 2008-08-14
Filing date: 2008-08-14
Publication date: 2012-11-14
Anticipated expiration: 2028-08-14
Also published as: CN101648850A

Abstract

本发明公开了一种焦化苯酚的连续蒸馏提纯方法，该方法包括在第一减压蒸馏塔中进行初步分离和在第二减压蒸馏塔中进行主要分离两个步骤。通过对第一减压蒸馏塔和第二减压蒸馏塔的理论板数、回流比以及操作参数等参数的选择，实现了连续蒸馏提纯焦化苯酚。本发明还公开了实现前述焦化苯酚的连续蒸馏提纯方法的装置，该装置的技术要点在于主要包括进料换热装置，第一减压蒸馏塔，第二减压蒸馏塔，冷凝装置，加热装置以及相关管线。本发明解决了现在间歇蒸馏提纯焦化苯酚存在的处理能力低、工艺稳定性低、能耗大、操作劳动强度大的问题。本发明适用于在焦化行业酚类物质回收系统中用90％-95％的苯酚馏份生产焦化苯酚。

Description

焦化苯酚的连续蒸馏提纯方法及实现该方法的装置

技术领域

本发明涉及焦化苯酚的提纯方法，特别涉及焦化苯酚的蒸馏提纯方法，具体涉及在焦化行业酚类物质回收系统中用90％-95％的苯酚馏份生产焦化苯酚的连续蒸馏提纯工艺。本发明还涉及实现该方法的装置。

背景技术

已有技术主要是针对苯酚丙酮工艺的苯酚生产，目前焦化苯酚的提纯工艺普遍采用的是间歇蒸馏，处理能力和生产成本方面没有优势。目前国内针对焦化苯酚的提纯工艺中采用连续蒸馏提纯工艺的情况极少被提及。

目前焦化行业酚精制系统的焦化苯酚生产的最后一个环节是采用间歇蒸馏提纯的方式实现的。该工艺是先将粗酚通过连续蒸馏装置或间歇蒸馏生产得到90％-95％苯酚馏份，然后再将90％-95％苯酚馏份进行间歇蒸馏，得到焦化苯酚成品。进行间歇蒸馏提纯焦化苯酚的间歇蒸馏系统包括一个加热釜和一个蒸馏塔。原料在加热釜内用间接蒸汽加热汽化后，进入蒸馏塔，蒸馏塔塔底液回流至加热釜。蒸馏塔塔顶主要提取焦化苯酚产品，塔顶汽项物料经冷凝器冷凝后，一部分冷凝液在塔内回流，另一部分冷凝液经冷却后采出进入焦化苯酚馏出液接受槽，蒸馏釜底残渣放入残渣槽。根据焦化苯酚馏出液接受槽中馏出液的分析结果确认是否达到焦化苯酚成品的要求，如果馏出液符合要求就送至焦化苯酚成品槽，否则送往各馏分槽。90％-95％苯酚馏份进行间歇蒸馏提纯工艺的主要优点是操作弹性大、不合格产品处理方便，但是该工艺的缺点也比较多：1)间歇蒸馏方式的处理能力较低；2)间歇蒸馏方式的工艺稳定性差；3)间歇蒸馏方式的能耗较大；4)间歇蒸馏方式操作的劳动强度较高。

通用电气公司的中国专利申请“精制苯酚的方法和催化剂”(申请号：CN03803581.2)，其目的是通过转化存在于苯酚原料中的杂质以生成高纯苯酚，该苯酚原料是由过氢氧化异丙苯分解得到的。该发明通过采用铝锆催化剂精制含有脂肪族和芳香族羰基化合物的混合物的苯酚来实现所述目标。该催化剂包含铝和锆的氧化物和硫酸盐的混合物，并且铝和锆的硫酸盐的总含量为5-15％质量(基于SO4离子计算)，和铝的氧化物和硫酸盐的总含量是5-30％质量(基于氧化铝计算)。能够在硫酸盐化和胶溶步骤中，用硫酸两次处理氢氧化锆，和采用由质量比为1∶3至3∶1的勃姆石和假勃姆石的混合物组成的氧化铝制备该催化剂。

通用电气公司、伊拉国际有限公司申请的专利“苯酚的提纯方法(申请号：CN94119443.4)”，涉及苯酚的提纯方法，及用异丙苯法联产苯酚和丙酮的工艺中得到苯酚的提纯方法。该发明的目的是开发一种适于从苯酚中提纯去掉微量有机杂质具有高活性、能够再生并具有长催化寿命以及具有高机械强度及稳定性的催化剂。用非均质沸石催化剂提纯苯酚得到此结果。用丁烷裂解法测得催化剂酸度KA大于10。最好用按照国际沸石协会分类法属于标号FAU(X，Y型沸石)、MFI(如ZSM—5)、MOR(丝光沸石)、MAZ(Ω)、BEA(β)及FER(镁碱沸石)和其它沸石。

通用电气公司申请的中国专利“从苯酚焦油中提取苯酚的方法(申请号：CN93104371.9)”，揭露了从用异丙基苯生产苯酚过程的苯酚焦油副产物中提取苯酚的方法，包括：1)配制胺水溶液，2)苯酚焦油与胺水溶液接触以在水溶液中生成氨基苯酚。3)加热氨基苯酚使氨基苯酚分解为胺和苯酚。

三井石油化学工业株式会社申请的专利“高纯度苯酚的制备方法(申请号：CN93105441.9)”，揭露了制备高纯度苯酚的方法，其中将由氢过氧化枯烯酸解产物制得的含15％(重量)或更少的α-甲基苯乙烯的粗苯酚用比表面积80～400m2/g和根据哈梅特酸度函数(Ho)酸强度为3≤Ho≤6.8的酸性γ—氧化铝催化剂催化处理，使粗苯酚中含有的脂族和芳族羰基化合物转化成高沸点化合物，且不明显导致粗苯酚中含有的α-甲基苯乙烯生成其二聚物，然后用蒸馏分离苯酚和如此形成的高沸点化合物。

从上述已有技术可以看出：已有技术主要是针对苯酚丙酮工艺的苯酚生产，而焦化苯酚的提纯目前普遍采用的是间歇蒸馏。

发明内容

本发明的目的的第一方面在于提出一种焦化苯酚的连续蒸馏提纯方法，以解决现在间歇蒸馏提纯焦化苯酚存在的处理能力低，工艺稳定性低，能耗大，操作劳动强度大的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

焦化苯酚的连续蒸馏提纯方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、将90％-95％(重量百分比)的苯酚馏份加热；加热的目的是使进入第一减压蒸馏塔的苯酚馏份的温度接近泡点温度。

b、将步骤a中加热好的苯酚馏份在第一减压蒸馏塔进行初步分离，在所述第一减压蒸馏塔下部得到塔底馏份；所述第一减压蒸馏塔理论板数为10-60，回流比R为5-35；所述初步分离的操作参数为塔顶压力5-35KPa，塔顶温度45-95℃，苯酚馏份连续供入的流速为500～9000千克/小时。在本步骤中理论板数越多，对分离的效果越好，但压力降越多；回流比越高，对分离的效果越好，但能源消耗越多；苯酚馏份连续供入的流速越高对分离的效果越差。

c、将步骤b中所述的塔底馏份在第二减压蒸馏塔进行主要分离，在所述第二减压蒸馏塔上部冷凝分离出焦化苯酚；所述的第二减压蒸馏塔的理论板数为40-120，回流比R为15-45；所述的主要分离的操作参数为塔顶压力5-25KPa；塔顶温度100-145℃，塔底馏份连续供入的流速为475～8550千克/小时。在本步骤中理论板数越多，对分离的效果越好，但压力降越多；回流比越高，对分离的效果越好，但能源消耗越多；苯酚馏份连续供入的流速越高对分离的效果越差。

本发明通过对第一减压蒸馏塔和第二减压蒸馏塔的理论板数、回流比以及操作参数等参数的选择，实现了连续蒸馏提纯焦化苯酚。

步骤a中将所述苯酚馏份加热到80～140℃。苯酚馏份加热到该温度后，接近泡点温度进料，可以保证第一减压蒸馏的分离效果。

步骤b中所述的第一减压蒸馏塔理论板数优选为15-45，回流比R优选为15-25。采用该范围中的理论板数和回流比的参数比较适合本塔的操作，能获得较好的技术效果。

步骤b中所述的初步分离的操作参数为塔顶压力优选为15-30KPa，塔顶温度优选为65-75℃。采用该范围中的塔顶压力和塔顶温度的参数比较适合本塔的操作，能获得较好的技术效果。

步骤c中所述的第二减压蒸馏塔的理论板数优选为60-100，回流比R优选为20-30。采用该范围中的理论板数和回流比的参数比较适合本塔的操作，能获得较好的技术效果。

步骤c中所述的主要分离的操作参数为塔顶压力优选为8-18KPa；塔顶温度优选为110-125℃。采用该范围中的塔顶压力和塔顶温度的参数比较适合本塔的操作，能获得较好的技术效果。

现有技术主要是针对苯酚丙酮工艺的苯酚生产，而焦化苯酚的提纯目前普遍采用的是间歇蒸馏。本发明提供的焦化苯酚的连续蒸馏提纯工艺，主要是针对焦化苯酚的提纯工艺，比间歇蒸馏有了明显的优点：1)比间歇蒸馏方式的处理能力有较大的提高，处理能力约提高150％；2)比间歇蒸馏方式的工艺稳定性明显提高，不再需要对间歇蒸馏馏出液接受槽每槽物料进行分析判断，只要连续蒸馏馏出液稳定合格即可；3)比间歇蒸馏方式的能耗有较大幅度的降低，能源单耗下降约60％；4)比间歇蒸馏方式操作的劳动强度有明显的降低，不再需要频繁的停釜、进料和升温等操作。

本发明的目的的第二方面在于提出能实现前述焦化苯酚的连续蒸馏提纯方法的一种装置。

实现前述的焦化苯酚的连续蒸馏提纯方法的装置，其特征在于，包括：

进料换热装置，所述进料换热装置包括进口、出口，所述进口供苯酚馏份进入；

第一减压蒸馏塔，所述第一减压蒸馏塔的进口通过进料管线与所述进料换热装置的出口连接，所述第一减压蒸馏塔的塔顶出口连接馏出管线，在所述第一减压蒸馏塔顶部设置有将塔顶馏份冷凝的冷凝装置，在所述第一减压蒸馏塔下部设置有给所述苯酚馏份加热的加热装置；

第二减压蒸馏塔，所述第二减压蒸馏塔的进口通过进料管线与所述第一减压蒸馏塔的塔底出口连接，所述第二减压蒸馏塔的塔顶出口连接馏出管线，所述第二减压蒸馏塔的塔底出口连接馏出管线，在所述第二减压蒸馏塔顶部设置有将塔顶馏份冷凝的冷凝装置，在所述第二减压蒸馏塔下部设置有给所述塔底馏份加热的加热装置。

本发明所述的实现前述焦化苯酚的连续蒸馏提纯方法的装置，结构简单，制造成本低，可实现焦化苯酚的连续蒸馏提纯。

附图说明

图1是实现前述焦化苯酚的连续蒸馏提纯方法的装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。

参见图1。图1所示为实现本发明所述的焦化苯酚的连续蒸馏提纯方法的装置。该装置主要包括进料换热装置3，第一减压蒸馏塔4，冷凝装置1，加热装置2，第二减压蒸馏塔5，冷凝装置6，加热装置7以及相关管线。

进料换热装置3优选为进料换热器，进料换热装置3包括进口、出口，进口供苯酚馏份进入。

第一减压蒸馏塔4包括进口、塔顶出口和塔底出口。第一减压蒸馏塔4的进口通过进料管线12与进料换热装置3的出口连接。第一减压蒸馏塔4的塔顶出口连接馏出管线9。在第一减压蒸馏塔4顶部设置有将塔顶馏份冷凝的冷凝装置1，冷凝装置1优选为内回流冷凝器。内回流冷凝器安装在减压蒸馏塔塔顶的方式方法是本领域技术人员熟知的，在此不赘述。在第一减压蒸馏塔4下部设置有给苯酚馏份加热的加热装置2，加热装置2优选为再沸器。再沸器安装在减压蒸馏塔下部的方式方法是本领域技术人员熟知的，在此不赘述。

第二减压蒸馏塔5也包括进口、塔顶出口和塔底出口。第二减压蒸馏塔5的进口通过进料管线8与第一减压蒸馏塔4的塔底出口连接。第二减压蒸馏塔5的塔顶出口连接馏出管线11。第二减压蒸馏塔5的塔底出口连接馏出管线10。在第二减压蒸馏塔5顶部设置有将塔顶馏份冷凝的冷凝装置6，冷凝装置6优选为内回流冷凝器。在第二减压蒸馏塔5下部设置有给塔底馏份加热的加热装置7，加热装置7优选为再沸器。

进行焦化苯酚的连续蒸馏提纯时，先将90％-95％的苯酚馏份送进进料换热装置3加热，加热至110℃。然后将加热好的苯酚馏份通过进料管线12连续供入第一减压蒸馏塔4进行初步分离，第一减压蒸馏塔下部由加热装置2加热，在第一减压蒸馏塔4下部得到塔底馏份，在第一减压蒸馏塔4上部得到塔顶馏份，塔顶馏份含部分轻质物料和水分，塔顶馏份受冷凝装置1冷凝，经塔顶馏出管线9采出后重新利用。第一减压蒸馏塔4理论板数为10-60，回流比R为5-35；初步分离的操作参数为塔顶压力5-35KPa，塔顶温度45-95℃；苯酚馏份连续供入的流速为500～9000千克/小时。

第一减压蒸馏塔4塔底得到的塔底馏份通过进料管线8连续供入第二减压蒸馏塔5进行主要分离，第二减压蒸馏塔5下部由加热装置7加热。在第二减压蒸馏塔上部得到焦化苯酚，焦化苯酚受冷凝装置6冷凝，经塔顶的馏出管线11采出，焦化苯酚的苯酚含量在99.5％以上。在第二减压蒸馏塔5塔底得到塔底馏份，塔底馏份经馏出管线10采出后重新利用。第二减压蒸馏塔5的理论板数为40-120；回流比R为15-45；主要分离的操作参数为塔顶压力5-25KPa，塔顶温度100-145℃；塔底馏份连续供入的流速为475～8550千克/小时。

下面在上述具体实施方式下举例说明本发明：

实施例1

本实施例中设备的规格：

第一减压蒸馏塔4塔径750mm、塔高16500mm；

第二减压蒸馏塔5塔径1100mm、塔高21500mm。

在本实施例中，第一减压蒸馏塔4的理论塔板数为30，回流比R为20，塔顶温度为83℃，塔顶压力为11千帕。向第一减压蒸馏塔4连续地供入流速为700千克/小时的苯酚馏份，苯酚馏份包含：

约0.1％水，即约0.7千克/小时，

约93％苯酚，即约651千克/小时，

约6.9％邻甲酚，即约48.3千克/小时。

在第一减压蒸馏塔4塔顶可得到流速为约35千克/小时的塔顶馏份的物流，该塔顶馏份包含：

约2％水，即约0.7千克/小时，

约98％苯酚，即约34.3千克/小时。

在第一减压蒸馏塔4塔底可得到流速为约665千克/小时的塔底馏份的物流，该塔底馏份包含：

约92.74％苯酚，即约616.7千克/小时，

约7.26％邻甲酚，即约48.3千克/小时。

第二减压蒸馏塔5的理论塔板数为60，回流比R为25，塔顶温度选择为140℃，塔顶压力为11千帕。将流速为约665千克/小时的第一减压蒸馏塔底馏份连续地供入第二减压蒸馏塔。

在第二减压蒸馏塔5塔顶可得到流速为约586.45千克/小时的苯酚馏分，测得该馏分包含：

约99.8％苯酚(约585.28千克/小时)，

0.2％邻甲酚(约1.17千克/小时)。

该苯酚馏分即为焦化苯酚产品。

在第二蒸馏塔5塔底可得到流速为约78.55千克/小时的塔底馏份，该塔底馏份包含：

约40％苯酚，即约31.42千克/小时，

约60％邻甲酚，即约47.13千克/小时。

第二蒸馏塔5塔底产物可任选地在焦化酚精制系统各塔中进行再蒸馏。

经测算，与现有技术中的间歇蒸馏提纯焦化苯酚的方法(背景技术中所述的方法)相比，本实施例能源单耗下降约55％。

实施例2

本实施例中设备的规格：

第一减压蒸馏塔4塔径1000mm、塔高13500mm；

第二减压蒸馏塔5塔径1600mm、塔高18500mm。

在本实施例中，第一减压蒸馏塔4的理论塔板数为10，回流比R为35，塔顶温度为95℃，塔顶压力为35千帕。向第一减压蒸馏塔4连续地供入流速为1250千克/小时的苯酚馏份，苯酚馏份包含：

约0.1％水，即约1.25千克/小时，

约93％苯酚，即约1162.5千克/小时，

约6.9％邻甲酚，即约86.25千克/小时。

在第一减压蒸馏塔4塔顶可得到流速为约125千克/小时的塔顶馏份的物流，该塔顶馏份包含：

约1％水，即约1.25千克/小时，

约99％苯酚，即约123.75千克/小时。

在第一减压蒸馏塔4塔底可得到流速为约1125千克/小时的塔底馏份的物流，该塔底馏份包含：

约92.33％苯酚，即约1038.75千克/小时，

约7.67％邻甲酚，即约86.25千克/小时。

第二减压蒸馏塔5的理论塔板数为40，回流比R为45，塔顶温度选择为145℃，塔顶压力为25千帕。将流速为约1125千克/小时的第一减压蒸馏塔底馏份连续地供入第二减压蒸馏塔。

在第二减压蒸馏塔5塔顶可得到流速为约956.32千克/小时的苯酚馏分，测得该馏分包含：

约99.8％苯酚(约954.41千克/小时)，

0.2％邻甲酚(约1.91千克/小时)。

该苯酚馏分即为焦化苯酚产品。

在第二蒸馏塔5塔底可得到流速为约168.68千克/小时的塔底馏份，该塔底馏份包含：

约50％苯酚，即约84.34千克/小时，

约50％邻甲酚，即约84.34千克/小时。

经测算，与现有技术中的间歇蒸馏提纯焦化苯酚的方法(背景技术中所述的方法)相比，本实施例能源单耗下降约60％。

实施例3

本实施例中设备的规格：

第一减压蒸馏塔4塔径1250mm、塔高19500mm；

第二减压蒸馏塔5塔径1800mm、塔高23500mm。

在本实施例中，第一减压蒸馏塔4的理论塔板数为60，回流比R为5，塔顶温度为50℃，塔顶压力为5千帕。向第一减压蒸馏塔4连续地供入流速为1950千克/小时的苯酚馏份，苯酚馏份包含：

约1％水，即约1.95千克/小时，

约93％苯酚，即约1813.5千克/小时，

约6.9％邻甲酚，即约134.55千克/小时。

在第一减压蒸馏塔4塔顶可得到流速为约65千克/小时的塔顶馏份的物流，该塔顶馏份包含：

约3％水，即约1.95千克/小时，

约97％苯酚，即约63.05千克/小时。

在第一减压蒸馏塔4塔底可得到流速为约1885千克/小时的塔底馏份的物流，该塔底馏份包含：

约92.86％苯酚，即约1750.45千克/小时，

约7.14％邻甲酚，即约134.55千克/小时。

第二减压蒸馏塔5的理论塔板数为120，回流比R为15，塔顶温度选择为110℃，塔顶压力为5千帕。将流速为约1855千克/小时的第一减压蒸馏塔底馏份连续地供入第二减压蒸馏塔。

在第二减压蒸馏塔5塔顶可得到流速为约1721.12千克/小时的苯酚馏分，测得该馏分包含：

约99.8％苯酚(约1717.67千克/小时)，

0.2％邻甲酚(约3.45千克/小时)。

该苯酚馏分即为焦化苯酚产品。

在第二蒸馏塔5塔底可得到流速为约163.88千克/小时的塔底馏份，该塔底馏份包含：

约20％苯酚，即约32.78千克/小时，

约80％邻甲酚，即约131.10千克/小时。

经测算，与现有技术中的间歇蒸馏提纯焦化苯酚的方法(背景技术中所述的方法)相比，本实施例能源单耗下降约65％。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims

1.焦化苯酚的连续蒸馏提纯方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、将重量百分比为90％-95％的苯酚馏份加热到80～140℃；

b、将步骤a中加热好的苯酚馏份连续供入第一减压蒸馏塔进行初步分离，在所述第一减压蒸馏塔下部得到塔底馏份，所述第一减压蒸馏塔理论板数为10-60，回流比R为5-35，所述初步分离的操作参数为塔顶压力5-35KPa，塔顶温度45-95℃，苯酚馏份连续供入的流速为500～9000千克/小时；

c、将步骤b中所述的塔底馏份连续供入第二减压蒸馏塔进行主要分离，在所述第二减压蒸馏塔上部冷凝分离出焦化苯酚，所述的第二减压蒸馏塔的理论板数为40-120，回流比R为15-45，所述主要分离的操作参数为塔顶压力5-25KPa，塔顶温度100-145℃，塔底馏份连续供入的流速为475～8550千克/小时。

2.根据权利要求1所述的焦化苯酚的连续蒸馏提纯方法，其特征在于：步骤b中所述的第一减压蒸馏塔理论板数为15-45，回流比R为15-25。

3.根据权利要求1所述的焦化苯酚的连续蒸馏提纯方法，其特征在于：步骤b中所述的初步分离的操作参数为塔顶压力15-30KPa，塔顶温度65-75℃。

4.根据权利要求1所述的焦化苯酚的连续蒸馏提纯方法，其特征在于：步骤c中所述的第二减压蒸馏塔的理论板数为60-100，回流比R为20-30。

5.根据权利要求1所述的焦化苯酚的连续蒸馏提纯方法，其特征在于：步骤c中所述的主要分离的操作参数为塔顶压力8-18KPa，塔顶温度110-125℃。

6.一种实现焦化苯酚的连续蒸馏提纯方法的装置，其特征在于，包括：

第二减压蒸馏塔，所述第二减压蒸馏塔的进口通过进料管线与所述第一减压蒸馏塔的塔底出口连接，所述第二减压蒸馏塔的塔顶出口连接馏出管线，所述第二减压蒸馏塔的塔底出口也连接馏出管线，在所述第二减压蒸馏塔顶部设置有将塔顶馏份冷凝的冷凝装置，在所述第二减压蒸馏塔下部设置有给所述塔底馏份加热的加热装置。

7.根据权利要求6所述的实现焦化苯酚的连续蒸馏提纯方法的装置，其特征在于：所述进料换热装置为进料换热器；所述第一减压蒸馏塔中所述冷凝装置为内冷凝回流器，所述加热装置为再沸器；所述第二减压蒸馏塔中所述冷凝装置为内冷凝回流器；所述加热装置为再沸器。

8.根据权利要求6所述的实现焦化苯酚的连续蒸馏提纯方法的装置，其特征在于：所述第一减压蒸馏塔理论板数为10-60，回流比R为5-35；所述的第二减压蒸馏塔的理论板数为40-120，回流比R为15-45。

9.根据权利要求8所述的实现焦化苯酚的连续蒸馏提纯方法的装置，其特征在于：所述第一减压蒸馏塔理论板数为15-45，回流比R为15-25；所述第二减压蒸馏塔的理论板数为60-100，回流比R为20-30。