CN101723790A - 一种从碳九芳烃中分离间、对甲乙苯混合物的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种从碳九芳烃中分离间、对甲乙苯混合物的方法。该方法包括将碳九芳烃混合物从脱重塔的中部引入，脱重塔加压操作，从塔顶引出含间、对甲乙苯的轻组分；将所述的轻组分和脱轻塔再沸器换热后，进入脱轻塔的中部，脱轻塔减压操作，由脱轻塔塔釜引出间、对甲乙苯混合物产品。本发明的方法在几乎不变动现有工艺基础上，仅提高脱重塔操作压力，降低脱轻塔操作压力，不仅可节约能耗，而且得到的间、对甲乙苯混合物的纯度和收率与现有工艺相比略有提高。

Description

一种从碳九芳烃中分离间、对甲乙苯混合物的方法
技术领域
本发明涉及分离碳九芳烃的方法，更具体地说，涉及一种从碳九芳烃中分离间、对甲乙苯混合物的方法。
背景技术
碳九芳烃深加工工艺的开发和各种组分的利用，一直是人们关心的问题。不同化工流程副产碳九芳烃馏分的组成有所不同，其基本组分如均三甲苯、偏三甲苯、甲乙苯等，都是重要的化工资源。甲乙苯包含邻、间、对三种异构体，在碳九芳烃混合物中所占比重较高，尤其是在重整碳九芳烃馏分中可占25％-30％。由于间甲乙苯与对甲乙苯之间沸点差仅为0.7℃，很难一次性完全分开，因此碳九芳烃分离而得的多为间、对甲乙苯混合物。
CN1958538A公开了一种分离碳九芳烃的方法，包括将碳九芳烃混合物进行预分馏，截取含均三甲苯和邻甲乙苯的富集馏分，同时副产含正丙苯、异丙苯，间、对甲乙苯的低沸点混合物产品和偏三甲苯产品；将含均三甲苯和邻甲乙苯的富集馏分引入双溶剂萃取精馏塔，在双溶剂协同萃取作用下，得到均三甲苯产品和邻甲乙苯产品。其中所述的预分馏步骤可采用精密精馏或萃取精馏，在采用精密精馏工艺时，塔板数大于200，才能有效分离均三甲苯，得到较高收率的含正、异丙苯的间、对甲乙苯的混合物。该技术没有涉及如何进一步分离正、异丙苯，得到更高纯度(大于95％)的间、对甲乙苯混合物。
目前，从碳九芳烃混合物中分离间、对甲乙苯混合物大多采用精密精馏法，由于碳九芳烃馏分中各组分沸点差很小，分离所需的精馏塔塔板数较多(＞120块)，回流比高(＞40)，能耗相当高，经济效益较差。
由于间、对甲乙苯混合物具有多种用途，如其脱氢产物间、对甲基苯乙烯混合物用途十分广泛，可分别与多种不同的第3单体进行共聚，合成粘合剂、树脂、油墨、干洗剂、涂料等；在催化剂作用下，其可氧化为甲基苯甲酸，加氢生成乙基环己酸，应用在油漆的催干剂、木材防腐剂、合成洗涤剂和杀虫剂等方面。因此，能否合理利用好甲乙苯这部分资源，是碳九芳烃尤其是重整碳九芳烃综合利用的一个关键因素。
为了解决现有的从碳九芳烃原料中分离间、对甲乙苯混合物技术中存在的问题，提供一种经济的、能耗较低的、分离得到高纯度的间、对甲乙苯产品的方法是十分必要的。
发明内容
本发明的发明人经过深入的研究，提出了本发明的从碳九芳烃中双塔分离间、对甲乙苯混合物的方法。
具体的，本发明的从碳九芳烃中分离间、对甲乙苯混合物的方法，包括以下步骤：
(1)将碳九芳烃混合物由脱重塔的中部引入，由塔顶引出主要包含正丙苯、异丙苯、间甲乙苯和对甲乙苯的轻组分，由塔釜引出主要含有均三甲苯、邻甲乙苯、偏三甲苯和连三甲苯的重组分，且其塔顶压力为0.11-0.6MPa；
(2)所述的包含正丙苯、异丙苯、间甲乙苯和对甲乙苯的轻组分和脱轻塔再沸器内物料换热后，由脱轻塔的中部引入，由脱轻塔塔顶引出主要含有正丙苯、异丙苯的轻组分，由脱轻塔塔釜引出包含间、对甲乙苯混合物的物流，且其塔顶压力为0.01-0.1MPa。
在本发明的方法中，脱重塔塔顶的轻组分主要是沸点低于均三甲苯的组分，碳九芳烃中含有的少量的对二甲苯、异丙苯几乎都与间、对甲乙苯一起由塔顶引出；均三甲苯以及沸点高于均三甲苯的组分作为重组分主要由塔釜引出。
在本发明的方法中，将脱重塔塔顶得到的含正丙苯、异丙苯、间甲乙苯和对甲乙苯的轻组分作为脱轻塔再沸器的热源。由于两股物流进行换热需要的温差需大于最小传热温差，该值最小为15℃，现有的常压分离工艺两股物流的温差达不到要求，不能实现脱重塔塔顶物流能量的有效利用。在本发明的方法中，采用脱重塔加压操作，脱轻塔减压操作，从而提高了脱重塔塔顶物流温度，降低了脱轻塔塔釜物流温度，加大了脱重塔塔顶物流温度和脱轻塔塔釜物流温度的温差；进而实现了脱重塔塔顶物流能量的有效利用，即将由脱重塔塔顶引出的含有沸点低于均三甲苯沸点的轻组分(主要含有正丙苯、异丙苯、间甲乙苯和对甲乙苯)作为脱轻塔再沸器的热源。
在本发明的方法中，可将所述的脱重塔塔釜引出的含有均三甲苯、邻甲乙苯、偏三甲苯和连三甲苯的重组分进行进一步分离，得到均三甲苯产品、邻甲乙苯产品和偏三甲苯产品。在具体实施时，可采用现有技术中的任何分离碳九芳烃的方法和技术分离脱重塔塔釜物流，得到均三甲苯、邻甲乙苯和偏三甲苯产品。
由于脱重塔塔顶压力过高，虽然脱重塔塔顶物流和脱轻塔再沸器内的物流的温差大，但造成对精馏塔装置的要求过高；脱重塔塔顶压力过低，两股物流进行换热需要的温差较小，热利用效率不高。因此，在本发明的方法中，优选所述的脱重塔的塔顶压力为0.12-0.5MPa，更优选塔顶压力0.15-0.4MPa。
优选所述的脱重塔的理论板数为60-140块，回流比为20-50，塔顶温度为170-230℃，塔釜温度为180-260℃；更优选所述的脱重塔理论板数为70-90块，回流比为30-40，塔顶温度为170-190℃。
在本发明的技术方案中，所述的脱轻塔采用减压操作有以下优点：1，抽真空可以增加进料各组分之间的相对挥发度，降低分离难度，减少操作回流比；2，脱轻塔采用减压操作可以降低操作温度，使两塔之间热偶合成为可能。考虑到设计投资问题，尽量使脱轻塔压力不要太低，因为减压过大会导致预分馏塔塔径过大，投资费用增高，而且对真空装置要求高。因此，在本发明的方法中，优选所述的脱轻塔的塔顶压力为0.02-0.07MPa。
优选所述脱轻塔的理论板数为120-200块，回流比为30-60，塔顶压力为0.01-0.1MPa，塔顶温度为100-160℃，塔釜温度为120-180℃；更优选所述脱轻塔理论板数为120-160块，回流比为45-55，塔顶温度为120-140℃，塔釜温度为140-180℃。
在本发明的方法中，将所述的脱重塔塔顶得到的包含正丙苯、异丙苯、间甲乙苯和对甲乙苯的轻组分作为脱轻塔再沸器的热源，脱重塔塔顶物流与脱轻塔再沸器内物料换热后，一部分回流至所述的脱重塔，优选所述的脱重塔的回流比为20-50；一部分进入脱轻塔的中部，分离正丙苯和异丙苯，得到符合要求的间、对甲乙苯产品。
本发明所述的碳九芳烃混合物可以来自铂重整塔底油、二甲苯异构化副产，优选其中间、对甲乙苯的含量为15-40重量％。不同来源的碳九芳烃组成稍有不同，可根据实际情况调节操作工艺条件。
本发明的方法中，经过脱重塔和脱轻塔双塔分离由脱轻塔塔釜得到的包含间、对甲乙苯混合物的物流中，间、对甲乙苯的重量含量为大于95重量％。
本发明的方法具有以下优点：
1、本发明的方法仅通过提高脱重塔操作压力，降低脱轻塔操作压力来实现，几乎不变动现有工艺，易于改造；
2、和现有技术相比，使用本发明的方法，在很少变动原流程的基础上，不仅可节约能耗40％以上，而且间、对甲乙苯混合物的纯度和收率略有提高。
附图说明
图1是本发明的从碳九芳烃中双塔分离间、对甲乙苯混合物的流程示意图。
下面结合图1进一步描述本发明的从碳九芳烃中分离间、对甲乙苯混合物的方法。
将碳九芳烃原料a由脱重塔T1的中部引入，从T1塔顶引出主要含有正丙苯、异丙苯、间甲乙苯和对甲乙苯的轻组分b，从T1塔釜引出主要含有均三甲苯、邻甲乙苯、偏三甲苯和连三甲苯的重组分c；R1为T1塔塔釜再沸器；
将由脱重塔塔顶引出的轻组分b作为脱轻塔T2的再沸器R2的热源；
将由脱重塔T1塔顶引出的轻组分b和脱轻塔再沸器R2换热后，一部分物流d回流至脱重塔T1；一部分物流e进入脱轻塔T2的中部，从T2塔顶引出主要含有异丙苯和正丙苯的轻组分f，由T2塔釜引出间、对甲乙苯混合物产品g；
脱轻塔T2塔顶与抽真空系统V相连，实现减压操作。
具体实施方式
下面通过实例进一步说明本发明，但本发明并不仅限于此。
在本发明的对比例和实施例中所用的碳九C9芳烃混合物是重整碳九芳烃馏分，其中约含23％(重量)的间、对甲乙苯，其具体组分及含量见表1。
表1碳九芳烃原料的组成及沸点
  组分名称   含量(重量％)   沸点(℃)
  对二甲苯   0.30   138.4
  异丙苯   0.46   152.2
  正丙苯   4.54   159.20
  间甲乙苯   16.80   161.33
  对甲乙苯   6.13   162.01
  均三甲苯   6.81   164.74
  组分名称   含量(重量％)   沸点(℃)
  邻甲乙苯   7.61   165.18
  偏三甲苯   45.20   169.38
  连三甲苯   12.15   176.08
碳九芳烃原料经分离得到的间、对甲乙苯的收率是通过下式计算的：
Figure G2008102256040D0000061
对比例1
首先，将1000Kg碳九芳烃原料(组分及其含量见表1)从脱重塔的中部引入，从塔顶引出主要含有正丙苯、间甲乙苯和对甲乙苯的轻组分，从塔釜引出主要含有均三甲苯、邻甲乙苯、偏三甲苯和连三甲苯的重组分；
然后，将由脱重塔塔顶引出的轻组分从脱轻塔的中部引入脱轻塔，从脱轻塔塔釜引出间、对甲乙苯混合物产品。
脱重塔采用精密精馏脱除沸点高于对甲乙苯的重组分，控制塔顶温度为158℃-160℃，为使塔底馏分中尽可能少地含有轻组分，特别是间、对甲基乙苯，塔底温度控制为178℃-180℃。
表2给出了脱重塔和脱轻塔的具体操作参数及相关能耗，表3给出了各塔塔顶和塔釜的组成(重量％)和流量。脱轻塔塔釜物料即为间、对甲乙苯混合物产品，使用该方法，由碳九芳烃中分离得到的间、对甲乙苯混合物产品的收率为53.5％，间、对甲乙苯的重量含量为94.5％。该方法的总能耗为1.5516+1.1395＝2.6911 GJ/h
表2 脱重塔和脱轻塔的操作参数及相关能耗
  项目   脱重塔   脱轻塔
  塔板数/块   80   140
  进料板   60   80
  塔顶温度℃   160   158
  塔釜温度℃   179   172
  塔顶压力/MPa   0.1   0.1
  塔釜压力/MPa   0.13   0.13
  项目   脱重塔   脱轻塔
  回流比   35   50
  塔顶冷负荷/GJ/h   -1.6176   -1.1373
  塔釜热负荷/GJ/h   1.5516   1.1395
表3 脱重塔和脱轻塔塔顶塔釜物流的组成(重量％)
  物流名称   脱重塔顶   脱重塔釜   脱轻塔顶   脱轻塔釜
  对二甲苯   1.5   -   4.3   -
  异丙苯   2.3   -   6.6   -
  正丙苯   21.4   0.5   52.2   2.9
  间甲乙苯   60.6   5.6   35.8   76.0
  对甲乙苯   11.7   4.7   1.1   18.5
  均三甲苯   1.5   8.1   -   1.4
  邻甲乙苯   1.0   9.4   -   1.2
  偏三甲苯   -   56.5   -   -
  连三甲苯   -   15.2   -   -
  出料量(Kg)   200   800   70   130
实施例1
按照图1所示的流程，将1000Kg碳九芳烃原料a(组分及其含量见表1)从脱重塔T1的中部引入，由塔顶得到主要含有正丙苯、异丙苯、间甲乙苯和对甲乙苯的轻组分b，由塔釜引出主要含有均三甲苯、邻甲乙苯、偏三甲苯和连三甲苯的重组分；
将由脱重塔T1塔顶引出的轻组分b作为脱轻塔T2再沸器R2的热源；
由脱重塔T1塔顶引出的组分经和脱轻塔再沸器R2换热后部分进入脱轻塔T2的中部，部分回流至脱重塔T1；T1塔顶引出的轻组分物流携带的热量足以满足T2塔的需要。间、对甲乙苯混合物从脱轻塔塔釜引出，轻组分从脱轻塔塔顶引出。
主要的工艺操作参数列于表4，主要物流的组成列于表5。
脱轻塔塔釜物料即为间、对甲乙苯产品，使用本发明的方法，由碳九芳烃中分离得到的间、对甲乙苯混合物产品的收率为54.5％，间、对甲乙苯的重量含量为95.4％。本发明的方法的总能耗为1.5052GJ/h。
表4 脱重塔和脱轻塔的操作参数及相关能耗
  项目   脱重塔   脱轻塔
  塔板数/块   80   140
  进料板   60   80
  塔顶温度℃   177   133
  塔釜温度℃   193   153
  塔顶压力/MPa   0.15   0.05
  塔釜压力/MPa   0.18   0.08
  回流比   35   47
  塔顶冷负荷/GJ/h   -1.4726   -1.1816
塔釜热负荷/GJ/h 1.5052 0
表5 脱重塔和脱轻塔塔顶塔釜物流的组成(重量％)
  组分名称   脱重塔顶   脱重塔釜   脱轻塔顶   脱轻塔釜
  对二甲苯   1.5   -   4.3   -
  异丙苯   2.5   -   6.6   -
  正丙苯   21.9   0.9   56.5   2.4
  间甲乙苯   59.7   6.3   32.2   76.5
  对甲乙苯   12.9   4.4   0.4   18.9
  均三甲苯   1.8   7.7   -   1.0
  邻甲乙苯   1.3   9.1   -   1.2
  偏三甲苯   0.4   56.4   -   -
  组分名称   脱重塔顶   脱重塔釜   脱轻塔顶   脱轻塔釜
  连三甲苯   15.2   -   -
  出料量(Kg)   200   800   70   130
从以上结果可以看出：在几乎不变动现有工艺基础上，仅提高脱重塔操作压力，降低脱轻塔操作压力，不仅可节约能耗44％，而且间、对甲乙苯混合物产品的纯度和收率与现有工艺相比略有提高。

Claims (10)

1.一种从碳九芳烃中分离间、对甲乙苯混合物的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)将碳九芳烃混合物由脱重塔的中部引入，由塔顶引出包含正丙苯、异丙苯、间甲乙苯和对甲乙苯的轻组分，由塔釜引出含有均三甲苯、邻甲乙苯、偏三甲苯和连三甲苯的重组分，且其塔顶压力为0.11-0.6MPa；
(2)所述的包含正丙苯、异丙苯、间甲乙苯和对甲乙苯的轻组分和脱轻塔再沸器内物料换热后，由脱轻塔的中部引入，由脱轻塔塔顶引出含有正丙苯、异丙苯的轻组分，由脱轻塔塔釜引出包含间、对甲乙苯混合物的物流，且其塔顶压力为0.01-0.1MPa。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的脱重塔塔釜引出的含有均三甲苯、邻甲乙苯、偏三甲苯和连三甲苯的重组分进行进一步分离，得到均三甲苯产品、邻甲乙苯产品和偏三甲苯产品。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的碳九芳烃混合物来自铂重整塔底油、二甲苯异构化副产。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的碳九芳烃混合物中间、对甲乙苯的含量5-50重量％。
5.根据权利要求1-4之一所述的方法，其特征在于，所述的脱轻塔塔釜得到的包含间、对甲乙苯混合物的物流中，间、对甲乙苯的重量含量大于95重量％。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的脱重塔的理论板数为60-140块，回流比为20-50，塔顶压力为0.12-0.5MPa，塔顶温度为170-230℃，塔釜温度为180-260℃。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述的脱重塔理论板数为70-90块，回流比为30-40，塔顶压力0.15-0.4MPa，塔顶温度为170-190℃。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述脱轻塔的理论板数为120-200块，回流比为30-60，塔顶温度为100-160℃，塔釜温度为120-180℃。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述脱轻塔理论板数为120-160块，回流比为45-55，塔顶压力为0.02-0.07MPa，塔顶温度为120-140℃，塔釜温度为140-180℃。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的由脱重塔塔顶得到的包含正丙苯、异丙苯、间甲乙苯和对甲乙苯的轻组分和脱轻塔再沸器内物料换热后，部分回流至所述的脱重塔，所述的脱重塔的回流比为20-50；部分进入脱轻塔的中部，由脱轻塔塔顶引出含有正丙苯、异丙苯的轻组分，由脱轻塔塔釜引出包含间、对甲乙苯混合物的物流，且其塔顶压力为0.01-0.1MPa。
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