CN102336622A - 焦化粗苯加氢工艺重组分残液的回收装置及分离方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种焦化粗苯加氢工艺重组分残液的回收分离装置和方法，属于精馏分离的技术领域。本发明的回收装置包括依次连接的脱重塔、脱轻塔、三甲苯塔、茚满塔和四氢化萘塔，上述各塔的塔底部分别与再沸器相连通，各塔的顶部分别与冷凝器连通，所述冷凝器分别与真空系统连通；焦化粗苯加氢工艺重组分残液依次通过脱重塔、脱轻塔、三甲苯塔、茚满塔、四氢化萘塔进行连续精馏分离，得到三甲苯、茚满、四氢化萘和萘，其纯度分别达到98.0wt％、99.5wt％、99.7wt％和99.0wt％以上。本发明具有流程合理、回收率高、操作温度低、过程能耗低和产品质量高等优点，是一种高效可行的焦化粗苯加氢工艺重组分残液的回收分离工艺。

Description

焦化粗苯加氢工艺重组分残液的回收装置及分离方法

技术领域

本发明涉及精馏分离提纯技术领域，特别涉及一种焦化粗苯加氢工艺产生的重组分残液的回收装置和分离方法。

背景技术

苯、甲苯、二甲苯都是宝贵的基本有机化工原料，且在近几年的需求和消费量呈递增趋势。目前随着石油危机凸现，苯原料在国内的缺口更大。由于我国煤炭资源丰富，焦炭产量居世界第一位，目前从煤焦化工业的副产品焦化粗苯中获取纯苯已成为获得纯苯产品的一个重要途径。

焦化粗苯精制主要酸洗法和加氢精制工艺，酸洗法具有工艺简单、投资较少和操作灵活等特点在早期国内中小型焦化厂得到广泛应用，但由于生产过程中产生的酸性聚合物不易处理、产率低和存在环境污染等特点，目前此工艺已逐步被淘汰；粗苯加氢工艺就是对粗苯馏分进行催化加氢，脱除硫、氮等杂质组分，然后对加氢油进行精馏提纯分离得到苯、甲苯和二甲苯产品，其工艺解决了酸洗精制难以解决的初馏分和酸焦油难处理等问题，且得到的苯、甲苯质量高，属于绿色环保的生产工艺，自上世纪50年代首先在德国得到应用以来，目前国内外已基本上替代了酸洗法。我国自上世纪90年代引进首套国外加氢工艺装置以来，各企业纷纷采用此生产工艺来处理焦化粗苯，其典型的低温加氢工艺工艺流程图2所示。由图2可知，焦化粗苯加氢液在通过主、副反应后经预精馏塔脱除二甲苯和重组份后，塔顶馏分流入后续工艺经提纯分离得到苯、甲苯等产品，塔底重组分经二甲苯精馏塔分离后，塔顶得到二甲苯产品，塔釜残液即为碳8以上的重组分残液，主要含有三甲苯、茚满、四氢化萘和萘等组分，其重量约占粗苯原料的3～4％左右。重组分残液中三甲苯约占4.0％、茚满约占23.0％、四氢化萘那约占25.0％、萘4.0％以及少量轻组分和碳8以上重芳烃。显然物料含有大量的四氢化萘、茚满、三甲苯和萘等组分没有利用，但它们均是发展精细化工的宝贵资源，具有很高的经济价值。

目前国内焦化苯加氢项目年产能已到400多万吨的规模，其每年约有十几万吨重组分残液，如何能将残液中的四氢化萘、茚满和萘等组分进行回收并提纯，成为亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种焦化粗苯加氢工艺重组分残液的回收分离装置及其回收方法，从重组分残液中提纯回收得到三甲苯、茚满、四氢化萘和萘。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案1是：重组分残液的分离装置，其包括脱重塔、脱轻塔、三甲苯塔、茚满塔和四氢化萘塔；所述脱重塔的塔顶出口与所述脱轻塔中部的进料口连通；所述脱轻塔的塔底出口与所述三甲苯塔中部的进料口、所述三甲苯塔的塔底出口与所述茚满塔的中部进料口、所述茚满塔的塔底出口与所述四氢化萘塔的中部进料口分别通过管路连通；上述各塔的塔底分别与再沸器连通，各塔的塔顶分别与冷凝器连通，所述冷凝器与真空系统连通。

本发明采取的技术方案2，焦化粗苯加氢工艺重组分残液的回收分离的方法，包括如下步骤：

①将焦化粗苯加氢工艺处理后的重组分残液从脱重塔中部的进料口加入，塔顶的操作压力为5～20kPa，回流比为0.5～1.5，塔顶温度为100～110℃，塔釜温度为170～180℃，从塔底排出较萘沸点高的高沸点重芳烃馏分E，从塔顶得到主要含二甲苯、三甲苯、茚满和四氢化萘和萘的混合馏分；

②将步骤①塔顶的混合馏分送入脱轻塔，塔顶的操作压力为40～60kPa，回流比为5～10，塔顶温度为65～70℃，塔釜温度为155～165℃，塔顶得到二甲苯为主的馏分A，塔釜物料主要为三甲苯、茚满、四氢化萘和萘；

③将步骤②得到的塔釜物料送入三甲苯塔，塔顶的操作压力为10～30kPa，回流比为5～10，塔顶温度为115～130℃，塔釜温度为145～160℃，塔顶得到三甲苯为主的馏分B，塔釜物料主要为茚满、四氢化萘和萘；

④将步骤③得到的塔釜物料送入茚满塔，塔顶的操作压力为15～30kPa，回流比为2～10，塔顶温度为120～135℃，塔釜温度为155～165℃，塔顶得到茚满为主的馏分C，塔釜物料主要为四氢化萘和萘；

⑤将步骤④得到的塔釜物料送入四氢化萘塔，塔顶的操作压力为15～20kPa，回流比为5～10，塔顶温度为130～140℃，塔釜温度为160～175℃，塔顶得到四氢化萘为主的馏分D，塔釜物料为以萘为主的馏分F。

上述技术方案中，焦化粗苯加氢工艺的重组分残液主要含苯、甲苯、非芳烃、乙苯、三甲苯异构体、茚满、四氢化萘、萘和碳8以上的重芳烃等，本发明通过脱重塔、脱轻塔、三甲苯塔、茚满塔、四氢化萘塔五座精馏塔进行分离提纯，分离得到茚满、三甲苯、四氢化萘和萘的纯度分别达到99.5wt％、98.0wt％、99.5wt％和99.0wt.0％。

上述三甲苯包括偏三甲苯、均三甲苯和连三甲苯，都是重要的有机化工原料，其中偏三甲苯可用于生产偏酐、均三甲苯和三甲基对苯二酚等化工产品；均三甲苯可用来制备染料中间体、均三甲基苯酚等多种精细化工产品，它也是生产醇酸树脂、高温增塑剂的重要原料；连三甲苯又称1，2，3-三甲基苯，主要用于制备苯胺染料、醇酸树脂、聚酯树脂及连苯三甲酸等。所述茚满又名2，3-二氢茚，无色液体，可用做航空燃料的防震剂、橡胶工业防震剂，其衍生物可制20多种医药，还可作为有机合成的原料和溶剂。四氢化萘是无色液体，大量用于生产硬质合金成型剂、涂料和造纸等领域，可溶解油脂、氧化亚麻油等，也用于制造高级油漆，驱虫剂及松节油的代用品。萘是工业上最重要的稠环芳香烃和有机化工原料，广泛用于合成纤维、树染料、橡胶助剂及一些新兴的精细化工等产品。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明具有流程简单，投资小、回收率高和过程自动化程度高等特点；分离工艺中操作温度低、过程能耗低并且分离所得产品纯度高，可直接外售，具有较好的经济效益和社会效益。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明的结构示意图；

图2是现有技术焦化粗苯加氢工艺流程图。

具体实施方式

实施例一

参看图1，本发明包括脱重塔1、脱轻塔2、三甲苯塔3、茚满塔4和四氢化萘塔5；所述脱重塔1的塔顶出口与所述脱轻塔2中部的进料口连通；所述脱轻塔2的塔底出口与所述三甲苯塔3中部的进料口、所述三甲苯塔3的塔底出口与所述茚满塔4的中部进料口、所述茚满塔4的塔底出口与所述四氢化萘塔5的中部进料口分别通过管路连通；上述各塔的塔底分别与脱重塔再沸器11与脱轻塔再沸器12、三甲苯塔再沸器13、茚满塔再沸器14和四氢化萘塔再沸器15连通，各塔的塔顶分别与脱重塔冷凝器6、脱轻塔冷凝器7、三甲苯塔冷凝器8、茚满塔冷凝器9和四氢化萘塔冷凝器10连通，上述各冷凝器与真空系统16连通。

所述脱重塔再沸器11、脱轻塔再沸器12、三甲苯塔再沸器13、茚满塔再沸器14和四氢化萘塔再沸器15结构相同，均采用热虹吸式再沸器。采用热虹吸式再沸器，可避免芳烃类物质在高温下结碳和物料热敏分解等问题。

所述脱重塔1、脱轻塔2、三甲苯塔3、茚满塔4和四氢化萘塔5均采用碳钢材质，可降低整个设备的建设投资，塔内件均为高效规整填料。

实施例二

下面以某厂焦化粗苯加氢工艺重组分残液的分离提纯过程说明本发明的分离提纯方法。

所述焦化粗苯加氢工艺产生的重组分残液的物料组成见表1。

分离步骤：

①将焦化粗苯加氢工艺产生的重组分残液以6250kg/h的流量加入脱重塔1，塔顶的操作压力为5kPa，塔顶温度为100℃，塔釜温度为170℃，回流比为0.5∶1，从塔底排出较萘沸点高的高沸点重芳烃馏分E，从塔顶得到主要含二甲苯、三甲苯、茚满、四氢化萘和萘的混合馏分；

②步骤①塔顶所得的混合馏分从中部送入脱轻塔2，塔顶的操作压力为40kPa，塔顶温度为65℃，塔釜温度为155℃，回流比为5∶1，塔顶得到二甲苯为主的馏分A，塔釜物料主要为三甲苯、茚满、四氢化萘和萘；

③将步骤②得到的塔釜物料送入三甲苯塔3，三甲苯塔3塔顶的操作压力为10kPa，塔顶温度为115℃，塔釜温度为145℃，回流比为5∶1，塔顶得到三甲苯为主的馏分B，塔釜物料主要为茚满、四氢化萘和萘，所述三甲苯的纯度为98.5wt.％，收率为99.4％；

④将步骤③得到的塔釜物料送入茚满塔4，茚满塔4塔顶的操作压力为15kPa，塔顶温度为120℃，塔釜温度为155℃，回流比为2∶1，塔顶得到茚满为主的馏分C，塔釜物料主要为四氢化萘和萘，所述茚满的纯度为99.5wt.％，收率为99.0％；

⑤将步骤④得到的塔釜物料从中部送入四氢化萘塔5，四氢化萘塔5塔顶的操作压力为15kPa，塔顶温度为130℃，塔釜温度为160℃，回流比为5∶1，塔顶得到四氢化萘为主的馏分D，塔釜物料为以萘为主的馏分F，从塔底排出；所述四氢化萘的纯度为99.8wt.％，收率为99.2％，所述萘的纯度为99.0wt％，收率为99.2％。

表1某厂焦化粗苯加氢工艺重组分残液组分及含量

实施例三

某厂焦化粗苯加氢工艺重组分残液的物料组成见表1，其分离步骤：

①将焦化粗苯加氢工艺产生的重组分残液以6250kg/h的流量加入脱重塔1，脱重塔1塔顶的操作压力为20kPa，塔顶温度为110℃，塔釜温度为180℃，回流比为1.5∶1，从塔底排出较萘沸点高的高沸点重芳烃馏分E，从塔顶得到主要含二甲苯、三甲苯、茚满和四氢化萘的混合馏分；

②步骤①塔顶所得的混合馏分从中部送入脱轻塔2，脱轻塔2塔顶的操作压力为60kPa，塔顶温度为70℃，塔釜温度为165℃，回流比为10∶1，塔顶得到二甲苯为主的馏分A，塔釜物料主要为三甲苯、茚满、四氢化萘和萘；

③将步骤②得到的塔釜物料送入三甲苯塔3，三甲苯塔的操作压力为30kPa，塔顶温度为130℃，塔釜温度为160℃，回流比为10∶1，塔顶得到三甲苯为主的馏分B，塔釜物料主要为茚满、四氢化萘和萘，所述三甲苯的纯度为98.5wt.％，收率为99.4％。

④将步骤③得到的塔釜物料送入茚满塔4，塔顶的操作压力为30kPa，塔顶温度为135℃，塔釜温度为165℃，回流比为10∶1，塔顶得到茚满为主的馏分C，塔釜物料主要为四氢化萘和萘，所述茚满的纯度为99.6wt.％，收率为99.2％；

⑤将步骤④得到的塔釜物料从中部送入四氢化萘塔5，塔顶的操作压力为20kPa，塔顶温度为140℃，塔釜温度为175℃，回流比为10∶1，塔顶得到四氢化萘为主的馏分D，塔釜物料为以萘为主的馏分F，从塔底排出；所述四氢化萘的纯度为99.9wt.％，收率为99.0％，所述萘的纯度为99.2wt％，收率为98.8％。

实施例四

某厂焦化粗苯加氢工艺重组分残液的物料组成见表1，其分离步骤：

①将焦化粗苯加氢工艺产生的重组分残液以6250kg/h的流量加入脱重塔1，脱重塔塔顶的操作压力为10kPa，塔顶温度为106℃，塔釜温度为176℃，回流比为1∶1，从塔底排出较萘沸点高的碳10以上重芳烃馏分E，从塔顶得到主要含二甲苯、三甲苯、茚满和四氢化萘的混合馏分；

②步骤①塔顶所得的混合馏分从中部送入脱轻塔2，塔顶的操作压力为50kPa，塔顶温度为68℃，塔釜温度为162℃，回流比为8∶1，塔顶得到二甲苯为主的馏分A，塔釜物料主要为三甲苯、茚满、四氢化萘和萘；

③将步骤②得到的塔釜物料送入三甲苯塔3，塔顶的操作压力为20kPa，塔顶温度为119℃，塔釜温度为154℃，回流比为7∶1，塔顶得到三甲苯为主的馏分B，塔釜物料主要为茚满、四氢化萘和萘，所述三甲苯的纯度为98.6wt.％，收率为99.0％。

④将步骤③得到的塔釜物料送入茚满塔4，塔顶的操作压力为25kPa，塔顶温度为129℃，塔釜温度为161℃，回流比为8∶1，塔顶得到茚满为主的馏分C，塔釜物料主要为四氢化萘和萘，所述茚满的纯度为99.6wt.％，收率为99.1％；

⑤将步骤④得到的塔釜物料从中部送入四氢化萘塔5，塔顶的操作压力为16kPa，塔顶温度为132℃，塔釜温度为166℃，回流比为8∶1，塔顶得到四氢化萘为主的馏分D，塔釜物料为以萘为主的馏分F，从塔底排出；所述四氢化萘的纯度为99.6wt.％，收率为99.6％，所述萘的纯度为99.2wt％，收率为98.5％。

综上，本发明的分离工艺操作温度低、过程能耗低并且分离所得产品纯度高，可直接外售。

Claims (3)

1.一种焦化粗苯加氢工艺重组分残液的回收分离装置，其特征在于包括脱重塔(1)、脱轻塔(2)、三甲苯塔(3)、茚满塔(4)和四氢化萘塔(5)；所述脱重塔(1)的塔顶出口与所述脱轻塔(2)中部的进料口连通；所述脱轻塔(2)的塔底出口与所述三甲苯塔(3)中部的进料口、所述三甲苯塔(3)的塔底出口与所述茚满塔(4)的中部进料口、所述茚满塔(4)的塔底出口与所述四氢化萘塔(5)的中部进料口分别通过管路连通；上述各塔的塔底分别与再沸器连通，各塔的塔顶分别与冷凝器连通，所述冷凝器与真空系统(16)连通。

2.根据权利要求1所述的焦化粗苯加氢工艺重组分残液的回收分离装置，其特征在于所述再沸器采用热虹吸式再沸器。

3.一种焦化粗苯加氢工艺重组分残液的回收分离的方法，其特征在于包括如下步骤：

①将焦化粗苯加氢工艺处理后的重组分残液从脱重塔1中部的进料口加入，塔顶的操作压力为5～20kPa，回流比为0.5～1.5，塔顶温度为100～110℃，塔釜温度为170～180℃，从塔底排出较萘沸点高的高沸点重芳烃馏分E，从塔顶得到主要含二甲苯、三甲苯、茚满和四氢化萘和萘的混合馏分；

②将步骤①塔顶的混合馏分送入脱轻塔(2)，塔顶的操作压力为40～60kPa，回流比为5～10，塔顶温度为65～70℃，塔釜温度为155～165℃，塔顶得到二甲苯为主的馏分A，塔釜物料主要为三甲苯、茚满、四氢化萘和萘；

③将步骤②得到的塔釜物料送入三甲苯塔(3)，塔顶的操作压力为10～30kPa，回流比为5～10，塔顶温度为115～130℃，塔釜温度为145～160℃，塔顶得到三甲苯为主的馏分B，塔釜物料主要为茚满、四氢化萘和萘；

④将步骤③得到的塔釜物料送入茚满塔(4)，塔顶的操作压力为15～30kPa，回流比为2～10，塔顶温度为120～135℃，塔釜温度为155～165℃，塔顶得到茚满为主的馏分C，塔釜物料主要为四氢化萘和萘；

⑤将步骤④得到的塔釜物料进入四氢化萘塔(5)，塔顶的操作压力为15～20kPa，回流比为5～10，塔顶温度为130～140℃，塔釜温度为160～175℃，塔顶得到四氢化萘为主的馏分D，塔釜物料为以萘为主的馏分F。

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