CN102442877A

CN102442877A - 异丙苯装置分离丙烷的方法

Info

Publication number: CN102442877A
Application number: CN2010105048140A
Authority: CN
Inventors: 费建良; 陈柯达; 徐歆桐; 何琨; 郑晓栋; 杨军; 褚以健
Original assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Shanghai Engineering Co Ltd
Current assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Shanghai Engineering Co Ltd
Priority date: 2010-10-12
Filing date: 2010-10-12
Publication date: 2012-05-09

Abstract

本发明涉及一种异丙苯装置分离丙烷的方法，主要解决现有技术中存在的脱丙烷塔设备尺寸大、投资高，消耗冷量、热量大，苯损失率高的问题。本发明通过采用包括以下步骤：a)含苯、异丙苯、多异丙苯和丙烷的物流3进入脱苯塔1中部，经精馏分离后，塔顶得到物流4，塔中部侧线抽出得到苯物流8，塔釜得到含异丙苯和多异丙苯的物流5，物流8和物流5分别进入后续流程；b)物流4经油水分离后，得到物流6和水7；c)物流6进入脱丙烷塔2中部，经精馏分离后，塔顶得到含丙烷的物流9，塔釜得到含苯的物流10的技术方案较好地解决了该问题，可应用于异丙苯装置分离丙烷的工业生产中。

Description

异丙苯装置分离丙烷的方法

技术领域

本发明涉及一种异丙苯装置分离丙烷的方法。

背景技术

异丙苯主要用于生产苯酚、丙酮、α-甲基苯乙烯、香料的原料，异丙苯也可以用于航空汽油的添加剂以及作为异丙苯过氧化氢、氧化促进剂等的原料，异丙苯还可以代替苯作为高抗爆性汽油组分以改善汽油的品质。

制备异丙苯的原料是苯和丙烯。苯和丙烯首先在烃化反应器中进行烷基化反应，烃化反应液中的多异丙苯经过分离后，再和苯混合进入反烃化反应器进行烷基转移反应。其中，苯参加反应是过量的，需要循环使用；而丙烯无论是聚合级丙烯，还是化学级丙烯，其中均含丙烷和轻质烃，若不分离排出，则会不断积累，最终影响异丙苯的生产。

UOP法制备异丙苯中分离丙烷的方法是原料苯首先送入脱丙烷塔分离出部分丙烷和轻质烃，含丙烷的苯进行热交换后进入反应器参加反应生成异丙苯，反应后的烃化液送入分离塔，分离塔塔顶的丙烷和部分苯返回脱丙烷塔，脱丙烷塔塔顶分离出过量的丙烷，塔釜分离出循环所需的丙烷和苯再回到反应器。

CDCUMENE法制备异丙苯中分离丙烷的方法是在反应器上部设置分离精馏塔，塔顶气相物料经冷凝器冷凝除去丙烷和轻质烃以后再回流，反应器下部烃化液直接送后续分离精馏塔，不设脱苯塔。

DOW法制备异丙苯中分离丙烷的方法是反应器流出的烃化液首先送入脱丙烷塔，塔顶分离出丙烷和轻质烃，然后将塔釜物料送入脱苯塔。

WASHINGTON法制备异丙苯中分离丙烷的方法是反应器流出的烃化液首先送入脱丙烷塔，塔顶分离出丙烷和轻质烃，然后将塔釜物料送入脱苯塔。

中国专利CN1884239A和中国专利CN1915944A公开的制备异丙苯方法，其工艺流程都是反应器流出的烃化液首先送入脱丙烷塔，塔顶分离出丙烷和轻质烃，然后将塔釜物料送入脱苯塔。

上述分离工艺过程的一个主要特征为首先将烷基化反应后的物料送入脱丙烷塔，塔顶分离出丙烷和轻质烃，然后将塔釜物料送入反应器或分离精馏塔。其存在一个共同缺点：原料苯和反应器出口烃化液(该烃化液是原料苯和原料丙烯反应的生成物，原料丙烯中的丙烷没有参与反应)首先经脱丙烷塔分离出丙烷和轻质烃，然后脱丙烷塔塔釜物料送入脱苯塔，故反应器出口烃化液或原料苯均全部通过脱丙烷塔，造成脱丙烷塔和冷凝器、再沸器设备尺寸大，工程投资高的问题；同时反应器出口烃化液或原料苯全部通过脱丙烷塔，造成脱丙烷塔塔顶丙烷和轻质烃中夹带苯，而且未完全脱除的丙烷和轻质烃的烃化液进入脱苯塔，使脱苯塔塔顶丙烷和轻质烃不凝性气体中含大量苯，造成苯的损失，并且脱丙烷塔分离过程中塔顶消耗大量冷量、塔釜消耗大量热量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术中存在的脱丙烷塔设备尺寸大、投资高，消耗冷量、热量大，苯损失率高的问题，提供一种新的异丙苯装置分离丙烷的方法。该方法具有脱丙烷塔设备尺寸小、投资低，消耗冷量、热量小，苯损失率低的特点。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种异丙苯装置分离丙烷的方法，包括以下步骤：

a)含苯、异丙苯、多异丙苯和丙烷的物流3进入脱苯塔1中部，经精馏分离后，塔顶得到物流4，塔中部侧线抽出得到苯物流8，塔釜得到含异丙苯和多异丙苯的物流5，物流8和物流5分别进入后续流程；

b)物流4经油水分离后，得到物流6和水7；

c)物流6进入脱丙烷塔2中部，经精馏分离后，塔顶得到含丙烷的物流9，塔釜得到含苯的物流10。

上述技术方案中，脱苯塔1中部侧线抽出苯物流的位置优选方案为在从下至上计算占总塔板数62～92％的位置处。脱苯塔1的操作条件优选范围为：塔板数为35～85块，塔釜温度为200～300℃，塔顶温度为90～160℃，回流比为5～50，操作压力为0.05～0.75MPa；更优选范围为：塔板数为60～80块，塔釜温度为200～230℃，塔顶温度为90～130℃，回流比为30～50，操作压力为0.20～0.40MPa。脱丙烷塔2的操作条件优选范围为：塔板数为7～70块，塔釜温度为100～280℃，塔顶温度为0～80℃，回流比为20～100，操作压力为0.4～1.6MPa；更优选范围为：塔板数为35～50块，塔釜温度为150～220℃，塔顶温度为30～60℃，回流比为30～70，操作压力为1.0～1.5MPa。所述含苯、异丙苯、多异丙苯和丙烷的物流优选方案为来自原料苯、烃化反应液和/或反烃化反应液。

本发明方法中，所述压力都指表压。所述烃化液是苯和液相丙烯在烷基化反应器中反应后得到的反应液，其中以重量百分比计，异丙苯的含量为30～40％，多异丙苯的含量为20～40％，苯的含量为30～40％，丙烷的含量为0.01～0.02％。所述反烃化液是烃化液进入烷基转移反应器反应后的产物，其中多异丙苯与苯进行了烷基转移反应生成了异丙苯，以重量百分比计，异丙苯的含量为30～40％，多异丙苯的含量为15～35％，苯的含量为35～45％，丙烷的含量为0.5～1.5％。

本发明方法首先将含苯、异丙苯、多异丙苯和丙烷的物流送入脱苯塔，塔顶分离出部分苯和全部丙烷，然后再将这部分物流送入脱丙烷塔分离出丙烷。由于处理量减小，使脱丙烷塔和冷凝器、再沸器设备尺寸减小，从而降低了工程投资。同时，含苯、异丙苯、多异丙苯和丙烷的物流中仅部分苯和全部丙烷通过脱丙烷塔，脱丙烷塔塔顶物流中不含苯，一方面使脱丙烷塔分离过程中塔顶消耗较少冷量、塔釜消耗较少热量；另一方面，排放丙烷中夹带的苯损失率降低10％，取得了较好的技术效果。

附图说明

图1为现有技术流程示意图。

图2为本发明流程示意图。

图1和图2中，1为脱苯塔，2为脱丙烷塔，3为含苯、异丙苯、多异丙苯和丙烷的物流，4为脱苯塔塔顶物流，5为脱苯塔塔釜物流，6为含部分苯和全部丙烷的物流，7为水，8为脱苯塔侧线抽出的苯物流，9为脱丙烷塔塔顶物流，10为脱丙烷塔塔釜物流。

图1中，含苯、异丙苯、多异丙苯和丙烷的物流3进入脱丙烷塔2，经精馏分离后，塔顶得到物流9，物流9中含丙烷和少量苯；塔釜得到物流10，物流10中含异丙苯、多异丙苯、苯和少量丙烷。物流10进入脱苯塔1，经精馏分离后，塔顶得到物流4，物流4中含苯和少量未分离的丙烷以及轻质烃不凝性气体；塔中部侧线抽出得到苯物流8循环使用；塔釜得到物流5，物流5中含异丙苯和多异丙苯。

图2中，含新鲜原料苯、异丙苯、多异丙苯和丙烷的物流3进入脱苯塔1中部，经精馏分离后，塔顶得到物流4，物流4中含部分水、苯、全部丙烷和轻质烃不凝性气体；塔中部侧线抽出得到苯物流8；塔釜得到物流5，物流5中含异丙苯和多异丙苯、但不含苯和丙烷；物流8和物流5分别进入后续流程。物流4经油水分离后，得到物流6和水7。物流6进入脱丙烷塔2中部，经精馏分离后，塔顶得到物流9，物流9中含全部丙烷和轻质烃不凝性气体、但不含苯；塔釜得到物流10，物流10中含苯、但不含丙烷。

下面通过实施例对本发明作进一步阐述。

具体实施方式

【对比例1】

按图1所示流程，物流3由原料苯馏分、反烃化液和烃化液组成，分别进入脱丙烷塔2中部从上至下计算第8块塔板、第20块塔板和第32块塔板进行精馏分离，塔顶得到物流9，物流9中含丙烷和少量苯；塔釜得到物流10，物流10中含异丙苯、多异丙苯、苯和少量丙烷。物流10进入脱苯塔1，经精馏分离后，塔顶得到物流4，物流4中含苯和少量未分离的丙烷以及轻质烃不凝性气体；塔中部从下至上计算第49块塔板位置处侧线抽出分离得到苯物流8；塔釜得到物流5，物流5中含异丙苯和多异丙苯。

脱苯塔1的操作条件：塔釜温度为205℃，塔顶温度为91℃，塔顶压力为0.25MPa，塔釜压力为0.29MPa，回流比为50。脱丙烷塔的操作条件：塔釜温度为225℃，塔顶温度为58℃，塔顶压力为1.20MPa，塔釜压力为1.24MPa，回流比为35。

原料全部通过脱丙烷塔，造成脱丙烷塔和冷凝器、再沸器设备尺寸大，工程投资高。排放丙烷(物流9)中夹带的苯损失率为10.81％，原料以及各单元组份的重量百分比组成见表1。

表1

【实施例1】

按图2所示流程，物流3由原料苯馏分、反烃化液和烃化液组成，分别进入脱苯塔1中部从上至下计算第8块塔板、第20块塔板和第32块塔板进行精馏分离，塔釜得到物流5，物流5中含异丙苯和多异丙苯、但不含苯和丙烷。脱苯塔1中部从下至上计算第49块塔板位置处侧线抽出分离得到苯物流8。塔顶物流4油水分离后，得到含部分苯和全部丙烷的物流6和水7。脱苯塔1塔板数为78块，塔釜温度为205℃，塔顶温度为91℃，塔顶压力为0.25MPa，塔釜压力为0.29MPa，回流比为48。

物流6进入脱丙烷塔2中部第21块塔板，塔顶得到物流9，物流9中含丙烷、但不含苯；塔釜得到物流10，物流10中含苯、但不含丙烷。脱丙烷塔2塔板数为39块，塔釜温度为185℃，塔顶温度为31℃，塔顶压力为1.05MPa，塔釜压力为1.10MPa，回流比为34。

原料以及各单元组份的重量百分比组成见表2。

本发明先将含苯、异丙苯、多异丙苯和丙烷的物流送入脱苯塔，塔顶分离出部分苯和全部丙烷，然后再将这部分物流送入脱丙烷塔分离出丙烷。由于处理量减小，使脱丙烷塔和冷凝器、再沸器设备尺寸减小，从而降低了工程投资。

与【对比例1】相比，脱丙烷塔塔顶温度由58℃降低至31℃，塔釜温度由225℃降低至185℃，相应的冷量、热量消耗减少；另一方面，排放丙烷(物流9)中夹带的苯损失率由10.81％降低至1.16％。

表2

【实施例2】

按【实施例1】的工艺流程，只是脱丙烷塔操作压力改变。

各单元的操作条件见表3，原料以及各单元组份的重量百分比组成见表4。

与【对比例1】相比，脱丙烷塔设备尺寸和冷凝器、再沸器设备尺寸减小。脱丙烷塔塔顶温度由58℃降低至40℃，塔釜温度由225℃降低至200℃，相应的冷量、热量消耗减少；另一方面，排放丙烷中夹带的苯损失率由10.81％降低至1.05％。

表3

操作条件	脱苯塔1	脱丙烷塔2
			进料温度(℃)	120	70
进料处塔板数(块)	8	21
			总塔板数(块)	78	39
塔釜温度(℃)	205	200
			塔顶温度(℃)	91	40
塔釜压力(MPa)	0.29	1.36
			塔顶压力(MPa)	0.25	1.32
回流比	48	34

表4

【实施例3】

按【实施例1】的工艺流程，只是脱苯塔1和脱丙烷塔2操作条件改变。

各单元的操作条件见表5，原料以及各单元组份的重量百分比组成见表6。

与【对比例1】相比，脱丙烷塔设备尺寸和冷凝器、再沸器设备尺寸减小。脱丙烷塔塔顶温度由58℃降低至45℃，塔釜温度由225℃降低至210℃，相应的冷量、热量消耗减少；另一方面，排放丙烷中夹带的苯损失率由10.81％降低至0.66％。

表5

操作条件	脱苯塔1	脱丙烷塔2
			进料温度(℃)	120	70
进料处塔板数(块)	8	21
			总塔板数(块)	78	39
塔釜温度(℃)	215	210
			塔顶温度(℃)	103	45
塔釜压力(MPa)	0.35	1.49
			塔顶压力(MPa)	0.31	1.45
回流比	50	40

表6

Claims

1.一种异丙苯装置分离丙烷的方法，包括以下步骤：

a)含苯、异丙苯、多异丙苯和丙烷的物流(3)进入脱苯塔(1)中部，经精馏分离后，塔顶得到物流(4)，塔中部侧线抽出得到苯物流(8)，塔釜得到含异丙苯和多异丙苯的物流(5)，物流(8)和物流(5)分别进入后续流程；

b)物流(4)经油水分离后，得到物流(6)和水(7)；

c)物流(6)进入脱丙烷塔(2)中部，经精馏分离后，塔顶得到含丙烷的物流(9)，塔釜得到含苯的物流(10)。

2.根据权利要求1所述异丙苯装置分离丙烷的方法，其特征在于脱苯塔(1)中部侧线抽出苯物流的位置在从下至上计算占总塔板数62～92％的位置处。

3.根据权利要求1所述异丙苯装置分离丙烷的方法，其特征在于脱苯塔(1)的操作条件：塔板数为35～85块，塔釜温度为200～300℃，塔顶温度为90～160℃，回流比为5～50，操作压力为0.05～0.75MPa。

4.根据权利要求3所述异丙苯装置分离丙烷的方法，其特征在于脱苯塔(1)的操作条件：塔板数为60～80块，塔釜温度为200～230℃，塔顶温度为90～130℃，回流比为30～50，操作压力为0.20～0.40MPa。

5.根据权利要求1所述异丙苯装置分离丙烷的方法，其特征在于脱丙烷塔(2)的操作条件：塔板数为7～70块，塔釜温度为100～280℃，塔顶温度为0～80℃，回流比为20～100，操作压力为0.4～1.6MPa。

6.根据权利要求5所述异丙苯装置分离丙烷的方法，其特征在于脱丙烷塔(2)的操作条件：塔板数为35～50块，塔釜温度为150～220℃，塔顶温度为30～60℃，回流比为30～70，操作压力为1.0～1.5MPa。

7.根据权利要求1所述异丙苯装置分离丙烷的方法，其特征在于所述含苯、异丙苯、多异丙苯和丙烷的物流(3)来自原料苯、烃化反应液和/或反烃化反应液。