CN102452891A

CN102452891A - 萃取精馏分离苯乙烯的方法

Info

Publication number: CN102452891A
Application number: CN2010105175466A
Authority: CN
Inventors: 田龙胜; 唐文成; 赵明; 张云明; 边志凤
Original assignee: Sinopec Research Institute of Petroleum Processing; China Petroleum and Chemical Corp
Current assignee: Sinopec Research Institute of Petroleum Processing; China Petroleum and Chemical Corp
Priority date: 2010-10-25
Filing date: 2010-10-25
Publication date: 2012-05-16
Anticipated expiration: 2030-10-25
Also published as: CN102452891B

Abstract

一种从烃类混合物中萃取精馏分离苯乙烯的方法，包括将烃类混合物从萃取精馏塔的中部引入，溶剂从萃取精馏塔上部引入，并在萃取精馏塔底部加入苯乙烯，经过萃取精馏，抽余液从萃取精馏塔的顶部排出，富含苯乙烯的富溶剂从萃取精馏塔底排出，进入溶剂回收塔，回收塔顶排出苯乙烯，回收塔底排出的贫溶剂循环回萃取精馏塔上部重新利用。该法可有效降低萃取精馏塔底温度，使苯乙烯聚合显著减少，延长装置运转周期。

Description

萃取精馏分离苯乙烯的方法

技术领域

本发明涉及一种萃取精馏的方法，具体地说，是一种从烃类混合物中萃取精馏分离苯乙烯的方法。

背景技术

乙烯裂解装置副产的裂解汽油中含有3％～5％的苯乙烯，一套100万吨/年乙烯装置副产裂解汽油中含苯乙烯为2～3万吨/年。从裂解汽油中直接分离苯乙烯是一项很有吸引力的技术，一方面可以生产高价值的苯乙烯产品，另一方面抽余油经过加氢后是二甲苯装置的优质原料。

采用萃取精馏方法从裂解汽油中分离苯乙烯是一项已知技术。裂解汽油首先通过普通精馏切割出C₈馏分，再进行选择性加氢脱除苯乙炔后作为萃取精馏单元的原料。在萃取精馏单元，借助选择性溶剂的作用，原料中其他组分与苯乙烯之间的相对挥发度显著增加，从而可以通过精馏操作提纯苯乙烯。萃取精馏过程有两个技术关键，一是溶剂，溶剂的性能包括选择性、沸点、热化学稳定性以及溶剂对苯乙烯的阻聚性能等对过程技术经济指标有着至关重要的影响，其次是如何有效抑制苯乙烯聚合，这关系着装置能否长周期稳定运行。为了抑制苯乙烯聚合，不仅需要加入阻聚剂，同时还要尽可能降低操作温度，而操作温度往往是影响苯乙烯聚合的更关键因素。如果操作温度高于150℃，现有阻聚剂无法有效抑制苯乙烯聚合，操作温度低于150℃时，随着操作温度降低，达到同样阻聚效果需要的最少阻聚剂用量也随之降低。萃取精馏采用减压操作以降低操作温度，但受到塔顶冷凝温度的限制，塔压低限为8～15KPa(绝压)，如何再进一步降低萃取精馏操作温度，是一个需要解决的技术问题。

USP4,966,656公开了一种用酯为溶剂通过萃取蒸馏或共沸从乙苯或邻二甲苯中分离苯乙烯的方法，所述的酯选自异戊酸乙酯、己酸丙酯、丙酸丁酯或己酸乙酯，该方法由于溶剂沸点低，与苯乙烯的沸点差在1～30℃之间，故操作温度较低，但溶剂回收困难，过程能耗高。

CN97196399公开的萃取精馏分离苯乙烯的方法中将萃取精馏的溶剂分为两部分，第一部分溶剂选自碳酸丙烯、环丁砜、甲基卡必醇、1-甲基-2-吡咯烷酮、2-吡咯烷酮或它们的混合物，第二部分溶剂为水，第一部分溶剂从萃取精馏塔上部进入，第二部分溶剂从萃取精馏塔底加入。该法第一部分溶剂为选择性溶剂，改善苯乙烯与其他组分的相对挥发度，而且沸点高，易于回收，第二部分溶剂为水，自萃取精馏塔塔底加入，起到降低操作温度的作用，但注水降温带来两个不利因素：一是水的汽化潜热大，能耗增加值大；二是注水后，萃取精馏塔温度分布主要受水影响，不能灵敏地反应苯乙烯与其它组分的分离状况，操作控制困难。

CN200510110279公开了一种从裂解汽油C₈馏分中回收苯乙烯的萃取精馏溶剂，包括15～60％的砜类化合物和40～85％的含氮化合物，所述的砜类化合物选自二甲基亚砜或环丁砜，含氮化合物选自丁二腈、N，N-二甲基乙酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、2-吡咯烷酮、氨乙基哌嗪或N-甲酰基吗啉中的至少一种。该法将萃取溶剂调整为接近中性，主要解决邻二甲苯与苯乙烯在单一溶剂萃取时存在的相对挥发度小而难以分离的问题，同时，中性的溶剂也有利于抑制苯乙烯的聚合。

发明内容

本发明的目的是提供一种从烃类混合物中萃取精馏苯乙烯的方法，该法可降低萃取精馏过程的操作温度，减少苯乙烯的聚合，增长装置的稳定运行周期。

本发明提供的从烃类混合物中萃取精馏分离苯乙烯的方法，包括将烃类混合物从萃取精馏塔的中部引入，溶剂从萃取精馏塔上部引入，并在萃取精馏塔底部加入苯乙烯，经过萃取精馏，抽余液从萃取精馏塔的顶部排出，富含苯乙烯的富溶剂从萃取精馏塔底排出，进入溶剂回收塔，回收塔顶排出苯乙烯，回收塔底排出的贫溶剂循环回萃取精馏塔上部重新利用。

本发明在萃取精馏塔底部加入少量纯的苯乙烯，可将萃取精馏塔塔底的温度较加入前降低3～20℃，因此，可使苯乙烯的聚合显著减少，有效延长装置运转周期，取得明显的技术效果。

附图说明

图1为本发明萃取分离苯乙烯的流程示意图。

具体实施方式

本发明为降低萃取精馏塔塔底的温度，向萃取精馏塔塔底注入少量纯的苯乙烯，在不向萃取精馏体系加入其它外来物的情况下，抑制了苯乙烯聚合反应，从而减少了萃取精馏过程中发生聚合的苯乙烯量，延长了萃取精馏装置的运行时间。

本发明萃取精馏所用的溶剂选自环丁砜、二甘醇、三甘醇、四甘醇、N，N-二甲基乙酰胺和N-甲酰基吗啉中的一种或几种，优选环丁砜。

本发明方法中，萃取精馏塔底部加入的苯乙烯优选来自溶剂回收塔顶排出的苯乙烯。溶剂回收塔顶排出的苯乙烯中返回萃取精馏塔底部的苯乙烯与排出体系的苯乙烯(苯乙烯产品)的质量比，即苯乙烯返回比为0.1～1.0、优选0.3～0.8。

上述方法中，萃取精馏塔的理论塔板数优选60～90，循环溶剂与萃取精馏原料的质量流量比，即溶剂比优选2～6，塔顶回流比优选2～6，塔底温度优选110～150℃，塔顶压力优选8～15KPa。

所述溶剂回收塔的理论塔板数优选20～50，塔顶回流比优选0.6～3.0，塔底温度优选120～150℃，塔顶压力优选8～15KPa。在回收塔塔底注入水作为汽提介质，汽提水与循环溶剂的质量流量比即汽提水比为0.01～0.1，优选0.03～0.08。

本发明方法适用于从烃类混合物中萃取精馏苯乙烯，所述的烃类混合物优选裂解汽油C₈馏分。所述的裂解汽油C₈馏分已经过选择性加氢脱除了苯乙炔，其中苯乙烯含量为20～70质量％，苯乙炔含量不大于0.001质量％。

下面结合附图说明本发明方法。

图1中，烃类混合物由管线1进入换热器101，换热后经管线2从中部进入萃取精馏塔102，萃取溶剂从管线3进入萃取精馏塔102的上部，提纯后的苯乙烯从管线4进入萃取精馏塔102底部，经过萃取精馏，不含苯乙烯的抽余液由萃取精馏塔102的顶部管线5排出，进入回流罐103，回流罐流出的油相一部分由管线6回流入萃取精馏塔102的顶部，另一部分则作为抽余液由管线7排出，水从管线8排出。富含苯乙烯的富溶剂由萃取精馏塔102底部排出，由管线9从中部进入溶剂回收塔104，苯乙烯及水由塔顶管线10排出后进入回流罐105进行油水分离，回流罐105排出的油相(苯乙烯)分为三部分，一部分经过管线11送入溶剂回收塔104顶作为回流，一部分由管线4返回萃取精馏塔102底部，其余部分作为苯乙烯产品由管线12排出体系。回流罐105分出的水经管线13进入换热器106与贫溶剂换热，被汽化的水蒸气通过管线14导入溶剂回收塔底作为汽提介质。回收塔104底的贫溶剂(回收的不含苯乙烯的溶剂)由管线15导出，经过换热后回到萃取精馏塔102。

下面通过实例进一步详细说明本发明，但本发明并不限于此。

实例1

以裂解汽油C₈馏分为原料，其组成见表1。按图1所示的流程对所述原料进行萃取精馏，回收其中的苯乙烯。

所用的萃取溶剂为环丁砜，萃取精馏塔的理论塔板数为65，溶剂比为4.5，塔顶回流比2.5，塔顶压力15kPa，塔底加入的苯乙烯与排出装置的苯乙烯产品的质量比为0.7。

溶剂回收塔的理论塔板数为35，塔顶压力15KPa，塔顶回流比0.9，汽提水比0.04。在未进行溶剂再生的条件下，考察装置的运行性能，操作条件和装置运行结果见表2，其中装置运行时间是指装置运行达到稳定时记为计时起点，此后苯乙烯产品纯度和收率保持稳定，当苯乙烯产品纯度急剧下降至98质量％以下或者收率降低到80质量％以下时，记为计时终点，期间累计时间为装置运行时间。

对比例1

按实例1的方法进行萃取精馏操作，不同的是萃取精馏塔底不加入物流，在未进行溶剂再生的条件下，考察装置的运行性能，操作条件和装置运行结果见表2。

对比例2

按实例1的方法进行萃取精馏操作，不同的是萃取精馏塔底注入水，注入的水与苯乙烯产品的质量比，即注水量为0.45，在未进行溶剂再生的条件下，考察装置的运行性能，操作条件和装置运行结果见表2。

由表2可知，本发明方法与萃取精馏塔底不加任何物料的对比例1相比，在苯乙烯产品纯度、收率相同的情况下，萃取精馏塔底的温度降低了15℃，虽然能耗增加了5％，但在未进行溶剂再生条件下，装置运行时间提高了50％，技术效果显著。与萃取精馏塔底注入水的对比例2相比，在达到同样的降温效果时，能耗降低10％，同时萃取精馏塔可采用灵敏区温度控制，操作更平稳，在苯乙烯纯度相同条件下，苯乙烯收率提高了0.8％。

表1

表2

实例2

按实例1的方法从裂解汽油C₈馏分中分离苯乙烯，不同的是使用的萃取溶剂为环丁砜和N，N-二甲基乙酰胺混合溶剂，其中环丁砜含量为80质量％。萃取精馏塔的溶剂比为4.8，萃取精馏塔顶回流比为4.0，塔底注入的苯乙烯与排出装置的苯乙烯产品的质量比为0.5，溶剂回收塔的回流比为2.0。在未进行溶剂再生的条件下，考察装置的运行性能，操作条件和装置运行结果见表3。

对比例3

按实例2的方法进行萃取精馏操作，不同的是萃取精馏塔底不加入物流，在未进行溶剂再生的条件下，考察装置的运行性能，操作条件和装置运行结果见表3。

由表3可知，在苯乙烯产品纯度、收率相同情况下，采用本发明方法萃取精馏塔底温度降低了13℃，虽然能耗增加了3％，但在未进行溶剂再生条件下，装置运行时间提高了40％，技术效果显著。

表3

Claims

1.一种从烃类混合物中萃取精馏分离苯乙烯的方法，包括将烃类混合物从萃取精馏塔的中部引入，溶剂从萃取精馏塔上部引入，并在萃取精馏塔底部加入苯乙烯，经过萃取精馏，抽余液从萃取精馏塔的顶部排出，富含苯乙烯的富溶剂从萃取精馏塔底排出，进入溶剂回收塔，回收塔顶排出苯乙烯，回收塔底排出的贫溶剂循环回萃取精馏塔上部重新利用。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于萃取精馏塔底部加入的苯乙烯来自溶剂回收塔顶排出的苯乙烯。

3.按照权利要求2所述的方法，其特征在于溶剂回收塔顶排出的苯乙烯中返回萃取精馏塔底部的苯乙烯与排出体系的苯乙烯的质量比为0.1～1.0。

4.按照权利要求1所述的方法，其特征在于所述的溶剂为环丁砜、二甘醇、三甘醇、四甘醇、N，N-二甲基乙酰胺和N-甲酰基吗啉中的一种或几种。

5.按照权利要求1所述的方法，其特征在于所述的萃取精馏塔的理论塔板数为60～90、溶剂比为2～6、塔顶回流比为2～6、塔底温度为110～150℃、塔顶压力为8～15KPa。

6.按照权利要求1所述的方法，其特征在于在溶剂回收塔塔底注入水作为汽提介质。

7.按照权利要求6所述的方法，其特征在于溶剂回收塔的汽提水比为0.03～0.08。

8.按照权利要求1所述的方法，其特征在于回收塔的理论塔板数为20～50，塔顶回流比为0.6～3.0，塔底温度为120～150℃，塔顶压力为8～15KPa。

9.按照权利要求1所述的方法，其特征在于所述的烃类混合物为裂解汽油C₈馏分。

10.按照权利要求1所述的方法，其特征在于所述的裂解汽油C₈馏分中苯乙烯含量为20～70质量％，苯乙炔含量不大于0.001质量％。