CN104591952A

CN104591952A - 一种差压热耦合萃取精馏精制均三甲苯的方法

Info

Publication number: CN104591952A
Application number: CN201410826147.6A
Authority: CN
Inventors: 李伟宏; 任海伦; 张敬; 罗铭芳; 姜斌; 安登超
Original assignee: Tianjin University
Current assignee: Tianjin University
Priority date: 2014-12-25
Filing date: 2014-12-25
Publication date: 2015-05-06

Abstract

本发明涉及一种差压热耦合萃取精馏精制均三甲苯的方法；包括原料预处理和萃取精馏两部分。其中原料预处理部分包括脱轻塔T001和脱重塔T002两塔，萃取精馏部分包括两个萃取精馏塔T003和T004和两个萃取剂回收塔T005和T006。整个流程采用差压热耦合设计，即高压塔塔顶给低压塔塔釜提供再沸热量，即降低了过程的能耗又节省了设备投资，最大限度的降低整个流程的设备投资和操作费用。该流程中，萃取精馏部分所选的萃取剂为马来酸二丁酯，所得的均三甲苯产品纯度为≥99wt％，均三甲苯的收率为92～95％。本发明通过差压热耦合萃取精馏精制均三甲苯，较传统的精馏分离精制工艺，可以降低能耗50％左右。

Description

一种差压热耦合萃取精馏精制均三甲苯的方法

技术领域

本发明涉及从重整C9重芳烃中通过萃取精馏提取高纯均三甲苯的方法，该流程采用过程集成差压热耦合设计，属于均三甲苯精制领域。

背景技术

均三甲苯又称1,3,5-三甲基苯，英文名称：Mesitylene，分子式为C9H12，均三甲苯是一种重要的有机合成中间体，用途很广，主要用于生成均三甲苯胺，来合成染料，还用于除草剂、抗氧剂、医药及其它化工产品及化工中间体，因此生产均三甲苯有重要的工业意义。C9芳烃来自重整加工所得的石油芳烃产品中，其组成相对简单，主要含有大量的偏三甲苯、均三甲苯、多种甲乙苯和连三甲苯等，是发展精细化工的宝贵资源，具有很高的附加值，是生产多种精细化学品的宝贵原料。目前国内尚未充分分离和利用其中的均三甲苯,大部分掺入汽油或作燃料烧掉,浪费了宝贵的资源。因此，从重整C9芳烃中分离获得高纯均三甲苯具有很高的经济价值和工业意义。

目前从重整C9重芳烃中提取均三甲苯的方法，主要有偏三甲苯异构化和萃取精馏的方法，其产品纯度和收率都较低。如：专利US 3220933报道了用邻苯二甲酸二甲酯作为萃取剂，对C9芳烃进行萃取精馏，该溶剂对均三甲苯和邻甲乙苯的分离效果不佳，均三甲苯的纯度只能达到87wt％，远远低于98wt％。

专利CN 1513818A报道的采用精馏与萃取相结合分离C9的工艺，采用N-甲酰吗啉作萃取溶剂，塔顶的均三甲苯含量可达98.5wt％，但是该方法均三甲苯的收率低于84％。

专利CN 102399124A报道了利用催促剂富集均三甲苯的方法，但均三甲苯的纯度最高达到50wt％。随着精细化工的发展，对均三甲苯的纯度提出了越来越高的要求，从重整C9重芳烃里提取高纯均三甲苯具有极高的经济价值。

本发明提供了一种高效差压热耦合萃取精馏提取均三甲苯的方法，能够获得高纯的均三甲苯产品。

发明内容

本发明的目的在于提供一种从重整C9重芳烃中获取高纯均三甲苯的生产方法及工艺流程。本流程利用马来酸二丁酯作为萃取剂，马来酸二丁酯做萃取剂较文献报道的萃取剂可以大大提高均三甲苯的纯度。过程采用采用集成的差压热耦合萃取精馏设计，降低设备投资和操作成本，同时提高均三甲苯的收率。该系统能够有效的从重整C9芳烃中提取高纯的均三甲苯，使产品纯度≥99wt％，收率在92～95％之间。

本发明通过如下技术方案来完成的：

一种差压热耦合萃取精馏精制均三甲苯的方法；包括原料预处理和萃取精馏两部分；原料预处理部分包括脱轻塔和脱重塔，萃取精馏部分包括两个萃取精馏塔和两个萃取剂回收塔；整个流程采用过程集成差压热耦合萃取精馏，流程采用逐级减压。

所述脱重塔T002的塔顶蒸汽经过脱轻塔T001塔底的再沸器冷凝为脱轻塔T001供热，萃取精馏塔T003塔顶的蒸汽经过脱重塔T002塔底的再沸器冷凝为脱重塔T002供热；萃取剂回收塔T005的塔顶蒸汽经过萃取精馏塔T004的再沸器为萃取精馏塔T004供热,其中脱重塔T002、萃取精馏塔T003和萃取剂回收塔T005须用蒸汽给再沸器供热。

所述脱轻塔T001塔顶的操作压力在5～10Kpa，操作的回流比为8～12，理论级数为130～150；脱重塔T002塔顶的操作压力在20～30Kpa，操作的回流比为6～10，理论级数为100～120。

所述的萃取精馏塔T003塔顶的操作压力为90～110Kpa，操作的回流比为12～15，理论级数为120～150；萃取精馏塔T004塔顶的操作压力为10～15Kpa，操作的回流比为10～12，理论级数为105～120；马来酸二丁酯与进料的溶剂比为2.8～4。

所述的萃取剂回收塔T005塔顶的操作压力为100～120Kpa，操作的回流比为1.5～2.5，理论级数为80～100；保持萃取剂回收塔T006塔顶的操作压力为100～120Kpa，操作的回流比为2～3，理论级数为80～100，马来酸二丁酯与进料的溶剂比为2.2～4。

整个流程采用过程集成差压热耦合萃取精馏设计，流程采用逐级减压，可进一步提高组分间的相对挥发度，提高产品的收率和纯度。同时降低了过程的能耗、节省了设备投资，最大限度的降低整个流程的设备投资和操作费用。

本发明的优点是：

(1)本发明采用集成差压热耦合萃取精馏设计，通过梯级减压蒸馏，即降低了分离难度又降低了能耗。

(2)本发明提出一种新型的萃取精馏工艺，采用马来酸二丁酯作为萃取剂，可以进一步提高均三甲苯的纯度达到99wt％以上，减压操作也提高了均三甲苯的收率达到92～95％。

(3)本发明采用集成差压热耦合梯级减压蒸馏工艺，可以大大的降低能耗，较传统精馏工艺节能约50％。

附图说明

图1：本发明的工艺流程示意图。

图中：T001为脱轻塔，T002为脱重塔，T003为萃取精馏塔一，T004为萃取精馏塔二，T005为萃取剂回收塔一，T006为萃取剂回收塔二。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明做进一步的详细说明，但本发明并不限于此。

如图1所述，图中T001为脱轻塔，T002为脱重塔，T003和T004为萃取精馏塔，T005和T006为萃取剂回收塔。

采用附图1的连接方式，原料物流001进入脱轻塔T001的中部，脱去大部分的轻组分并损失少量的均三甲苯，其釜液流股102进入脱重塔T002的中部，脱去大部分的重组分并损失少量的均三甲苯。

脱重塔T002的塔顶蒸汽经过脱轻塔T001塔底的再沸器冷凝为脱轻塔T001供热，萃取精馏塔T003塔顶的蒸汽经过脱重塔T002塔底的再沸器冷凝为脱重塔T002供热。

萃取剂回收塔T005的塔顶蒸汽经过萃取精馏塔T004的再沸器为萃取精馏塔T004供热,其中脱重塔T002、萃取精馏塔T003和萃取剂回收塔T005须用蒸汽给再沸器供热。

重整C9重芳烃原料进入脱轻塔T001的中部，脱去90％的轻组分并损失2.9％的均三甲苯，其釜液流股102进入脱重塔T002的中部，脱去60％的重组分并损失0.1％的均三甲苯。

脱重塔T002的塔顶组分流股201进入萃取精馏塔T003中部，经萃取精馏脱除比均三甲苯重的组分，塔顶产物物流301进入萃取精馏塔T004，经萃取精馏塔顶得到间、对甲乙苯馏分流股401。

萃取精馏塔T003的釜液流股302进入萃取剂回收塔T005，塔顶得到粗偏三甲苯馏分流股501，塔底得到纯的萃取剂返回萃取精馏塔T003。

萃取精馏塔T004的釜液流股402进入萃取剂回收塔T006，塔顶的到高纯的均三甲苯产品流股601，塔底得到的纯的萃取剂返回萃取精馏塔T004。

本发明为了较好的匹配各塔之间的热量，控制脱轻塔T001塔顶的操作压力在5～10Kpa之间，操作的回流比为8～12，理论级数为130～150；

控制脱重塔T002塔顶的操作压力在20～30Kpa之间，操作的回流比为6～10，理论级数为100～120。

保持萃取精馏塔T003塔顶的操作压力为90～110Kpa，操作的回流比为12～15，理论级数为120～150，马来酸二丁酯与进料的溶剂比为2.8～4。

保持萃取精馏塔T004塔顶的操作压力为10～15Kpa，操作的回流比为10～12，理论级数为105～120，马来酸二丁酯与进料的溶剂比为2.2～4。

保持萃取剂回收塔T005塔顶的操作压力为100～120Kpa，操作的回流比为1.5～2.5，理论级数为80～100。

保持萃取剂回收塔T006塔顶的操作压力为100～120Kpa，操作的回流比为2～3，理论级数为80～100。

脱重塔的塔顶组分流股201进入萃取精馏塔T003中部，经萃取精馏脱除比均三甲苯重的组分，塔顶产物进入萃取精馏塔T004，经萃取精馏塔顶得到间、对甲乙苯馏分流股401。萃取精馏塔T003的釜液流股302进入萃取剂回收塔T005，塔顶得到粗偏三甲苯馏分流股501，塔底得到纯的萃取剂返回萃取精馏塔T003。

同样萃取精馏塔T004的釜液流股402进入萃取剂回收塔T006，塔顶得到高纯的均三甲苯产品流股601，塔底得到的纯的萃取剂返回萃取精馏塔T004。

通过对系统进行减压梯级精馏，降低了C9芳烃原料液中混合物的沸点，增大了各组分之间的相对挥发度，降低了分离难度，提高了产品的纯度和收率；过程采用差压热耦合精馏也降低了过程的能耗。本发明通过差压热耦合萃取精馏精制均三甲苯，较传统的精馏分离精制工艺，可以降低能耗50％左右。

实施例1：

加工每小时48000kg的重整C9重芳烃均三甲苯的提纯，进料组成如下表所示：

序号	组分	组成/wt％
			1	对二甲苯	0.302022
2	间二甲苯	0.269178
			3	邻二甲苯	1.947792
4	异丙苯	1.031016
			5	正丙苯	4.341834
6	间甲乙苯	15.09396
			7	对甲乙苯	6.162534
8	均三甲苯	14.63035
			9	邻甲乙苯	4.99443
10	叔丁苯	0.0286
			11	偏三甲苯	25.98603
12	异丁苯	0.143
			13	仲丁苯	0.0286
14	1-甲基-3-异丙苯	0.0572
			15	连三甲苯	3.903438
16	茚满	0.745416
			17	1-甲基-4-异丙苯	0.2002
18	1，3-二乙苯	0.4576
			19	1-甲基-3-正丙苯	0.858
20	正丁苯	1.0296
			21	1-甲基-4-正丙苯	0.8008
22	1，2-二乙苯	0.715
			23	1，4-二乙苯	0.2288
24	1，3-二甲基-5-乙苯	1.144
			25	1-甲基-2-正丙苯	0.5148
26	1，4-二甲基-2-乙苯	2.717
			29	1，3-二甲基-4-乙苯	2.574
30	1，2-二甲基-4-乙苯	1.716
			31	1，3-二甲基-2-乙苯	0.286

序号	组分	组成/wt％
			33	均四甲苯	3.4606
34	偏四甲苯	3.6322
					100

工艺流程各塔操作条件

上述工艺条件下生产的均三甲苯产品及回收萃取剂的主要指标如下：

产品指标	产品纯度	产品收率
			均三甲苯	99.15wt％	94.21％
马来酸二丁酯	99.999999wt％	1

实施例2：

工艺流程各塔操作条件

产品指标	产品纯度	产品收率
			均三甲苯	99.11wt％	93.12％
马来酸二丁酯	99.999999wt％	1

实施例3：

工艺流程各塔操作条件

产品指标	产品纯度	产品收率
			均三甲苯	99.03wt％	92.53％
马来酸二丁酯	99.999999wt％	1

Claims

1.一种差压热耦合萃取精馏精制均三甲苯的方法；包括原料预处理和萃取精馏两部分；其特征是原料预处理部分包括脱轻塔和脱重塔，萃取精馏部分包括两个萃取精馏塔和两个萃取剂回收塔；整个流程采用过程集成差压热耦合萃取精馏，流程采用逐级减压。

2.如权利要求1所述的方法，其特征是脱重塔T002的塔顶蒸汽经过脱轻塔T001塔底的再沸器冷凝为脱轻塔T001供热，萃取精馏塔T003塔顶的蒸汽经过脱重塔T002塔底的再沸器冷凝为脱重塔T002供热；萃取剂回收塔T005的塔顶蒸汽经过萃取精馏塔T004的再沸器为萃取精馏塔T004供热,其中脱重塔T002、萃取精馏塔T003和萃取剂回收塔T005须用蒸汽给再沸器供热。

3.如权利要求1所述的方法，其特征是脱轻塔T001塔顶的操作压力在5～10Kpa，操作的回流比为8～12，理论级数为130～150；脱重塔T002塔顶的操作压力在20～30Kpa，操作的回流比为6～10，理论级数为100～120。

4.如权利要求1所述的方法，其特征是萃取精馏塔T003塔顶的操作压力为90～110Kpa，操作的回流比为12～15，理论级数为120～150；萃取精馏塔T004塔顶的操作压力为10～15Kpa，操作的回流比为10～12，理论级数为105～120；马来酸二丁酯与进料的溶剂比为2.8～4。

5.如权利要求1所述的方法，其特征是萃取剂回收塔T005塔顶的操作压力为100～120Kpa，操作的回流比为1.5～2.5，理论级数为80～100；保持萃取剂回收塔T006塔顶的操作压力为100～120Kpa，操作的回流比为2～3，理论级数为80～100，马来酸二丁酯与进料的溶剂比为2.2～4。