CN105085152A - 一种芳烃抽提新工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种芳烃抽提新工艺，关键改进在于对脱戊烷塔、抽提精馏塔、溶剂回收塔和苯塔采用了新型的内弯弧形筋片扁环填料，并配以独有的液体分布装置和填料支撑装置，有效降低了塔的阻力降，压降比和塔负荷，使生产能力大大提高。对脱戊烷塔和抽提精馏塔采用了主副两种重沸器进行热量调节，实现了塔的供热优化，保证了塔的长周期稳定运行。同时，利用磺酸性离子液体做助溶剂，减少了溶剂的分解和腐蚀影响，降低了设备的使用成本，延长了溶剂的寿命，并有效解决了芳烃抽提过程中芳烃含量高和环烷烃含量高且易于芳烃共沸而难以分离的问题，显著降低了装置的投资费用和操作费用，其经济效益十分的显著。

Description

一种芳烃抽提新工艺

技术领域

本发明属于石油化工和煤化工技术领域，具体说就是涉及芳烃抽提新工艺的研究和改进。

背景技术

轻质芳烃即苯、甲苯、二甲苯(BTX)，既是重要的化工原料，也是三大合成材料及精细化工的基本原料。世界BTX资源，主要来自石油馏份的重整油、乙烯副产裂解汽油和煤焦油。随着大型乙烯装置的建立和发展，从裂解汽油中回收BTX的比重将持续上升。不论是从重整油还是从裂解汽油中回收BTX，芳烃抽提技术都已经成为不可缺少的手段。芳烃抽提可提供高收率、高纯度的苯、甲苯以及可进一步分离二甲苯的各种异构体C8芳烃。

芳烃抽提装置主要使用大孔筛板塔。这种塔型虽然具有结构简单、制造成本低和处理量较大等优点，但在塔径较大的情况下流体分布不均匀，传质效率低，工业设备的板效率仅为15％～17％左右。在长期使用过程中，受塔盘结垢等因素影响，易造成塔底温度压力升高，塔顶温度压力降低，塔内汽液传质效果变差。当筛孔出现堵塞后，容易造成流体分布不均，过孔溶剂液滴变小。当上升的抽余液流速较大时，会使得溶剂不能全部淋降至下层塔盘上，反而被夹带到塔顶造成溶剂损失。一些塔设备在实际操作中还出现了分离效果差、收率低等问题。

目前国内外开发的一些新型填料，大多是针对精馏、吸收等气液分离过程的特点而研制的，用于液液萃取过程效果不理想。液液萃取的两相密度差小、粘度大，一些搅拌萃取塔如转盘萃取塔等在大型化过程中遇到了轴向混合严重，效率下降和溶剂二次夹带而污染环境等问题。因此，开发新的填料以改进芳烃抽提效果显得尤为迫切。

目前，芳烃抽提溶剂主要是环丁砜，其性能对于芳烃收率、产品质量、设备维护和操作难度有着重要影响。环丁砜溶解能力大，选择性高，稳定性好，产品纯度和回收率高。与甘醇类和二甲亚砜等溶剂相比，环丁砜具有明显的优点，可以从芳烃原料油中更经济的回收芳烃。但是，环丁砜溶剂在芳烃抽提过程中也存在明显缺陷。环丁砜真空系统中如果出现渗入氧或者设备表面局部过热等现象，都会造成环丁砜溶剂的分解，循环溶剂的pH值下降。而环丁砜的降解产物在高温下容易聚合成大分子的酸性物质，腐蚀设备，堵塞管道，使产品质量下降，设备维护成本和难度上升。因此，必须采取相应的保护措施来减缓它的劣化分解速度。

发明内容

本发明主要在于为预分馏塔、芳烃抽提塔、溶剂回收塔和苯塔安装新型专利填料，并为预分馏塔和芳烃抽提塔设置主副两个重沸器，使系统中热量得到了充分的利用。在环丁砜溶剂中加入磺酸性离子液体助剂，有效抑制了环丁砜溶剂的分解。本发明为芳烃抽提工艺的进步提供了一种能耗低、溶剂分解少，设备材质要求低、产品质量高和运转稳定性好的芳烃抽提新工艺。使用该技术可使芳烃抽提流程所需操作费用降低，运转周期加长，产品产出稳定，项目投资大幅降低，经济效益显著提高。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：

原料通过缓冲罐进入反应进料换热器升温，经过脱戊烷塔C-101在塔顶脱除环戊烷、塔底料进入提纯精馏塔C-102和塔顶加入的贫溶剂进行萃取精馏，在C-102塔顶脱除非芳烃，塔底含苯富溶剂进入溶剂回收塔C-103通过蒸汽汽提进行溶剂回收，C-103塔底的贫溶剂再生经进料换热器降温和过滤器净化后进入C-102提纯精馏塔继续反应，溶剂回收塔C-103塔顶蒸出的含苯溶液进入苯塔C-104进行分离，侧线分馏出苯产品和同时，在塔底采出不合格的甲苯产品。

本发明的芳烃抽提工艺，包括脱戊烷塔、抽提精馏塔、溶剂回收塔和苯塔四塔系统，在整个系统中，为脱戊烷塔和抽提精馏塔配置了主副两种再沸器。主再沸器主要利用高压蒸汽，副再沸器充分利用塔顶或塔底产品的热量进行热交换，既实现了产品的降温，也充分利用了有效热量。通过这一方式，实现了对全塔热量负荷的粗调和微调，保证了塔的稳定供热和长周期稳定运转，节省了蒸汽用量，降低了蒸汽品级，同时还可为装置下一部的扩能提负增效预先做好准备。这一模式，有效减少了投资费用和操作费用，产生了良好的节能效果和经济效益。

本发明的有益结果主要是利用新型内弯弧形筋片扁环填料应用于脱戊烷塔，抽提精馏塔，溶剂回收塔和苯塔，并配以独有的液体再分布装置和填料支撑结构。该填料生产能力大，有效降低了塔的阻力降，压降比和塔负荷；由于结构简单，气流通道顺畅，阻力降、压降比传统填料分别低20％和10％左右。用于环丁矾芳烃抽提过程时与大孔筛板相比，其抽余油芳烃质量含量下降了6％，通量提高10％以上，传质效率提高30％以上。该填料结构简单，成本低廉，只相当传统填料的80％，具有良好的市场前景。

本发明以磺酸性离子液体作为溶剂的助溶剂。磺酸类离子液体性质温和，沸点较低，对环丁砜具有很好的复配性。复配的混合溶剂溶解性能和热稳定性能好，能较好的提高溶剂的选择性，有效降低酸性物质的产生和硫醚，硫醇等伴生性杂质，在使用的温度范围内能有效降低了溶剂的老化分解速度，延长了溶剂的使用寿命，减少了对设备的腐蚀。磺酸类离子催化剂的使用，有效解决了煤化工芳烃含量高和环烷烃含量高且易与芳烃共沸的问题，可使溶剂的PH值始终保持在6-7之间，减少了因为添加单乙醇胺而造成设备结垢的可能性。

附图说明

下面结合说明附图对本发明进一步说明：

附图是采用本发明的芳烃抽提生产流程示意图，详见说明书附图部分。

具体实施方式

下面结合附图的装置及实施案例对本发明做进一步阐述，但不对本发明产生任何限制。

所述的芳烃抽提节能生产工艺，由脱戊烷塔、抽提精馏塔、溶剂回收塔和苯塔四塔系统及其它辅助装置组成。原料经预热后进入脱戊烷塔C-101，在脱戊烷塔顶部脱除环戊烷，塔底料进入抽提精馏塔C-102与C-102侧线进料的溶剂进行混合萃取，抽提精馏塔顶部脱除非芳烃，塔底料液进入溶剂回收塔C-103。溶剂回收塔通过塔底再沸器使芳烃组分从富溶剂中汽提蒸出，塔底生成的贫溶剂经脱戊烷塔C-101副再沸器和进料换热器降温净化处理后，进入抽提精馏塔继续使用。同样，抽提精馏塔的副反应器也由苯塔产品进行换热，既降低了产品的温度，又使热量获得了充分利用，降低了蒸汽的使用负荷，使全塔热负荷保持稳定，保证了塔的稳定和长周期运行。C-103塔顶生成的芳烃组分进入苯塔，通过侧线采出本产品，同时，在塔底产出甲苯产品。

溶剂回收塔侧线进料的溶剂中含有磺酸性离子液体作为助溶剂，微量的离子液体助剂就能有效降低酸性物质的产生和硫醚，硫醇等伴生性杂质，减缓溶剂的老化分解速度，减少溶剂分解对设备产生的腐蚀，降低了设备的制造成本，延长了溶剂的使用寿命。磺酸类离子催化剂的使用过程中，可以使溶剂的PH值始终保持在6～7之间，减少了因为添加单乙醇胺而造成设备结垢的可能性。同时，离子液体助剂的加入有效解决了煤化工芳烃含量高和环烷烃含量高且易与芳烃共沸的问题。

本发明的有益效果是芳烃抽提节能工艺设计合理，新型填料塔和磺酸性离子液体的使用既能满足芳烃抽提连续生产的要求，又减少了溶剂分解对设备产生的腐蚀，延长了溶剂的使用寿命，生产的产品质量好，投资费用和操作费用大大减少。

本发明提出的一种改进的芳烃抽提新工艺，已通过较佳的实施例子进行了描述，其中未详细述及的部分均为本领域技术人员的公知常识。本发明的保护范围以权利要求的内容为准，所有基于本发明的技术启示或类似的替换和改动，都被视为包括在本发明精神、范围和内容中。

Claims (4)

1.一种芳烃抽提节能新工艺，由采用专利填料的脱戊烷塔，抽提精馏塔，溶剂回收塔和苯塔组成，以离子液体作为助溶剂，对塔的热量补给采取了主副两种重沸器模式。

2.如权利要求1所述的芳烃抽提节能新工艺，其特征是脱戊烷塔，抽提精馏塔，溶剂回收塔，苯塔采用了新型的专利填料，该专利填料的抽余油含芳量下降6％左右。通量提高10％以上，传质效率提高30％以上。

3.如权利要求1所述的芳烃抽提节能新工艺，其特征是在溶剂中添加了离子液体作为助溶剂，减少了溶剂的分解和腐蚀影响，降低了设备的使用成本，延长了溶剂的寿命，并有效解决了芳烃抽提过程中芳烃含量高和环烷烃含量高且易于芳烃共沸而难以分离的问题。

4.如权利要求1所述的芳烃抽提节能新工艺，其特征是对脱戊烷塔和抽提精馏塔设置了主副两种重沸器，利用大负荷重沸器进行粗调，再利用副重沸器进行换热对塔进行微调，有效保证了塔热量的补给平衡，使塔能够长周期稳定运行。