CN105272815A - 提取碳十芳烃中甲基萘的方法 - Google Patents

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顾正桂
汪洋
陈韶辉
詹其伟
顾美娟
姚小利
蒋力
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Abstract

本发明公开一种提取碳十芳烃中甲基萘的方法，具体过程为：原料碳十芳烃采用连续中间进料方式，当液位达1/3处开始加热；塔顶D-1温度为203.5～206.1℃，侧线D-2处温度为221.5～223.6℃，侧线D-3处温度为244.7～246.5℃，塔釜D-4温度为252.5～256.6℃；分离后，塔顶组分为轻碳十组分，侧线D-2组分为均四甲苯和萘富集液，侧线D-3组分为甲基萘富集液，塔釜D-4为重碳十部分；侧线D-3组分经冷凝后结晶，得到甲基萘。本发明周期短、操作简单、能耗低、相对收率高。在连续侧线精馏塔温度、进出料速率、回流比一定条件下，甲基萘富集液中甲基萘含量一次性可以提高到88％(wt％)以上，收率达到86％以上，连续结晶后甲基萘晶体纯度为96％以上，收率为86％以上。

Description

提取碳十芳烃中甲基萘的方法
技术领域
本发明涉及一种提取碳十芳烃中甲基萘的方法。
背景技术
碳十芳烃指在石油和煤加工过程中副产的C9、C10、C11及C11以上芳烃的混合物，其主要来源有以下5种：炼油厂催化重整装置副产C10、C11重芳烃；涤纶原料厂宽馏分催化重整装置副产C10重芳烃；乙烯装置副产C10、C11重芳烃；乙烯装置副产乙烯焦油；煤高温炼焦副产重芳烃-煤焦油。本发明所指的C10芳烃是指经抽提分离出C5、C6～C9馏分后的剩余馏分，主要组成为萘、均四甲苯、甲基萘及C11芳烃，其中含有少量其它C10芳烃，其中甲基萘含量约为12～14％。
目前，我国碳十芳烃主要用于生产石油树脂、溶剂油及均四甲苯及萘产品，对于甲基萘的生产尚处于研究之中。甲基萘可用于聚氯乙烯纤维和涤纶的印染载体、热载体、溶剂，还可用来合成植物生长激素和除草剂。β-甲基萘用途更广，主要用来生产维生素K1-K4、染色体载体、纤维助染剂、表面活性剂、口服避孕药等，近年来又开发了以β-甲基萘为原料生产2,6-萘二羧酸的新工艺。它是生产耐高温聚酯、耐高温液晶材料的重要单体
传统技术中对于提取碳十芳烃中甲基萘馏分，一般都采用间歇精馏，切取粗品甲基萘馏分，然后采用精馏和釜式结晶精制甲基萘，即使有部分生产采用连续精馏，但是几乎都是运用3～4座精馏塔切取不同沸点下馏分，所得的馏分中将粗甲基萘富集液通过单级、间歇结晶后提纯95％以上甲基萘。显然，传统工艺为得到不同沸点的馏分需要相应的3～4座精馏塔，设备投资较大、能耗大、得率低，生产成本相应较高，同时采用间隙结晶，甲基萘的纯度和收率较低。
发明内容
为了弥补现有生产的上述不足，本发明将提供一种提取碳十芳烃中甲基萘的方法，该方法能够实现从碳十芳烃中提取甲基萘馏分工业化。
完成上述发明任务的方案是：一种连续侧线精馏和滚筒结晶集成法提取高纯度甲基萘的方法，具体步骤如下，
原料碳十芳烃采用连续中间进料方式，当液位达1/3处开始加热；
塔顶D-1温度为203.5～206.1℃，侧线D-2处温度为221.5～223.6℃，侧线D-3处温度为244.7～246.5℃，塔釜D-4温度为252.5～256.6℃；
分离后，塔顶组分为轻碳十组分，侧线D-2组分为均四甲苯和萘富集液，侧线D-3组分为甲基萘富集液，塔釜D-4为重碳十部分；侧线D-3组分经冷凝后结晶，得到甲基萘。
所述侧线精馏分离后，侧线D-3组分为甲基萘富集液，经泵打入连续滚筒结晶装置中结晶，结晶温度控制在-12℃，结晶时间为3h，晶体经刮刀刮出，从漏斗采出后抽滤进入成品罐，得到甲基萘。
所述原料中甲基萘质量含量为15.54％，塔顶D-1、侧线D-2、侧线D-3及塔釜D-4的出料量与原料进料量之比分别为0.07-0.08:1、0.40-0.50:1、0.15-0.20:1、0.20-0.30:1。
所述碳十原料在侧线精馏塔第20-25块板进料，内部设置填料，侧线出料口内部隔板接有导气管和溢流管，侧线D-2采出口为第13-18块板，侧线D-3采出口为第29-35块板。
具体的操作步骤如下：
(1)采用连续中间进料方式，原料从碳十芳烃储罐打入侧线精馏塔釜，当液位达1/3处开始加热；
(2)当塔顶、塔釜温度开始稳定，装置达到全回流时，塔顶D-1温度为203.5～206.1℃，侧线D-2处温度为221.5～223.6℃，侧线D-3处温度为244.7～246.5℃，塔釜D-4温度为252.5～256.6℃；
(3)分离后，塔顶组分为轻碳十组分，侧线D-2组分为均四甲苯和萘富集液；侧线D-3组分为甲基萘富集液，含量88％以上，收率为86.8％以上；塔釜D-4为重碳十部分；
(4)侧线D-3组分经冷凝后打入连续结晶装置原料储罐中，原料储罐2中为富含88％以上甲基萘富集液，经泵打入连续滚筒结晶装置中结晶，结晶温度控制在-12℃，结晶时间为3h；
(5)晶体经刮刀刮出，从漏斗采出后抽滤进入成品罐，得到96.5％以上甲基萘，收率达到86％以上，结晶母液送至碳十原料储罐中。
以上方案中，所述碳十原料中甲基萘质量含量为15.54％，塔顶D-1、侧线D-2、侧线D-3及塔釜D-4的出料量与原料进料量之比分别为0.0772:1、0.4862:1、0.1755:1、0.2611:1。
本发明优选：所述的碳十原料在侧线精馏塔第23块板进料，内部设规整填料，侧线出料口内部隔板接有导气管和溢流管用于汽液流动，上、下端采用法兰片连接，D-2采出口为第15块板，D-3采出口为第31块板。
连续侧线精馏和滚筒结晶集成法从碳十芳烃中提取甲基萘工艺流程见图1、图2、图3所示，连续侧线精馏和滚筒结晶集成生产工艺条件如表1、2所示。
连续侧线精馏装置如图1所示，装置主要包括原料储罐13、侧线精馏塔14、塔顶产品采出口15、侧线D-2采出口16、侧线D-3采出口17、塔釜采出口18、冷凝系统19以及泵P-1，P-2。侧线精馏塔从下到上顺序连接有提馏段、第二精馏段、第一精馏段、塔顶封头及冷凝器。原料从13处由泵打入塔釜，当液位达1/3处，开始加热待全回流，回流比为4，塔顶D-1温为203.5～206.1℃，侧线D-2处温度为221.5～223.6℃，侧线D-3处温度为244.7～246.5℃，塔釜D-4温度为252.5～256.6℃；控制转子流量计以10Kg/h连续进料，15、16、17及18处连续出料量见表3所示。
连续滚筒结晶装置如图2所示，原料储罐9、结晶装置10、母液储罐11及晶体储罐12。结晶原料储罐9来自于17处甲基萘富集液，经泵打入9。9内部结构如图3所示，冷冻液进料口1、驱动系统2、转鼓3、冷却系统4、冷冻液出口5、刮刀系统6、机架7、料盘8。原料进入后，驱动系统2带动转鼓3旋转，氯化钠冷冻液进入1，经过冷却系统4，冷却料液后由5放出，料盘8上晶体由转鼓带出，经刮刀系统6刮出后从漏斗采出抽滤后到成品罐，剩余母液从装置底部出料，最后剩余母液进入11。10处结晶温度控制在-12℃，结晶时间为3h。侧线精馏和连续滚筒结晶法从碳十芳烃中提取高纯度甲基萘工艺分离结果如表3所示。
有益效果：
本发明采用连续侧线精馏塔替代传统工艺中的多塔流程，精密控制侧线精馏塔塔压及温度分布，在适宜的塔板处收集不同馏分的富集液。将碳十芳烃富集为轻碳十馏分、均四甲苯馏分、萘馏分、甲基萘馏分和重碳十馏分，其中甲基萘馏分中达到60％以上。因为采用了一个侧线精馏塔，替代传统工艺中的多塔流程，避免了传统多塔流程中物料频繁冷却、加热过程，因此本发明的能耗小于传统多塔流程，同时单塔操作过程较多塔工艺简单。富集后的馏分，经连续滚筒结晶后，甲基萘纯度高、收率高，结晶后母液可以循环利用。
本发明的连续侧线精馏和滚筒结晶集成法从碳十芳烃中提取甲基萘工艺，周期短、操作简单、能耗低、相对收率高。在连续侧线精馏塔温度、进出料速率、回流比一定条件下，甲基萘富集液中甲基萘含量一次性可以提高到88％(wt％)以上，收率达到86％以上，连续结晶后甲基萘晶体纯度为96％以上，收率为86％以上。
附图说明
图1为连续侧线精馏装置图。装置由原料储罐13、侧线精馏塔14、塔顶产品采出口15、侧线D-2采出口16、侧线D-3采出口17、塔釜采出口18、冷凝系统19及泵P-1，P-2构成。
图2为连续结晶装置图。装置由储罐9、结晶装置10、母液储罐11及晶体储罐12构成。
图3为结晶装置结构图。装置由冷冻液进料口1、驱动系统2、转鼓3、冷却系统4、冷冻液出口5、刮刀系统6、机架7及料盘8构成。
具体实施方式
实施例1
连续侧线精馏和滚筒结晶集成法从碳十芳烃中提取甲基萘工艺，参照图1、图2：
(1)采用连续中间进料方式，原料从碳十芳烃储罐打入侧线精馏塔釜，当液位达1/3处开始加热；
(2)当塔顶、塔釜温度开始稳定，装置达到全回流时，塔顶D-1温为203.5～206.1℃，侧线D-2处温度为221.5～223.6℃，侧线D-3处温度为244.7～246.5℃，塔釜D-4温度为252.5～256.6℃；
(3)分离后，塔顶组分为轻碳十组分，侧线D-2组分为均四甲苯和萘富集液；侧线D-3组分为甲基萘富集液，含量88％以上，收率为86.8％以上；塔釜D-4为重碳十部分；
(4)侧线D-3组分经冷凝后打入连续结晶装置原料储罐中，原料储罐2中为富含88％以上甲基萘富集液，经泵打入连续滚筒结晶装置中结晶，结晶温度控制在-12℃，结晶时间为3h；
(5)晶体经刮刀刮出，从漏斗采出后抽滤进入成品罐，得到96.5％以上甲基萘，收率达到86％以上，结晶母液送至碳十原料储罐中。
以上方案中，所述碳十原料中甲基萘质量含量为15.54％，塔顶D-1、侧线D-2、侧线D-3及塔釜D-4的出料量与原料进料量之比分别为0.0772:1、0.5085:1、0.1532:1、0.2611:1。
表1连续侧线精馏及滚筒结晶工艺条件
表2连续侧线精馏和滚筒结晶从碳十芳烃中提取甲基萘结果
实施例2
连续侧线精馏和滚筒结晶集成法从碳十芳烃中提取甲基萘工艺，参照图1、图2。侧线精馏塔进出料流量、进料位置、回流比及结晶器温度如表3所示，其它条件同于例1，实验结果如表4所示。
表3连续侧线精馏及滚筒结晶工艺条件
表4连续侧线精馏和滚筒结晶从碳十芳烃中提取甲基萘结果
实施例3
连续侧线精馏和滚筒结晶集成法从碳十芳烃中提取甲基萘工艺，参照图1、图2。侧线精馏塔进出料流量、进料位置、回流比及结晶器温度如表5所示，其它条件同于例1，实验结果如表6所示。
表5连续侧线精馏及滚筒结晶工艺条件
表6连续侧线精馏和滚筒结晶从碳十芳烃中提取甲基萘结果

Claims (6)

1.一种提取碳十芳烃中甲基萘的方法，其特征在于：具体步骤如下
原料碳十芳烃采用连续中间进料方式，当液位达1/3处开始加热；
塔顶D-1温度为203.5～206.1℃，侧线D-2处温度为221.5～223.6℃，侧线D-3处温度为244.7～246.5℃，塔釜D-4温度为252.5～256.6℃；
分离后，塔顶组分为轻碳十组分，侧线D-2组分为均四甲苯和萘富集液，侧线D-3组分为甲基萘富集液，塔釜D-4为重碳十部分；侧线D-3组分经冷凝后结晶，得到甲基萘。
2.根据权利要求1所述的提取碳十芳烃中甲基萘的方法，其特征在于：
所述侧线精馏分离后，侧线D-3组分为甲基萘富集液，经泵打入连续滚筒结晶装置中结晶，结晶温度控制在-12℃，结晶时间为3h，晶体经刮刀刮出，从漏斗采出后抽滤进入成品罐，得到甲基萘。
3.根据权利要求1所述的提取碳十芳烃中甲基萘的方法，其特征在于：所述原料中甲基萘质量含量为15.54％，塔顶D-1、侧线D-2、侧线D-3及塔釜D-4的出料量与原料进料量之比分别为0.07-0.08:1、0.40-0.50:1、0.15-0.20:1、0.20-0.30:1。
4.根据权利要求3所述的提取碳十芳烃中甲基萘的方法，其特征在于：所述塔顶D-1、侧线D-2、侧线D-3及塔釜D-4的出料量与原料进料量之比分别为0.0772:1、0.4862:1、0.1755:1、0.2611:1。
5.根据权利要求1所述的提取碳十芳烃中甲基萘的方法，其特征在于：所述碳十原料在侧线精馏塔第20-25块板进料，内部设置填料，侧线出料口内部隔板接有导气管和溢流管，侧线D-2采出口为第13-18块板，侧线D-3采出口为第29-35块板。
6.根据权利要求5所述的提取碳十芳烃中甲基萘的方法，其特征在于：所述碳十原料在侧线精馏塔第23块板进料，内部设置填料，侧线出料口内部隔板接有导气管和溢流管，侧线D-2采出口为第15块板，侧线D-3采出口为第31块板。
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