CN106083513A - 一种温度控制型离子液体分离芳烃系统及其方法 - Google Patents

一种温度控制型离子液体分离芳烃系统及其方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种温度控制型离子液体分离芳烃的系统，包括与原料供给管线连接的抽提塔，抽提塔的顶部设有余油抽提管线；抽提塔连接汽提塔；所述汽提塔的顶部通过管线连接收集芳烃产品的缓冲罐；汽提塔内底部贫溶剂由管线引入并联设置的第一、第二溶剂再生塔；上述的第一、第二溶剂再生塔均设有数级换热器；在第一、第二溶剂再生塔的塔顶设有添加剂补充管线；第一溶剂再生塔和第二溶剂再生塔的塔底并联并通过管线连接至抽提塔侧向萃取剂供给线。本发明还提供一种利用上述系统，添加环丁砜与苯并噻吩类离子液体混合的复配溶剂作为萃取剂进行分离芳烃的方法，本发明降低抽提溶剂分离能耗，有效回收劣质环丁砜，提高芳烃产品质量和收率，降低成本。

Description

一种温度控制型离子液体分离芳烃系统及其方法
技术领域
本发明属于离子液体分离芳烃技术领域，特别是涉及一种温度控制型离子液体分离芳烃系统及其方法。
背景技术
芳烃是含有苯环结构的碳氢化合物的总称。芳烃中的三苯(BTX：苯、甲苯、二甲苯)是化学工业中重要的基础原料。随着有机合成工业的迅速发展，芳烃需求量大幅增加，以石油为原料生产的石油芳烃成为世界芳烃的主要来源。生产芳烃BTX的原料主要为催化重整油和加氢裂解汽油，由于原料中碳数相同的芳烃与非芳烃沸点接近而且会形成共沸物，所以从这两种原料中分离出轻质芳烃主要采用溶剂抽提和抽提蒸馏方法。
芳烃抽提系统是芳烃联合装置放热一个生产单元，溶剂抽提分离芳烃是利用萃取剂对芳烃和非芳烃的选择性溶解分离芳烃，溶剂的性能对芳烃的收率、芳烃产品质量、公用工程消耗有非常大的影响。萃取剂需满足的基本要求是：对芳烃的溶解度高、溶解的选择性高、蒸发潜热与比热容小、与萃取原料密度差异大、具有良好的化学稳定性和化学稳定性。
采用环丁砜为萃取剂的芳烃抽提工艺，由于环丁砜具有溶解度高、稳定性好、选择性高等优点，可以是的产品纯度高及回收率大，经济效益高。
但是，环丁砜作为萃取溶剂在芳烃抽提系统中存在明显不足：抽提塔操作温度过高导致环丁砜分解，生成硫的氧化物，与系统中的水生成酸，导致pH值下降溶剂的选择性大幅下降，使得芳烃分离效率降低，此外高温还会导致环丁砜发生聚合是溶剂变质；装置系统中混有空气(真空度大于1.33kPa)时，环丁砜溶剂会与空气发生氧化，使溶剂发生劣化，pH值明显下降；原料油及系统用水中的氯离子极易与环丁砜发生化学反应，使其变成酸性介质，并在高温下与烯烃生成聚合物，使系统的pH值迅速下降。上述情况导致环丁砜溶剂在使用过程中产生劣化，pH值下降，使得设备腐蚀，管路堵塞，产品质量大幅下降；分解的环丁砜增加了溶剂回收和再生塔的能耗以及维护成本，长期运行会造成循环溶剂劣化严重，影响正常生产。
发明内容
本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种可以降低抽提溶剂分离能耗，有效回收劣质环丁砜，提高芳烃产品质量和收率，降低成本的温度控制型离子液体分离芳烃系统及其方法。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：
一种温度控制型离子液体分离芳烃的系统，其特征在于：包括与原料供给管线连接的抽提塔，抽提塔的上部侧向设有萃取剂供给管线，抽提塔的顶部设有余油抽提管线；所述抽提塔的底部通过管线连接汽提塔的侧壁，在汽提塔内进行溶剂和芳烃产品分离；所述汽提塔的顶部通过管线连接收集芳烃产品的缓冲罐，在汽提塔内的芳香烃作为富溶剂通过管线输送至缓冲罐内；汽提塔内底部贫溶剂由管线引入并联设置的第一溶剂再生塔和第二溶剂再生塔；第一溶剂再生塔和第二溶剂再生塔均为填料塔；上述的第一溶剂再生塔和第二溶剂再生塔均设有数级换热器；在第一溶剂再生塔和第二溶剂再生塔的塔顶设有添加剂补充管线；第一溶剂再生塔和第二溶剂再生塔的塔底并联并通过管线连接至抽提塔侧向萃取剂供给线。
一种利用上述温度控制型离子液体分离芳烃的系统进行分离芳烃的方法，其特征在于：首先检查温度控制型离子液体分离芳烃的系统连接处是否存在漏液或者漏气，第一溶剂再生塔和第二溶剂再生塔内的填料塔是否充足；然后，向抽提塔内供给原料，同时添加固-液相变温度点为10℃～85℃内萃取溶剂；所述萃取溶剂为环丁砜与苯并噻吩类离子液体混合的复配溶剂，环丁砜与苯并噻吩类离子液体质量分数0.1％～10％；在第一溶剂再生塔和第二溶剂再生塔中，由换热器降低塔内温度，塔顶温度为160℃～200℃，每级换热器换热温度下降30℃～50℃，塔底温度降至环境温度(5～30℃)，使得溶解有分解劣化环丁砜的离子液体凝固，并吸附在固体填料的表面，新鲜的环丁砜复配溶剂循环至抽提塔；上述的第一溶剂再生塔和第二溶剂再生塔两者交替工作，待第一溶剂再生塔内的填料吸附饱和，切换至第二溶剂再生塔，进行相同的溶剂再生，与此同时，第一溶剂再生塔由再沸器加热，使得凝固的离子液体融化，将溶解有分解劣化环丁砜的离子液体从第一溶剂再生塔底部采出，对该离子液体进行进一步处理。
优选，在汽提塔的进料口补充一定量的苯并噻吩类离子液体。
本发明具有的优点和积极效果是：由于本发明采用上述技术方案，芳烃抽提分离工艺高效、节能、成本低，设计应用苯并噻吩类离子液体复配环丁砜溶剂，并采用并联间歇操作的溶剂再生塔，不仅能够满足芳烃连续生产的需求，而且有效的解决了因环丁砜分解劣化引起的设备腐蚀等芳烃分离效率降低的问题。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图中：1、原料供给管线；2、抽提塔；3、萃取剂供给管线；4、余油抽提管线；5、汽提塔；6、缓冲罐；7、第一溶剂再生塔；8、第二溶剂再生塔；9、换热器；10、添加剂补充管线。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
请参阅图1，一种温度控制型离子液体分离芳烃的系统，包括与原料供给管线1连接的抽提塔2，抽提塔的上部侧向设有萃取剂供给管线3，抽提塔的顶部设有余油抽提管线4；所述抽提塔的底部通过管线连接汽提塔5的侧壁，在汽提塔内进行溶剂和芳烃产品分离；所述汽提塔5的顶部通过管线连接收集芳烃产品的缓冲罐6，在汽提塔内的芳香烃作为富溶剂通过管线输送至缓冲罐内；汽提塔5内底部贫溶剂由管线引入并联设置的第一溶剂再生塔7和第二溶剂再生塔8；第一溶剂再生塔7和第二溶剂再生塔8均为填料塔；上述的第一溶剂再生塔和第二溶剂再生塔均设有数级换热器9；在第一溶剂再生塔和第二溶剂再生塔的塔顶设有添加剂补充管线10；第一溶剂再生塔和第二溶剂再生塔的塔底并联并通过管线连接至抽提塔侧向萃取剂供给线3。
基本原理：原料经预处理后进入抽提塔，原料与由抽提塔上部侧线进料的萃取剂进行液液萃取脱除非芳烃，抽提塔顶部产品为抽余油，经处理后获得非芳烃产品，抽提塔底部物料进入汽提塔进行溶剂与芳烃产品的分离，芳烃产品作为富溶剂从汽提塔顶部采出，塔底的贫溶剂由管线引入并联的溶剂第一溶剂再生塔或第二溶剂再生塔，溶剂经再生后回流到抽提塔顶部侧面循环使用，再生塔中的含有劣质环丁砜的溶剂经管路排出后进行下一步的处理。
具体方法，首先检查温度控制型离子液体分离芳烃的系统连接处是否存在漏液或者漏气，第一溶剂再生塔和第二溶剂再生塔内的填料塔是否充足；然后，向抽提塔内供给原料，同时添加固-液相变温度点为10℃～85℃内萃取溶剂；所述萃取溶剂为环丁砜与苯并噻吩类离子液体混合的复配溶剂；环丁砜与苯并噻吩类离子液体质量分数0.1％～10％；在第一溶剂再生塔和第二溶剂再生塔中，由换热器降低塔内温度，塔顶温度为160℃～200℃，每级换热器换热温度下降30℃～50℃，塔底温度降至环境温度(5～30℃)，使得溶解有分解劣化环丁砜的离子液体凝固，并吸附在固体填料的表面，新鲜的环丁砜复配溶剂循环至抽提塔；上述的第一溶剂再生塔和第二溶剂再生塔两者交替工作，待第一溶剂再生塔内的填料吸附饱和，切换至第二溶剂再生塔，进行相同的溶剂再生，与此同时，第一溶剂再生塔由再沸器加热，使得凝固的离子液体融化，将溶解有分解劣化环丁砜的离子液体从第一溶剂再生塔底部采出，对该离子液体进行进一步处理。
由于复配的离子液体被采出，在汽提塔的进料口补充一定量的苯并噻吩类离子液体，该离子液体能够有效提高环丁砜溶剂的分解劣化温度，减缓溶剂分解劣化的速率，减少酸性物质的生成，可控制容器内的pH值为7左右，降低设备的腐蚀程度，降低了设备的投资及维修成本。
本发明中苯并噻吩类离子液体作为抽提溶剂的辅助溶剂，该辅助溶剂对环丁砜具有良好的复配型，复合溶剂具有高溶解性的同时选择性明显增加。复合溶剂热稳定性增强，使得环丁砜溶剂的分解温度提高10％～30％，在芳烃抽提工艺过程温度范围内有效的减少了环丁砜溶剂的分解老化速率，延长了溶剂的使用寿命。该复合溶剂可以有效溶解抽提原料中的含硫有机化合物，维持溶剂的pH值为7左右，有效解决了设备腐蚀问题。本发明中的苯并噻吩类离子液体是一种温度控制型离子液体，在一定温度范围内(10℃～85℃)可以快速发生相态变化，从而更加快速有效的分离离子液体中溶解的老化环丁砜溶剂和有机含硫化合物。
本发明中所述的第一溶剂再生塔和第二溶剂再生塔并排连接间歇操作，所述再生塔下端具有回收已降解的环丁砜溶剂的功能，操作温度为20～200℃，操作压力为绝对压力0.05～0.1MPa。
本发明中设计再生塔下部为填料塔，利用新型拱桥弧形填料，配有强化传质传热的液体再分布器和填料支撑板，并且设置冷却换热器。此设计利用上述苯并噻吩类离子液体辅助抽提溶剂，可以高效分离出劣化的环丁砜溶剂，提高抽提溶剂的循环使用寿命，提高抽提产品的质量，减小因环丁砜劣化而对设备产生的腐蚀影响，减少设备维修时间，延长设备使用寿命。
以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (3)

1.一种温度控制型离子液体分离芳烃的系统，其特征在于：包括与原料供给管线连接的抽提塔，抽提塔的上部侧向设有萃取剂供给管线，抽提塔的顶部设有余油抽提管线；所述抽提塔的底部通过管线连接汽提塔的侧壁，在汽提塔内进行溶剂和芳烃产品分离；所述汽提塔的顶部通过管线连接收集芳烃产品的缓冲罐，在汽提塔内的芳香烃作为富溶剂通过管线输送至缓冲罐内；汽提塔内底部贫溶剂由管线引入并联设置的第一溶剂再生塔和第二溶剂再生塔；第一溶剂再生塔和第二溶剂再生塔均为填料塔；上述的第一溶剂再生塔和第二溶剂再生塔均设有数级换热器；在第一溶剂再生塔和第二溶剂再生塔的塔顶设有添加剂补充管线；第一溶剂再生塔和第二溶剂再生塔的塔底并联并通过管线连接至抽提塔侧向萃取剂供给线。
2.利用上述温度控制型离子液体分离芳烃的系统进行分离芳烃的方法，其特征在于：首先检查温度控制型离子液体分离芳烃的系统连接处是否存在漏液或者漏气，第一溶剂再生塔和第二溶剂再生塔内的填料塔是否充足；然后，向抽提塔内供给原料，同时添加固-液相变温度点为10℃～85℃内萃取溶剂；所述萃取溶剂为环丁砜与苯并噻吩类离子液体混合的复配溶剂，环丁砜与苯并噻吩类离子液体质量分数0.1％～10％；在第一溶剂再生塔和第二溶剂再生塔中，由换热器降低塔内温度，塔顶温度为160℃～200℃，每级换热器换热温度下降30℃～50℃，塔底温度降至环境温度(5～30℃)，使得溶解有分解劣化环丁砜的离子液体凝固，并吸附在固体填料的表面，新鲜的环丁砜复配溶剂循环至抽提塔；上述的第一溶剂再生塔和第二溶剂再生塔两者交替工作，待第一溶剂再生塔内的填料吸附饱和，切换至第二溶剂再生塔，进行相同的溶剂再生，与此同时，第一溶剂再生塔由再沸器加热，使得凝固的离子液体融化，将溶解有分解劣化环丁砜的离子液体从第一溶剂再生塔底部采出，对该离子液体进行进一步处理。
3.根据权利要求1所述的分离芳烃的方法，其特征在于：在汽提塔的进料口补充一定量的苯并噻吩类离子液体。
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