CN112827201A - 一种乙烯副产c9原料处理系统和处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种乙烯副产C9原料处理系统和方法，所述处理系统包括双螺杆反应器、第一精馏塔、第二精馏塔和闪蒸罐，其中：所述双螺杆反应器前端的C9原料进料口连接有C9原料供给管道，所述双螺杆反应器的第一出料口通过管道与所述第一精馏塔的进料口相连通，所述第一精馏塔的塔顶采出口通过管道与所述第二精馏塔的进料口相连通，所述第二精馏塔的顶部连接有环戊二烯采出管道，底部连接有甲基环戊二烯采出管道；所述双螺杆反应器的第二出料口通过管道与所述闪蒸罐的进料口相连通，所述闪蒸罐的底部出料口连接热聚石油树脂产品排出管道。

Description

一种乙烯副产C9原料处理系统和处理方法

技术领域

本发明涉及精细化工技术领域，特别是涉及一种乙烯副产C9原料处理系统和方法，尤其是从乙烯副产C9中分离环戊二烯、甲基环戊二烯并联产石油树脂的方法。

背景技术

随着我国石油化工工业的发展，乙烯产量迅速增加，每年副产大量的C9原料。C9原料中含有许多有工业价值的组分，例如环戊二烯和甲基环戊二烯，都是重要的化工原料。脱除了环戊二烯和甲基环戊二烯后，C9中剩余的部分通常用来制C9石油树脂后，再制溶剂油或者直接用于燃料。这些C9的下游产品中，石油树脂用途很广，市场需求巨大。

在乙烯副产C9中含有许多和双环戊二烯沸点相近的重组分，比如苯乙烯、甲基苯乙烯等，特别是甲基苯乙烯，跟双环戊二烯的沸点仅仅相差0.5℃，因此从乙烯副产C9中分离双环戊二烯，既不能采用直接精馏的方法，也不能使用从C5中分离双环戊二烯同样的方法。

由于存在上述的困难，我们曾经设计了从乙烯副产C9中工业化分离环戊二烯的新方法—反应精馏法。这种新生产方法可以实现从乙烯副产C9中分离提纯环戊二烯的目的，在操作中环戊二烯热解反应速度受温度影响很大，在高温下反应速度快，温度较低条件下，热解速度显著降低。由于乙烯副产C9的蒸馏干点较低，一般不超过250℃，许多情况下甚至干点只有200℃左右，因而反应精馏的方法很难高温操作，因而存在原料停留时间长、原料中活性组分有损失的缺点。为了缩短原料停留时间，反应精馏法可以添加裂解催化剂，但是使用催化剂又带来处理催化剂的困难。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的利用反应精馏法从C9中工业化分离环戊二烯存在原料停留时间长、原料中活性组分有损失的问题，而提供一种乙烯副产C9原料处理方法。

本发明的另一个目的是提供一种乙烯副产C9原料处理系统，利用一个双螺杆反应器1和两个精馏塔，即可处理乙烯副产C9，连续操作，得到环戊二烯、甲基环戊二烯和C9石油树脂。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

一种乙烯副产C9原料处理系统，其特征在于，包括双螺杆反应器、第一精馏塔、第二精馏塔和闪蒸罐，其中：

所述双螺杆反应器前端的C9原料进料口连接有C9原料供给管道，所述双螺杆反应器的第一出料口通过管道与所述第一精馏塔的塔底进料口相连通，所述第一精馏塔的塔顶采出口通过管道与所述第二精馏塔的塔底进料口相连通，所述第二精馏塔的顶部连接有环戊二烯采出管道，底部连接有甲基环戊二烯采出管道；

所述双螺杆反应器的第二出料口通过管道与所述闪蒸罐的进料口相连通，所述闪蒸罐的底部出料口连接热聚石油树脂产品排出管道。

在上述技术方案中，所述第一精馏塔的塔底采出口分别通过管道与所述C9原料供给管道和C9组分排出管道相连通。

在上述技术方案中，所述C9原料进料口位于所述双螺杆反应器的前端，所述第一出料口位于所述双螺杆反应器的中部，所述第二出料口位于所述双螺杆反应器的尾端。

在上述技术方案中，所述闪蒸罐的顶部出料口与所述C9原料供给管道相连通。

在上述技术方案中，所述的双螺杆反应器为多级双螺杆式反应器；所述的第一精馏塔为填料塔或板式塔；所述的第二精馏塔为填料塔或板式塔；所述的闪蒸罐为立式椭圆形封头闪蒸罐。

本发明的另一方面，乙烯副产C9原料处理方法，包括以下步骤：

乙烯副产C9原料通过C9原料供给管道通入双螺杆反应器，高温裂解后的混和气体从双螺杆反应器的第一出料口采出后通入第一精馏塔，通过精馏后从所述第一精馏塔的塔顶采出口采出含有环戊二烯和甲基环戊二烯的馏分，并通入第二精馏塔内，再次通过精馏后，从所述第二精馏塔的塔顶采出环戊二烯产品，第二精馏塔的塔底采出甲基环戊二烯产品；

从双螺杆反应器的第二出料口采出热聚石油树脂经闪蒸罐脱除C9组分气体，产出石油树脂产品。

在上述技术方案中，所述闪蒸罐脱除的C9组分气体返回双螺杆反应器的进料口；第一精馏塔塔底采出的C9组分部分返回双螺杆反应器，将其中的双环戊二烯和甲基双环戊二烯进一步反应，另一部分作为产品采出。

在上述技术方案中，所述第一精馏塔塔底采出的C9组分中30～50％返回双螺杆反应器，50～70％作为产品采出。

在上述技术方案中，所述双螺杆反应器内部压力为常压；反应温度220℃～280℃；

所述第一精馏塔内压力为常压，填料为高效板波填料或丝网填料，塔顶温度35℃～90℃，塔底温度160℃～280℃；

所述第二精馏塔内压力为常压，填料为高效板波填料或丝网填料，塔顶温度35℃～55℃，塔底温度70℃～100℃；

所述闪蒸罐压力为常压，温度220℃～280℃。

在上述技术方案中，环戊二烯产品中环戊二烯的含量为95～99％，甲基环戊二烯产品中甲基环戊二烯的含量为92～99％。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明的处理设备简单，仅仅利用一个双螺杆反应器和两个精馏塔，即可处理乙烯副产C9，可实现连续操作，得到环戊二烯、甲基环戊二烯和C9石油树脂。

2.双螺杆反应器为多级双螺杆式反应器，正向输送效果好、停留时间短、摩擦热小温度易于控制、自清理作用好、物料挤出稳定、级间混合作用良好。

3.双螺杆反应器的特点非常符合本工艺的技术要求，与两个精馏塔联合使用，环戊二烯和甲基环戊二烯产品收率高，热聚石油树脂产品品质高、性质稳定。

4.本发明实现了C9生产环戊二烯、甲基环戊二烯并联产石油树脂，推进了C9的综合利用，简化了石油树脂生产工艺流程，大大节约了能源，提高了经济效益，减少了对环境的污染，具有很高的经济效益和社会效益。

附图说明

图1为本发明的装置及流程示意图。

图中：1-双螺杆反应器，2-第一精馏塔，3-第二精馏塔，4-闪蒸罐，5-第一出料口，6-第二出料口，7-C9原料进料口。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

一种乙烯副产C9原料处理系统，包括双螺杆反应器1、第一精馏塔2、第二精馏塔3和闪蒸罐4，其中：

所述双螺杆反应器1前端的C9原料进料口7连接有C9原料供给管道，所述双螺杆反应器1的第一出料口5通过管道与所述第一精馏塔2的塔底进料口相连通，所述第一精馏塔2的塔顶采出口通过管道与所述第二精馏塔3的塔底进料口相连通，所述第二精馏塔3的顶部连接有环戊二烯采出管道，底部连接有甲基环戊二烯采出管道；

所述双螺杆反应器1的第二出料口6通过管道与所述闪蒸罐4的进料口相连通，所述闪蒸罐4的底部出料口连接热聚石油树脂产品排出管道。

作为优选方式，所述第一精馏塔2的塔底采出口分别通过管道与所述C9原料供给管道和C9组分排出管道相连通。

作为优选方式，所述C9原料进料口7位于所述双螺杆反应器1的前端，所述第一出料口5位于所述双螺杆反应器1的中部，所述第二出料口6位于所述双螺杆反应器1的尾端。

所述双螺杆反应器1的中部为未聚成分，分子量低，从第一出料口5排出，尾部为聚合后的大分子量热聚树脂成分，从第二出料口6排出。

作为优选方式，所述闪蒸罐4的顶部出料口与所述C9原料供给管道相连通。C9组分混合气体返回C9原料进料口7。

作为优选方式，所述的双螺杆反应器1为多级双螺杆式反应器。

作为优选方式，所述的第一精馏塔2为填料塔或板式塔。

作为优选方式，所述的第二精馏塔3为填料塔或板式塔。

作为优选方式，所述的闪蒸罐4为立式椭圆形封头闪蒸罐4。

实施例2

基于实施例1的乙烯副产C9原料处理系统的处理方法，包括以下步骤：

乙烯副产C9原料通过C9原料供给管道通入所述双螺杆反应器1，高温裂解后的混和气体从双螺杆反应器1的第一出料口采出后通入第一精馏塔2，通过精馏后从所述第一精馏塔2的塔顶采出口采出含有环戊二烯和甲基环戊二烯的馏分，并通入第二精馏塔3内，再次通过精馏后，从所述第二精馏塔3的塔顶采出环戊二烯产品，第二精馏塔3的塔底采出甲基环戊二烯产品；

从双螺杆反应器1的第二出料口采出热聚石油树脂经闪蒸罐4脱除C9组分气体，产出石油树脂产品。

作为优选方式，所述闪蒸罐4脱除的C9组分气体返回双螺杆反应器1进料口。

作为优选方式，第一精馏塔2塔底采出的C9组分部分返回双螺杆反应器1，将其中的双环戊二烯和甲基双环戊二烯进一步反应，另一部分作为产品采出。

作为优选方式，所述第一精馏塔2塔底采出的C9组分中30～50％返回双螺杆反应器1进料口，50～70％作为产品采出。

第一精馏塔2塔底采出的C9组分为C9(三甲苯类为主)和C10(四甲苯类为主)芳烃，控制该物料返回比列，一方面可将可将未聚合的C9～C10不饱和芳烃返回去进一步反应聚合。提高树脂转化率,一方面又不会因为返回物料过多,影响不饱和芳烃浓度,导致聚合度降低,进而影响树脂产品品质和收率。

作为优选方式，所述双螺杆反应器1内部压力为常压；反应温度220℃～280℃。C9原料中的双环戊二烯和双甲基环戊二烯在高温下裂解，生成环戊二烯和甲基环戊二烯气体，C9原料中的其它成分也汽化，与环戊二烯和甲基环戊二烯气体形成混和气体。

作为优选方式，所述第一精馏塔2内压力为常压，填料为高效板波填料或丝网填料，塔顶温度35℃～90℃，塔底温度160℃～280℃。

作为优选方式，所述第二精馏塔3内压力为常压，填料为高效板波填料或丝网填料，塔顶温度35℃～55℃，塔底温度70℃～100℃。

作为优选方式，所述闪蒸罐4内压力为常压，温度220℃～280℃。

作为优选方式，环戊二烯产品中环戊二烯的含量为95～99％，甲基环戊二烯产品中甲基环戊二烯的含量为92～99％。

实施例3

将含双环戊二烯、双甲基环戊二烯共38％的乙烯副产C9通入双螺杆反应器1，双螺杆反应器1反应温度220℃，裂解反应后的混和气体通入充装填料的第一精馏塔2，塔底温度280℃，塔顶温度90℃，在塔顶采出含有环戊二烯、甲基环戊二烯的馏分，第一精馏塔2常压操作；含有环戊二烯、甲基环戊二烯的馏分通入充装填料的第二精馏塔3，塔底温度100℃，塔顶温度55℃，塔顶采出98％的环戊二烯产品，塔底采出95％的甲基环戊二烯产品，第二精馏塔3常压操作；第一精馏塔2塔底采出的C9组分30％返回双螺杆反应器1进料口，70％作为C9产品外送；双螺杆反应器1出来的聚合混合物进入闪蒸罐4，闪蒸罐4温度220℃，C9组分混合气体返回双螺杆反应器1进料口，罐底采出石油树脂(热聚石油树脂产品)。

实施例4

将含双环戊二烯、双甲基环戊二烯共27％的乙烯副产C9通入双螺杆反应器1，双螺杆反应器1反应温度280℃，裂解反应后的混和气体通入装有塔板的第一精馏塔2，塔底温度260℃，塔顶温度35℃，在塔顶采出含有环戊二烯、甲基环戊二烯的馏分，第一精馏塔2常压操作；含有环戊二烯、甲基环戊二烯的馏分通入装有塔板的第二精馏塔3，塔底温度70℃，塔顶温度35℃，塔顶采出95％的环戊二烯产品，塔底采出92％的甲基环戊二烯产品，第二精馏塔3常压操作；第一精馏塔2塔底采出的C9组分50％返回双螺杆反应器1进料口，50％作为C9产品外送；双螺杆反应器1出来的聚合混合物进入闪蒸罐4，闪蒸罐4温度280℃，C9组分混合气体返回双螺杆反应器1进料口，罐底采出石油树脂。

实施例5

将含双环戊二烯、双甲基环戊二烯共43％的乙烯副产C9通入双螺杆反应器1，双螺杆反应器1反应温度240℃，裂解反应后的混和气体通入装有塔板的第一精馏塔2，塔底温度160℃，塔顶温度80℃，在塔顶采出含有环戊二烯、甲基环戊二烯的馏分；含有环戊二烯、甲基环戊二烯的馏分通入装有塔板的第二精馏塔3，塔底温度80℃，塔顶温度45℃，塔顶采出99％的环戊二烯产品，塔底采出96％的甲基环戊二烯产品，第二精馏塔3常压操作；第一精馏塔2塔底采出的C9组分35％返回双螺杆反应器1进料口，65％作为C9产品外送；双螺杆反应器1出来的聚合混合物进入闪蒸罐4，闪蒸罐4温度240℃，C9组分混合气体返回双螺杆反应器1进料口，罐底采出石油树脂。

实施例6

将乙烯副产C9和粗环戊二烯混合料，含双环戊二烯、双甲基环戊二烯共27％通入双螺杆反应器1，双螺杆反应器1反应温度260℃，裂解反应后的混和气体通入充装填料的第一精馏塔2，塔底温度180℃，塔顶温度50℃，在塔顶采出含有环戊二烯、甲基环戊二烯的馏分；含有环戊二烯、甲基环戊二烯的馏分通入充装填料的第二精馏塔3，塔底温度90℃，塔顶温度50℃，塔顶采出99％的环戊二烯产品，塔底采出93％的甲基环戊二烯产品，第二精馏塔3常压操作；第一精馏塔2塔底采出的C9组分45％返回双螺杆反应器1进料口，55％作为C9产品外送；双螺杆反应器1出来的聚合混合物进入闪蒸罐4，闪蒸罐4温度260℃，C9组分混合气体返回双螺杆反应器1进料口，罐底采出石油树脂。

为了易于说明，实施例中使用了诸如“上”、“下”、“左”、“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位(旋转90度或位于其他方位)，这里所用的空间相对说明可相应地解释。

而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种乙烯副产C9原料处理系统，其特征在于，包括双螺杆反应器、第一精馏塔、第二精馏塔和闪蒸罐，其中：

所述双螺杆反应器前端的C9原料进料口连接有C9原料供给管道，所述双螺杆反应器的第一出料口通过管道与所述第一精馏塔的塔底进料口相连通，所述第一精馏塔的塔顶采出口通过管道与所述第二精馏塔的塔底进料口相连通，所述第二精馏塔的顶部连接有环戊二烯采出管道，底部连接有甲基环戊二烯采出管道；

所述双螺杆反应器的第二出料口通过管道与所述闪蒸罐的进料口相连通，所述闪蒸罐的底部出料口连接热聚石油树脂产品排出管道。

2.如权利要求1所述的乙烯副产C9原料处理系统，其特征在于，所述第一精馏塔的塔底采出口分别通过管道与所述C9原料供给管道和C9组分排出管道相连通。

3.如权利要求1所述的乙烯副产C9原料处理系统，其特征在于，所述C9原料进料口位于所述双螺杆反应器的前端，所述第一出料口位于所述双螺杆反应器的中部，所述第二出料口位于所述双螺杆反应器的尾端。

4.如权利要求1所述的乙烯副产C9原料处理系统，其特征在于，所述闪蒸罐的顶部出料口与所述C9原料供给管道相连通。

5.如权利要求1所述的乙烯副产C9原料处理系统，其特征在于，所述的双螺杆反应器为多级双螺杆式反应器；所述的第一精馏塔为填料塔或板式塔；所述的第二精馏塔为填料塔或板式塔；所述的闪蒸罐为立式椭圆形封头闪蒸罐。

6.乙烯副产C9原料处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

乙烯副产C9原料通过C9原料供给管道通入双螺杆反应器，高温裂解后的混和气体从双螺杆反应器的第一出料口采出后通入第一精馏塔，通过精馏后从所述第一精馏塔的塔顶采出口采出含有环戊二烯和甲基环戊二烯的馏分，并通入第二精馏塔内，再次通过精馏后，从所述第二精馏塔的塔顶采出环戊二烯产品，第二精馏塔的塔底采出甲基环戊二烯产品；

从双螺杆反应器的第二出料口采出热聚石油树脂经闪蒸罐脱除C9组分气体，产出石油树脂产品。

7.如权利要求6所述乙烯副产C9原料处理方法，其特征在于，所述闪蒸罐脱除的C9组分气体返回双螺杆反应器的进料口；第一精馏塔塔底采出的C9组分部分返回双螺杆反应器，将其中的双环戊二烯和甲基双环戊二烯进一步反应，另一部分作为产品采出。

8.如权利要求6所述乙烯副产C9原料处理方法，其特征在于，所述第一精馏塔塔底采出的C9组分中30～50％返回双螺杆反应器，50～70％作为产品采出。

9.如权利要求6所述乙烯副产C9原料处理方法，其特征在于，所述双螺杆反应器内部压力为常压；反应温度220℃～280℃；

所述第一精馏塔内压力为常压，填料为高效板波填料或丝网填料，塔顶温度35℃～90℃，塔底温度160℃～280℃；

所述第二精馏塔内压力为常压，填料为高效板波填料或丝网填料，塔顶温度35℃～55℃，塔底温度70℃～100℃；

所述闪蒸罐压力为常压，温度220℃～280℃。

10.如权利要求6所述乙烯副产C9原料处理方法，其特征在于，环戊二烯产品中环戊二烯的含量为95～99％，甲基环戊二烯产品中甲基环戊二烯的含量为92～99％。

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