CN203890269U - 乙苯/苯乙烯分离塔塔顶热回收工艺用装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于乙苯/苯乙烯分离塔塔顶热回收技术领域，特别涉及一种乙苯/苯乙烯分离塔塔顶热回收工艺用装置，包括乙苯/苯乙烯分离塔，乙苯/苯乙烯分离塔底部安装塔底再沸器，乙苯/苯乙烯分离塔顶通过管道连通塔顶冷凝器，塔顶冷凝器顶部出口连接压缩机，压缩机连通塔底再沸器，塔底再沸器出口连通工质贮罐，工质贮罐通过泵连通塔顶冷凝器的底部入口。本实用新型由于工质的汽化温度较乙苯低，故使工质汽化的真空度要远低于塔顶压力，这样压缩机入口压力要高于直接压缩塔顶气的压力，也就是说压缩机的入口流量与直接压缩塔顶气量相比要小很多，对于15万吨/年规模的苯乙烯装置，一台螺杆压缩机即可，大大降低了设备投资。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种乙苯/苯乙烯分离塔塔顶热回收工艺用装置，属于乙苯/苯乙烯分离塔塔顶热回收技术领域。
背景技术
苯乙烯单体是重要的基本有机化工原料，广泛用于生产聚苯乙烯(PS)、泡沫聚苯乙烯(EPS)、ABS和SAN树脂，此外还可用于生产离子交换树脂、农用乳化剂、医药品、涂料等，是石油化工的主要基础产品和重要的有机化工原料，为仅次于PE、PVC、EO的第四大乙烯衍生产品，产量在合成树脂中仅次于PE、PVC，位居第三。
苯乙烯绝大部分都是通过乙苯脱氢生产工艺得到的，其工艺技术主要有绝热脱氢工艺、等温脱氢工艺和氧化脱氢工艺。其中最成熟且应用最广泛的是负压绝热脱氢工艺。苯乙烯生产过程的能耗主要集中在反应单元和精馏单元，反应单元的能耗主要取决于水/烃比(0.9-1.5)的大小，精馏单元的能耗主要取决于乙苯/苯乙烯分离塔的能耗。由于苯乙烯在工业苯乙烯装置所采用的温度范围内，温度每提高10℃，不受抑制的苯乙烯聚合速度就会增加一倍；另由于乙苯和苯乙烯的沸点差很小，常压下相差仅9℃，相对挥发度很低，为此精馏分离苯乙烯的过程需要在高真空、高理论板数的精馏塔和大回流比条件下进行操作，因此乙苯/苯乙烯分离塔的操作能耗很高，其综合能耗占苯乙烯单元的30％。
针对乙苯/苯乙烯分离塔塔顶的低温热量的回收，国内外都进行了大量的研究工作，提出了多种技术方案，其中包括：蒸汽喷射技术、直接蒸汽压缩的热泵技术、以水为压缩工质的间接循环热泵技术、双塔变压精馏节能技术、共沸热回收技术、第二类溴化锂热泵技术以及分壁精馏塔技术。
目前，塔顶低温热回收技术在工业装置中得到实际应用的主要有：共沸热回收技术和双塔变压精馏节能技术。共沸热回收技术可以回收塔顶物流80-90％的热量，双塔变压精馏节能技术可以回收塔顶物流40-50％的热量。
共沸热回收技术：美国专利US4628136公布了一种回收乙苯/苯乙烯分离塔塔顶低温热的方法，该方法利用塔顶蒸汽来蒸发乙苯和水的共沸物。要实现该方法需提高乙苯/苯乙烯分离塔的操作压力在38kpaA以上，才能保证有足够的温差来蒸发乙苯和水的共沸物。
然而在提高乙苯/苯乙烯分离塔塔顶操作压力的同时，乙苯/苯乙烯分离塔塔釜的温度也随之升高，温度的升高将导致苯乙烯的聚合速率增加，从而带来直接的苯乙烯收率损失。对于苯乙烯单体来说，根据实验数据及文献介绍，苯乙烯在100摄氏度以上时，温度每升高6～7℃，苯乙烯聚合速率约增加一倍，因此，从经济性考虑为避免苯乙烯聚合损失和昂贵的阻聚剂用量的大幅增加，乙苯/苯乙烯分离塔塔顶操作压力不宜过高。从目前装置运行情况看，阻聚剂用量是常规负压精馏的一倍以上，且聚合损失增加较大，并发生了塔聚合堵塞需要停车处理的情况。
双塔变压精馏节能技术：美国专利US6171449公开了一种变压精馏节能技术，其技术要点是先将来自反应器的混合物流中所含甲苯及比甲苯沸点低的轻组分脱除，将剩余的物流按比例分成两股分别进入两个操作压力不同的精馏塔，用高压操作的精馏塔的塔顶蒸汽作为低压操作精馏塔塔釜的热源，与普通的精馏工艺相比可节能40-50％，但这种精馏工艺中苯乙烯需受热三次，增加了苯乙烯的聚合损失，同时增加了一个精馏塔，操作及流程更加复杂，投资也大大增加。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是：提供一种结构简单易行，成本低，且无腐蚀性，有效减少苯乙烯聚合损失，同时大大降低苯乙烯分离能耗的乙苯/苯乙烯分离塔塔顶热回收工艺用装置。
本实用新型所述的乙苯/苯乙烯分离塔塔顶热回收工艺用装置，包括乙苯/苯乙烯分离塔，乙苯/苯乙烯分离塔底部安装塔底再沸器，乙苯/苯乙烯分离塔顶通过管道连通塔顶冷凝器，塔顶冷凝器顶部出口连接压缩机，压缩机连通塔底再沸器，塔底再沸器出口连通工质贮罐，工质贮罐通过泵连通塔顶冷凝器的底部入口。
塔顶冷凝器可通入工质，对塔顶气相物流进行冷却，塔顶冷凝器内的工质受热蒸发，蒸发后的工质物流经压缩机压缩后做为塔底再沸器的热源，冷凝后的工质返回到工质贮罐，工质贮罐通过泵向塔顶冷凝器提供工质物流，完成一个工质流程循环。
所述的压缩机为螺杆压缩机。成本低，容易实现，方便连接。
本实用新型的有益效果是：
工艺及结构合理，容易实现塔顶热回收，由于工质的汽化温度较乙苯低，故使工质汽化的真空度要远低于塔顶压力，这样压缩机入口压力要高于直接压缩塔顶气的压力，也就是说压缩机的入口流量与直接压缩塔顶气量相比要小很多，对于15万吨/年规模的苯乙烯装置，一台螺杆压缩机即可，大大降低了设备投资。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图中：1、乙苯/苯乙烯分离塔2、塔顶冷凝器3、压缩机4、工质贮罐5、泵6、塔底再沸器。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步描述：
如图1所示，本实用新型所述的乙苯/苯乙烯分离塔塔顶热回收工艺用装置，包括乙苯/苯乙烯分离塔1，乙苯/苯乙烯分离塔1底部安装塔底再沸器6，乙苯/苯乙烯分离塔1顶通过管道连通塔顶冷凝器2，塔顶冷凝器2顶部出口连接压缩机3，压缩机3连通塔底再沸器6，塔底再沸器6出口连通工质贮罐4，工质贮罐4通过泵5连通塔顶冷凝器2的底部入口。
图示中的箭头为工质及乙苯/苯乙烯分离塔塔顶和塔底物料的走向示意。
工作时，从脱氢反应单元来的脱氢液进入乙苯/苯乙烯分离塔1，塔顶气相物流进入塔顶冷凝器2加热循环工质物流，使工质物流蒸发，同时塔顶气相得到冷凝，冷凝后的塔顶气相一部分返回乙苯/苯乙烯分离塔1回流，另一部分物流进入下一个分离系统；蒸发后的工质物流经压缩机3压缩后做为塔底再沸器6的热源，冷凝后的工质返回到工质贮罐4，工质贮罐4通过泵5向塔顶冷凝器2提供工质物流，完成一个工质流程循环。
实施例1：
乙苯/苯乙烯分离塔1塔顶分离出的气相物料流入塔顶冷凝器2冷凝，气相物料对塔顶冷凝器内的工质加热，受热蒸发的工质进入压缩机3，经压缩机3排出后的工质进入塔底再沸器6，从塔底再沸器6流出的工质流入工质贮罐4内，工质贮罐4内的工质通过泵5流入塔顶冷却器2内。乙苯/苯乙烯分离塔1塔顶的压力12KPa，温度为71℃；塔底压力为21KPaA，温度为96℃；工质进压缩机3的温度为60℃,工质经压缩后出口温度为125℃，工质为水。
实施例2：
乙苯/苯乙烯分离塔1塔顶分离出的气相物料流入塔顶冷凝器2冷凝，气相物料对塔顶冷凝器2内的工质加热，受热蒸发的工质进入压缩机3，经压缩机3排出后的工质进入塔底再沸器6，从塔底再沸器6流出的工质流入工质贮罐4内，工质贮罐4内的工质通过泵5流入塔顶冷却器2内。乙苯/苯乙烯分离塔1塔顶的压力24KPa，温度为89℃；塔底压力为33KPa，温度为108℃；工质进压缩机3的温度为80℃,工质经压缩后出口温度为138℃，工质为水。
Claims (2)
1.一种乙苯/苯乙烯分离塔塔顶热回收工艺用装置，包括乙苯/苯乙烯分离塔(1)，乙苯/苯乙烯分离塔(1)底部安装塔底再沸器(6)，其特征在于：乙苯/苯乙烯分离塔(1)顶通过管道连通塔顶冷凝器(2)，塔顶冷凝器(2)顶部出口连接压缩机(3)，压缩机(3)连通塔底再沸器(6)，塔底再沸器(6)出口连通工质贮罐(4)，工质贮罐(4)通过泵(5)连通塔顶冷凝器(2)的底部入口。
2.根据权利要求1所述的乙苯/苯乙烯分离塔塔顶热回收工艺用装置，其特征在于：压缩机(3)为螺杆压缩机。
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| CN113440882A (zh) * | 2021-07-07 | 2021-09-28 | 华东理工大学 | 一种应用于苯乙烯分离系统的装置及方法 |
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