CN211570500U - 用于苯乙烯副产物焦油中有效组分回收系统 - Google Patents

用于苯乙烯副产物焦油中有效组分回收系统 Download PDF

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Abstract

本实用新型提供一种用于苯乙烯副产物焦油中有效组分回收系统。所述用于苯乙烯副产物焦油中有效组分回收系统,包括:精馏塔;塔顶冷凝器,所述塔顶冷凝器通过输送管连通于所述精馏塔的顶部;回收罐,所述回收罐通过连接管连通与所述塔顶冷凝器的输出端,所述回收罐的一侧通过输料管与回收泵的输入端连通;塔釜泵,所述塔釜泵的输入端通过连接管连通于所述精馏塔的底端。本实用新型提供的用于苯乙烯副产物焦油中有效组分回收系统具有利用焦油负压精馏耦合塔釜循环焦油催化裂解制备单体苯乙烯的方法,可使苯乙烯副产物焦油中90%以上的有效组分(苯乙烯和聚苯乙烯)分离出来,可降低副产物中苯乙烯组分的物料损耗。

Description

用于苯乙烯副产物焦油中有效组分回收系统
技术领域
本实用新型涉及苯乙烯副产物焦油有效组分回收领域,尤其涉及一种用于苯乙烯副产物焦油中有效组分回收系统。
背景技术
苯乙烯焦油是苯乙烯精馏提纯时产生的残渣,一般具有高沸点、高粘度,其中苯乙烯含量10%-60%,苯乙烯二聚体(聚苯乙烯)20%,其他为反应过程中的重质副产物与精馏过程中添加的阻聚剂等。工业上一般的处理方法是作为燃料烧掉或作为工业用涂料和粘合剂,没有使苯乙烯焦油得到更充分更有效的利用。随着苯乙烯系列高分子材料的发展和应用,苯乙烯生产规模的日趋扩大,苯乙烯焦油量也随之增加。合理有效地利用苯乙烯焦油,不仅对降低苯乙烯精馏成本,提高苯乙烯回收率有实际意义。
现有回收苯乙烯焦油一般采用两种方法:一是通过绝热闪蒸对焦油进行蒸发,回收其中的轻质组分,例如专利CN02155115.4和专利CN02111311.4利用此技术回收焦油中苯乙烯的方法和装置,但效率较低,利用很大的循环量仅能使焦油中苯乙烯的含量降到15%左右,能耗和物料损耗较大,经济性不高。二是利用负压精馏方法对其中苯乙烯进行一次回收,例如专利CN200810042116.6仅仅将未形成聚合态的苯乙烯单体回收,大量的聚合态苯乙烯不能得以回收利用,对于30万吨苯乙烯装置副产2.9吨/小时焦油,回收苯乙烯单体后残余物中扔含二聚苯乙烯65%,造成了巨大的经济损失。
因此,有必要提供一种用于苯乙烯副产物焦油中有效组分回收系统解决上述技术问题。
实用新型内容
本实用新型提供一种用于苯乙烯副产物焦油中有效组分回收系统,解决了现有回收苯乙烯焦油回收有效成分能耗和物料损耗较大的问题。
为解决上述技术问题,本实用新型提供的用于苯乙烯副产物焦油中有效组分回收系统,包括:
精馏塔;
塔顶冷凝器,所述塔顶冷凝器通过输送管连通于所述精馏塔的顶部;
回收罐,所述回收罐通过连接管连通与所述塔顶冷凝器的输出端,所述回收罐的一侧通过输料管与回收泵的输入端连通;
塔釜泵,所述塔釜泵的输入端通过连接管连通于所述精馏塔的底端;
再沸器,所述再沸器的输入端他通过连接管连通于所述精馏塔的一侧;
裂解反应器,所述裂解反应器通过反应管连通于所述塔釜泵的输出端;
裂解产物收集罐,所述裂解产物收集罐通过输料管连通于所述裂解反应器的输出端,所述裂解产物收集罐的一端连通有输送泵。
优选的,所述裂解产物收集罐的一侧通过连接管与所述输送管连通。
优选的,所述裂解反应器的管程内部装填有氧化铁系催化剂,且所述反应管靠近所述裂解反应器的端部设置有高沸点溶剂油。
通过加入高沸点溶剂油可以明显改变催化裂解残余物的流动性,便于最后的放料以及催化裂解催化剂的保护,防止随着反应的进行,裂解残余物覆盖催化剂影响裂解反应。
优选的,所述裂解反应器内部温度设置为320-450℃。
优选的,所述精馏塔塔顶的塔压为46KPaA且温度为78-82℃,所述精馏塔塔釜的温度设置为118-124℃。
将精馏塔塔顶控制塔压46KPaA,80℃,塔釜122℃。塔顶可得到含苯乙烯88.5%(重量分数)的气相产物1.25吨,釜液1.7吨中苯乙烯4%(重量分数),二聚苯乙烯65%(重量分数)。
优选的,所述高沸点溶剂油的重量占裂解原料重量的5-15%。
催化裂解反应器床层温度设置为340℃,补充溶剂油重量占裂解原料重量的5-15%,气相裂解产物苯乙烯单体为98%(重量分数),液相残余物中二聚苯乙烯为11%(重量分数)。
优选的,所述裂解反应器的一侧连通有送气管,所述裂解反应器的另一侧连通有排液管。
所述裂解反应器的一侧连通有进液管,所述进液管上设置有旋转组件,所述旋转组件包括固定管,所述固定管固定于所述进液管表面的顶部,所述进液管表面的顶部且与所述固定管位置对应处开设有通孔。
优选的,所述固定管的内部固定连接有轴承,所述轴承的内部贯穿有输液管,所述输液管的底端通过通孔延伸至所述进液管的内部,所述输液管的底端连通有转动盘,所述转动盘的周侧面连通有L形管。
通过设置轴承便于输液管的转动,通过在转动盘的中周侧面均匀阵列连通L形管,当溶剂油通过L形管喷出时,通过喷出是液体的反作用力,使转动盘逆时针转动,从而使溶剂油通过L形管旋转喷射出来与进入的焦油进行更加充分的混合,更好的交底焦油的粘稠度,提高二聚苯乙烯的裂解率。
优选的,所述输液管的表面且位于通孔的内部粘接有密封圈,所述轴承的底部固定连接有密封垫,所述转动盘的底部固定连接有支撑杆,所述支撑杆的底端与所述进液管内壁的底部转动连接,所述输液管的顶端设置有第一连接法兰,所述进液管的一端设置有第二连接法兰
密封圈和密封垫提高密封性,防止液体通过通孔渗出。
与相关技术相比较,本实用新型提供的用于苯乙烯副产物焦油中有效组分回收系统具有如下有益效果:
本实用新型提供一种用于苯乙烯副产物焦油中有效组分回收系统,利用焦油负压精馏耦合塔釜循环焦油催化裂解制备单体苯乙烯的方法,可使苯乙烯副产物焦油中90%以上的有效组分(苯乙烯和聚苯乙烯)分离出来,可降低副产物中苯乙烯组分的物料损耗。
在提高苯乙烯副产物焦油中有效组分回收率的同时,向裂解原料中加入了一种廉价易得的高沸点溶剂油,如石蜡、石墨高温油或高温链条油等,用量优选为裂解原料的5-15%,明显改变了催化裂解残余物的流动性,便于最后的放料以及催化裂解催化剂的保护,防止随着反应的进行,裂解残余物覆盖催化剂影响裂解反应;
对于年产30万吨苯乙烯的装置中,采用该装置系统处理2.9吨/小时精馏工段外送焦油,可回收含苯乙烯92.8%(重量分数)的粗苯乙烯2.28吨/小时,外送残余物0.874吨/小时,按照苯乙烯单价8000元/吨,未处理的苯乙烯精馏产物焦油3000元/吨,一年操作时间8000小时计算,相比未做任何回收处理直接外卖,采用该系统一年可回收约6500万元的经济价值;相比仅仅依靠负压精馏焦油回收苯乙烯的装置,采用该系统一年可回收约6400万元的经济价值。
附图说明
图1为本实用新型提供的用于苯乙烯副产物焦油中有效组分回收系统的第一实施例的系统流程图;
图2为本实用新型提供的用于苯乙烯副产物焦油中有效组分回收系统的第二实施例的系统流程图;
图3为图2所示的进液管的剖视图;
图4为图2所示转动盘的仰视图。
图中标号:1、精馏塔,2、塔顶冷凝器,3、回收罐,4、回收泵,5、塔釜泵,6、再沸器,7、输送泵,8、裂解产物收集罐,9、裂解反应器,10、进液管,11、旋转组件,111、固定管,112、轴承,113、输液管,114、转动盘,115、L形管,116、密封垫,117、第二连接法兰,118、密封圈,119、支撑杆,12、第二连接法兰。
具体实施方式
下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步说明。
第一实施例
请结合参阅图1,其中,图1为本实用新型提供的用于苯乙烯副产物焦油中有效组分回收系统的一种较佳实施例的系统流程图。用于苯乙烯副产物焦油中有效组分回收系统,包括:
精馏塔1;
塔顶冷凝器2,所述塔顶冷凝器2通过输送管连通于所述精馏塔1的顶部;
回收罐3,所述回收罐3通过连接管连通与所述塔顶冷凝器2的输出端,所述回收罐3的一侧通过输料管与回收泵4的输入端连通;
塔釜泵5,所述塔釜泵5的输入端通过连接管连通于所述精馏塔1的底端;
再沸器6,所述再沸器6的输入端他通过连接管连通于所述精馏塔1的一侧;
裂解反应器9,所述裂解反应器9通过反应管连通于所述塔釜泵5的输出端;
裂解产物收集罐8,所述裂解产物收集罐8通过输料管连通于所述裂解反应器9的输出端,所述裂解产物收集罐8的一端连通有输送泵7。
再沸器6通过管线与塔釜泵5连通。
所述裂解产物收集罐8的一侧通过连接管与所述输送管连通。
即裂解产物收集罐8内部收集的裂解气相产物,经气液分离后,含苯乙烯单体的气相产物通过连接管送到苯乙烯回收精馏塔塔顶冷凝器2前,与塔顶气态苯乙烯单体汇合后冷凝收集.
所述裂解反应器9的管程内部装填有氧化铁系催化剂,且所述反应管靠近所述裂解反应器9的端部设置有高沸点溶剂油。
高沸点溶剂油为廉价易得的石蜡、石墨高温油或高温链条油等,且通过引一根管线在催化裂解反应器9的封头处补入。
所述裂解反应器9内部温度设置为320-450℃。
催化裂解反应器9床层温度优选为设置为340℃。
所述精馏塔1塔顶的塔压为46KPaA且温度为78-82℃,所述精馏塔1塔釜的温度设置为118-124℃。
精馏塔1塔顶的温度优选为80℃,塔釜的温度优选为122℃。
所述高沸点溶剂油的重量占裂解原料重量的5-15%。
所述裂解反应器9的一侧连通有送气管,所述裂解反应器9的另一侧连通有排液管。
送气管用于向裂解反应器9内部输送加热蒸汽,排液管用于将裂解反应器9内部的蒸汽凝液排出。
使用该装置及流程,在年产26万吨苯乙烯装置中,苯乙烯精馏工段送来的2.9吨焦油原料中,苯乙烯44%(重量分数),苯乙烯二聚体39%(重量分数),甲基苯乙烯0.1%(重量分数),阻聚剂2%(重量分数),其余为重质重组份。
苯乙烯回收精馏塔1塔顶控制塔压6KPaA,80℃,塔釜122℃,塔顶可得到含苯乙烯88.5%(重量分数)的气相产物1.25吨,釜液1.7吨中苯乙烯4%(重量分数),二聚苯乙烯65%(重量分数)。
催化裂解反应器9床层温度340℃,补充溶剂油204kg,气相裂解产物1.03吨中苯乙烯单体98%(重量分数),液相残余物0.87吨中二聚苯乙烯为11%(重量分数)
本实用新型提供的用于苯乙烯副产物焦油中有效组分回收系统的工作原理如下:
苯乙烯精馏工段得到的焦油中,苯乙烯含量在30-50%,苯乙烯二聚体含量在10-20%,甲基苯乙烯含量1%,阻聚剂2%,其余为重质重组份。
将苯乙烯精馏重质釜液焦油引入苯乙烯回收精馏塔1内,精馏塔1塔顶压力控制在46KPaA,利用负压精馏方法将塔釜温度控制在120℃左右,塔顶精馏分出的气态苯乙烯单体经塔顶冷凝器2冷凝后进入到回收罐3收集;
精馏塔1塔釜残余组分一部分进入再沸器6,剩余部分经塔釜泵5增压后送入催化裂解反应器9的顶部;
氧化铁系催化剂装填在裂解反应器的管程内,对裂解原料进行催化反应,同时在输送裂解原料管线内补入一定量的溶剂油稀释,溶剂油通过引一根管线在催化裂解反应器9的封头处补入,可以降低焦油粘度,可提高二聚苯乙烯的裂解率;
通过送气管向裂解反应器9内部通入加热蒸汽,控制催化裂解温度在340℃,可将90-95%的二聚苯乙烯转化为苯乙烯单体;
裂解气相产物进入裂解产物收集罐8,经气液分离后,含苯乙烯单体的气相产物送到苯乙烯回收精馏塔塔顶冷凝器2前,与塔顶气态苯乙烯单体汇合后冷凝收集,液相残余物经输送泵7增压外送收集。
与相关技术相比较,本实用新型提供的用于苯乙烯副产物焦油中有效组分回收系统具有如下有益效果:
利用焦油负压精馏耦合塔釜循环焦油催化裂解制备单体苯乙烯的方法,可使苯乙烯副产物焦油中90%以上的有效组分(苯乙烯和聚苯乙烯)分离出来,可降低副产物中苯乙烯组分的物料损耗。
在提高苯乙烯副产物焦油中有效组分回收率的同时,向裂解原料中加入了一种廉价易得的高沸点溶剂油,如石蜡、石墨高温油或高温链条油等,用量优选为裂解原料的5-15%,明显改变了催化裂解残余物的流动性,便于最后的放料以及催化裂解催化剂的保护,防止随着反应的进行,裂解残余物覆盖催化剂影响裂解反应;
对于年产30万吨苯乙烯的装置中,采用该装置系统处理2.9吨/小时精馏工段外送焦油,可回收含苯乙烯92.8%(重量分数)的粗苯乙烯2.28吨/小时,外送残余物0.874吨/小时,按照苯乙烯单价8000元/吨,未处理的苯乙烯精馏产物焦油3000元/吨,一年操作时间8000小时计算,相比未做任何回收处理直接外卖,采用该系统一年可回收约6500万元的经济价值;相比仅仅依靠负压精馏焦油回收苯乙烯的装置,采用该系统一年可回收约6400万元的经济价值。
第二实施例
请结合参阅图2、图3和图4,基于本申请的第一实施例提供的用于苯乙烯副产物焦油中有效组分回收系统,本申请的第二实施例提出另一种用于苯乙烯副产物焦油中有效组分回收系统。第二实施例仅仅是第一实施例优选的方式,第二实施例的实施对第一实施例的单独实施不会造成影响。
具体的,本申请的第二实施例提供的用于苯乙烯副产物焦油中有效组分回收系统的不同之处在于,用于苯乙烯副产物焦油中有效组分回收系统,所述裂解反应器9的一侧连通有进液管10,所述进液管10上设置有旋转组件11,所述旋转组件11包括固定管111,所述固定管111固定于所述进液管10表面的顶部,所述进液管10表面的顶部且与所述固定管111位置对应处开设有通孔。
所述固定管111的内部固定连接有轴承112,所述轴承112的内部贯穿有输液管113,所述输液管113的底端通过通孔延伸至所述进液管10的内部,所述输液管113的底端连通有转动盘114,所述转动盘114的周侧面连通有L形管115。
轴承112与固定管111固定方式为粘接或者焊接,输液管113固定连接在轴承112内圈的内表面,固定方式为粘接或者焊接,转动盘114内部为空腔结构,L形管115的数量优选为六个,且均匀阵列连通在转动盘114的表面,且L形管115的朝向相同。
所述输液管113的表面且位于通孔的内部粘接有密封圈118,所述轴承112的底部固定连接有密封垫116,所述转动盘114的底部固定连接有支撑杆119,所述支撑杆119的底端与所述进液管10内壁的底部转动连接,所述输液管113的顶端设置有第一连接法兰117,所述进液管10的一端设置有第二连接法兰12。
密封垫116和密封圈118为硅胶材质,第一连接法兰117与输送溶剂油的管线连接,第二连接法兰12与反应管连接,密封垫116粘接在轴承112外圈的底部,支撑杆119对转动盘114进行支撑,提高整个结构的稳定性,支撑杆119通过转动件转动连接与进液管10内壁的底部。
溶剂油通过水泵泵入到输液管113内部,通过在转动盘114的中周侧面均匀阵列连通L形管115喷出时,通过喷出是液体的反作用力,使转动盘114逆时针转动,从而使溶剂油通过L形管115旋转喷射出来与进入的焦油进行更加充分的混合,更好的交底焦油的粘稠度,提高二聚苯乙烯的裂解率
以上所述仅为本实用新型的实施例,并非因此限制本实用新型的专利范围,凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其它相关的技术领域,均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于苯乙烯副产物焦油中有效组分回收系统,其特征在于,包括:
精馏塔;
塔顶冷凝器,所述塔顶冷凝器通过输送管连通于所述精馏塔的顶部;
回收罐,所述回收罐通过连接管连通与所述塔顶冷凝器的输出端,所述回收罐的一侧通过输料管与回收泵的输入端连通;
塔釜泵,所述塔釜泵的输入端通过连接管连通于所述精馏塔的底端;
再沸器,所述再沸器的输入端他通过连接管连通于所述精馏塔的一侧;
裂解反应器,所述裂解反应器通过反应管连通于所述塔釜泵的输出端;
裂解产物收集罐,所述裂解产物收集罐通过输料管连通于所述裂解反应器的输出端,所述裂解产物收集罐的一端连通有输送泵。
2.根据权利要求1所述的用于苯乙烯副产物焦油中有效组分回收系统,其特征在于,所述裂解产物收集罐的一侧通过连接管与所述输送管连通。
3.根据权利要求1所述的用于苯乙烯副产物焦油中有效组分回收系统,其特征在于,所述裂解反应器的管程内部装填有氧化铁系催化剂,且所述反应管靠近所述裂解反应器的端部设置有高沸点溶剂油。
4.根据权利要求1所述的用于苯乙烯副产物焦油中有效组分回收系统,其特征在于,所述裂解反应器内部温度设置为320-450℃。
5.根据权利要求1所述的用于苯乙烯副产物焦油中有效组分回收系统,其特征在于,所述精馏塔塔顶的塔压为46KPaA且温度为78-82℃,所述精馏塔塔釜的温度设置为118-124℃。
6.根据权利要求3所述的用于苯乙烯副产物焦油中有效组分回收系统,其特征在于,所述高沸点溶剂油的重量占裂解原料重量的5-15%。
7.根据权利要求1所述的用于苯乙烯副产物焦油中有效组分回收系统,其特征在于,所述裂解反应器的一侧连通有送气管,所述裂解反应器的另一侧连通有排液管。
8.根据权利要求1所述的用于苯乙烯副产物焦油中有效组分回收系统,其特征在于,所述裂解反应器的一侧连通有进液管,所述进液管上设置有旋转组件,所述旋转组件包括固定管,所述固定管固定于所述进液管表面的顶部,所述进液管表面的顶部且与所述固定管位置对应处开设有通孔。
9.根据权利要求8所述的用于苯乙烯副产物焦油中有效组分回收系统,其特征在于,所述固定管的内部固定连接有轴承,所述轴承的内部贯穿有输液管,所述输液管的底端通过通孔延伸至所述进液管的内部,所述输液管的底端连通有转动盘,所述转动盘的周侧面连通有L形管。
10.根据权利要求9所述的用于苯乙烯副产物焦油中有效组分回收系统,其特征在于,所述输液管的表面且位于通孔的内部粘接有密封圈,所述轴承的底部固定连接有密封垫,所述转动盘的底部固定连接有支撑杆,所述支撑杆的底端与所述进液管内壁的底部转动连接,所述输液管的顶端设置有第一连接法兰,所述进液管的一端设置有第二连接法兰。
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