專利名稱：一種苯乙烯分離的工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種苯乙烯分離的工藝方法，采用變壓熱集成工藝分離乙苯/苯乙烯，將普通乙苯/苯乙烯分離塔(單塔)分為兩塔(C101A、B)操作，C101A塔操作壓力較高、C101B塔操作壓力較低，C101A塔頂部氣相直接用于加熱C101B塔底部液體，C101A、B兩塔中僅C101A塔底部需要蒸汽(或其他熱源)加熱。此工藝流程簡單，相對傳統(tǒng)單塔乙苯/苯乙烯分離塔，此工藝方法可以顯著降低乙苯/苯乙烯分離操作能耗達(dá)40％～50％。
背景技術(shù)：
苯乙烯和乙苯的沸點(diǎn)差很小，常壓下只差9℃，對于苯乙烯粗餾塔，一般塔頂要求苯乙烯含量小于1％，塔釜乙苯含量約500ppm，需要的理論級數(shù)約90個(gè)，屬典型精密精餾。
苯乙烯精餾流程可分為一次脫輕組分法和順序法兩種1.一次脫輕組分法，流程如附圖1所示。目前多采用一次脫輕組分法進(jìn)行乙苯/苯乙烯分離。采用這種方法苯乙烯在整個(gè)精餾體系中停留時(shí)間較短，不易自聚、結(jié)焦。
2.順序法，流程如附圖2所示。按沸點(diǎn)順序依次脫去各輕組分，缺點(diǎn)是苯乙烯在整個(gè)精餾體系中停留時(shí)間較長，苯乙烯自聚、結(jié)焦增多，苯乙烯損耗較一次脫輕組分法大。
苯乙烯粗餾塔按照操作狀態(tài)劃分，通常分為高溫法和低溫法兩種。
1.高溫法塔頂溫度一般高于90℃，其優(yōu)點(diǎn)是塔頂溫度高物料蒸汽可利用空冷器冷凝或利用其作為熱源，進(jìn)行綜合利用；壓力增高，塔徑減小，塔設(shè)備投資有所減少。
2.低溫法塔釜溫度一般低于110℃，塔頂絕壓約50～100mmHg，其優(yōu)點(diǎn)是精餾溫度低，乙苯/苯乙烯的相對揮發(fā)度高，有利于乙苯/苯乙烯的分離；苯乙烯不易聚合，焦油少、物耗低、阻聚劑用量少，塔內(nèi)不易被堵塞；塔釜溫度低，可利用低品位蒸汽作熱源。
對于高溫法，由于操作壓力較高，乙苯/苯乙烯的相對揮發(fā)度減小，操作回流比約9。對于低溫法，由于操作壓力較低，乙苯/苯乙烯的相對揮發(fā)度高，操作回流比約7。
不論是一次脫輕組分法，還是順序法，到目前為止，苯乙烯粗餾塔均采用單塔分離，對于這樣精密分離、操作回流比較大的物系，采用這種常規(guī)精餾，乙苯(含苯、甲苯)等輕組分全部由苯乙烯粗餾塔頂部脫除，分離操作所需的能量全部由苯乙烯粗餾塔釜再沸器加熱蒸汽提供，操作能耗較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種苯乙烯分離的工藝方法，可以克服已有技術(shù)的缺點(diǎn)。本發(fā)明是采用兩塔變壓熱集成操作脫除乙苯(含苯、甲苯)等輕組分，每臺塔的輕組分脫除量減小，并且其中一臺塔無需外部熱源加熱，可以顯著降低苯乙烯粗餾塔的操作能耗和降低甲苯脫除塔處理量及操作能耗等分離過程的能耗。因此，本發(fā)明提供的工藝方法具有顯著的實(shí)用性及經(jīng)濟(jì)效益。
本發(fā)明采用變壓熱集成工藝分離乙苯/苯乙烯，將普通乙苯/苯乙烯分離塔(單塔)分為兩塔(C101A、B，至少包含兩塔)操作，C101A塔操作壓力較高、C101B塔操作壓力較低，C101A塔頂部氣相直接用于加熱C101B塔底部液體，C101A、B兩塔中僅C101A塔底部需要蒸汽(或其他熱源)加熱。
本發(fā)明提供的工藝方法中，C101A塔頂操作壓力為20～110kpaA，優(yōu)選30～60kpaA。C101B塔頂操作壓力為1～50kpaA，優(yōu)選4～20kpaA。
本發(fā)明提供的工藝方法中，乙苯(含苯、甲苯)等輕組分由C101A、B兩塔頂部分別脫除，C101A、B兩塔各承擔(dān)了一部分乙苯(含苯、甲苯)等輕組分的脫除任務(wù)，相對常規(guī)單塔分離。并且由于C101A、B兩塔變壓熱集成操作，C101A塔頂部氣相直接用于加熱C101B塔底部液體，C101A、B兩塔中僅C101A塔底部需要蒸汽(或其他熱源)加熱，C101B塔無需其他熱源加熱。
本發(fā)明提供的工藝方法，粗苯乙烯產(chǎn)品可以全部從操作壓力低的C101B塔釜采出，C101B塔釜溫度較低，有利于降低苯乙烯聚合，物耗低、阻聚劑用量少；也可以調(diào)整操作同時(shí)由C101A、B兩塔底部采出粗苯乙烯產(chǎn)品。
本發(fā)明提供的工藝方法采用兩塔脫除乙苯(含苯、甲苯)等輕組分，若只由一塔進(jìn)料，粗苯乙烯進(jìn)料對應(yīng)塔器頂部脫除甲苯含量較高的輕組分，這部分物料去甲苯脫除塔C102塔回收其中乙苯；另一臺塔頂部脫除的乙苯中基本不含甲苯等輕組分，可以直接返回反應(yīng)部分。采用兩塔分別脫除輕組分，顯著降低甲苯脫除塔C102塔處理量，有效降低甲苯脫除塔C102塔操作能耗。
本發(fā)明提供的工藝方法采用兩塔變壓熱集成操作脫除乙苯(含苯、甲苯)等輕組分，每臺塔的輕組分脫除量減小，并且其中一臺塔(C101B)無需外部熱源加熱，這相對傳統(tǒng)單塔乙苯/苯乙烯分離塔，可以顯著降低苯乙烯粗餾塔的操作能耗。同時(shí)還可以降低甲苯脫除塔C102塔處理量及操作能耗，進(jìn)一步降低乙苯/苯乙烯分離過程的能耗。僅考慮C101A、B兩塔，與常規(guī)單塔乙苯/苯乙烯分離相比，可節(jié)省能耗40％～50％(請參見后附對比實(shí)施例)。因此，本發(fā)明提供的工藝方法具有很大的優(yōu)勢，具有顯著的實(shí)用性及經(jīng)濟(jì)效益。


圖1是一次脫輕組分法苯乙烯分離工藝流程。
圖2是順序法苯乙烯分離工藝流程。
圖3是本發(fā)明提供的苯乙烯分離節(jié)能工藝流程(一)。
圖4是本發(fā)明提供的苯乙烯分離節(jié)能工藝流程(二)。
圖5是本發(fā)明提供的苯乙烯分離節(jié)能工藝流程(三)。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明提供的一種苯乙烯分離的工藝方法，具體實(shí)施方案參照附圖詳細(xì)說明如下圖1是一次脫輕組分法苯乙烯分離工藝流程。目前多采用此方法進(jìn)行乙苯/苯乙烯分離，乙苯等輕組分被苯乙烯粗餾塔一次全部脫除，苯乙烯在整個(gè)精餾體系中停留時(shí)間較短，不易自聚、結(jié)焦。
圖2是順序法苯乙烯分離工藝流程，按物質(zhì)沸點(diǎn)順序，先在脫甲苯塔中脫除苯、甲苯等輕組分，再在粗苯乙烯塔中脫除乙苯等輕組分。
附圖3提供了苯乙烯分離節(jié)能工藝流程(一)，主要包括粗苯乙烯塔C101A、粗苯乙烯塔C101B、甲苯脫除塔C102等3臺塔。
粗苯乙烯原料1分為(1A)、(1B)兩股，分別進(jìn)入C101A、C101B兩塔，C101A塔釜由E101加熱，C101A頂部蒸汽2作為C101B塔釜熱源，給C101B塔加熱，C101A頂部蒸汽2經(jīng)E102冷凝后進(jìn)入V101，未冷凝氣相6進(jìn)入冷凝器E102B，E102B接真空系統(tǒng)，E102B冷凝液7進(jìn)入V101B。V101出口液體3一部分作為C101A回流4，另一部分5(主要為乙苯，含苯、甲苯等輕組分)采出去C102塔。C101B塔頂氣相10經(jīng)E103、E103B冷凝后進(jìn)入V102，V102出口液體11一部分作為C101B回流12，另一部分13采出(基本不含甲苯)直接返回反應(yīng)部分，回收利用。C101A塔釜物料8、C101B塔釜物料14主要均為苯乙烯，其中含有微量乙苯，少量重組分，作為粗苯乙烯產(chǎn)品，一起去苯乙烯精餾塔精制得到精苯乙烯產(chǎn)品。
物流5、物流9以及物流13一起進(jìn)入C102塔，C102塔釜經(jīng)E104加熱，頂部蒸汽15經(jīng)冷凝器E105冷凝后進(jìn)入V103，V103出口液體16一部分作為C102回流17，另一部分18采出(主要為苯、甲苯，含有微量乙苯)。這部分物料18可以繼續(xù)分離得到苯和甲苯產(chǎn)品。
在附圖3所示的流程中，可以省去V101B，E102B冷凝液直接返回V101。
在附圖3所示的流程中，E102B出口還可以設(shè)置一臺尾冷器，E102B出口氣相經(jīng)尾冷器進(jìn)一步冷凝冷卻，冷凝液返回V101B，由尾冷器抽真空。
附圖4提供了苯乙烯分離節(jié)能工藝流程(二)，主要包括粗苯乙烯塔C101A、粗苯乙烯塔C101B、甲苯脫除塔C102等3臺塔。
粗苯乙烯原料(1)進(jìn)入C101A，C101A塔釜由E101加熱，C101A頂部蒸汽2作為C101B塔釜熱源，給C101B塔加熱，C101A頂部蒸汽2經(jīng)E102冷凝后進(jìn)入V101，未冷凝氣相6進(jìn)入冷凝器E102B，E102B接真空系統(tǒng)，E102B冷凝液7進(jìn)入V101B。V101出口液體3一部分作為C101A回流4，另一部分5(主要為乙苯，含苯、甲苯等輕組分)采出去C102塔。C101A塔釜物料8進(jìn)入C101B塔，C101B塔頂氣相10經(jīng)E103、E103B冷凝后進(jìn)入V102，V102出口液體11一部分作為C101B回流12，另一部分13采出(基本不含甲苯)直接返回反應(yīng)部分，回收利用。C101B塔釜物料14主要為苯乙烯，其中含有微量乙苯，少量重組分，作為粗苯乙烯產(chǎn)品，一起去苯乙烯精餾塔精制得到精苯乙烯產(chǎn)品。
物流5及物流9一起進(jìn)入C102塔，C102塔釜經(jīng)E104加熱，頂部蒸汽15經(jīng)冷凝器E105冷凝后進(jìn)入V103，V103出口液體16一部分作為C102回流17，另一部分18采出(主要為苯、甲苯，含有微量乙苯)。這部分物料18可以繼續(xù)分離得到苯和甲苯產(chǎn)品。
在附圖4所示的流程中，可以省去V101B，E102B冷凝液直接返回V101。
在附圖4所示的流程中，E102B出口還可以設(shè)置一臺尾冷器，E102B出口氣相經(jīng)尾冷器進(jìn)一步冷凝冷卻，冷凝液返回V101B，由尾冷器抽真空。
附圖5提供了苯乙烯分離節(jié)能工藝流程(三)，主要包括粗苯乙烯塔C101A、粗苯乙烯塔C101B、甲苯脫除塔C102等3臺塔。
粗苯乙烯原料(1)進(jìn)入C101B，C101A塔釜由E101加熱，C101A頂部蒸汽2作為C101B塔釜熱源，給C101B塔加熱，C101A頂部蒸汽2經(jīng)E102冷凝后進(jìn)入V101，未冷凝氣相6進(jìn)入冷凝器E102B，E102B接真空系統(tǒng)，E102B冷凝液7進(jìn)入V101。V101出口液體3一部分作為C101A回流4，另一部分5(基本不含甲苯)采出直接返回反應(yīng)部分，回收利用。C101A塔釜物料8進(jìn)入C101B塔，C101B塔頂氣相10經(jīng)E103、E103B冷凝后進(jìn)入V102，V102出口液體11一部分作為C101B回流12，另一部分13(主要為乙苯，含苯、甲苯等輕組分)采出去C102塔。C101B抽出一股側(cè)線9，作為C101A塔進(jìn)料。C101B塔釜物料14主要為苯乙烯，其中含有微量乙苯，少量重組分，作為粗苯乙烯產(chǎn)品，一起去苯乙烯精餾塔精制得到精苯乙烯產(chǎn)品。
物流13進(jìn)入C102塔，C102塔釜經(jīng)E104加熱，頂部蒸汽15經(jīng)冷凝器E105冷凝后進(jìn)入V103，V103出口液體16一部分作為C102回流17，另一部分18采出(主要為苯、甲苯，含有微量乙苯)。這部分物料18可以繼續(xù)分離得到苯和甲苯產(chǎn)品。
本發(fā)明提供的苯乙烯分離的工藝方法中，按上述三種典型苯乙烯分離節(jié)能工藝流程，粗苯乙烯原料可以同時(shí)分別進(jìn)入C101A、B兩塔；或者，粗苯乙烯原料全部進(jìn)入C101A塔，或者全部進(jìn)入C101B塔。當(dāng)粗苯乙烯原料全部進(jìn)入C101B塔時(shí)，C101A塔進(jìn)料為C101B塔側(cè)線抽出的一股物料。
本發(fā)明提供的苯乙烯分離的工藝方法中，粗苯乙烯原料可以先進(jìn)入C101A、B(粗苯乙烯塔)進(jìn)行乙苯/苯乙烯分離，然后再進(jìn)入C102甲苯脫除塔，進(jìn)行甲苯/乙苯分離；也可以先進(jìn)入C102甲苯脫除塔，進(jìn)行甲苯/乙苯分離，再進(jìn)入C101A、B(粗苯乙烯塔)進(jìn)行乙苯/苯乙烯分離。先進(jìn)入C102甲苯脫除塔脫除甲苯后的粗苯乙烯原料，可以全部進(jìn)入C101A塔，也可以全部進(jìn)入C101B塔，或者同時(shí)分別進(jìn)入C101A、B兩塔。
本發(fā)明提供的苯乙烯分離的工藝方法中，所說的分離塔(C101A)或分離塔(C101B)可以分別連接安裝甲苯脫除塔(C102)，也可以兩塔共同連接安裝甲苯脫除塔(C102)。
以下通過對比實(shí)施例對本發(fā)明作出說明，但僅作說明而不是限制本發(fā)明。
對比實(shí)施例按50萬噸/年苯乙烯產(chǎn)品(操作時(shí)數(shù)按8000小時(shí)/年)生產(chǎn)規(guī)模計(jì)算，每小時(shí)精苯乙烯產(chǎn)品產(chǎn)量為62.5Ton/h。粗苯乙烯原料按下列典型苯乙烯原料組成計(jì)算。


按本發(fā)明提供的苯乙烯分離節(jié)能工藝流程(一)與目前廣泛采用的一次脫輕組分法、乙苯/苯乙烯分離塔(單塔)進(jìn)行了操作能耗對比，對比操作條件如下本發(fā)明提供的苯乙烯分離節(jié)能工藝流程(一)操作條件

由上述對比數(shù)據(jù)可以看出，本發(fā)明提供的苯乙烯分離節(jié)能工藝流程(一)與目前廣泛采用的一次脫輕組分法、乙苯/苯乙烯分離塔(單塔)操作能耗降低了(0.970-0.549)/0.970×100％＝43.4％每小時(shí)可節(jié)省蒸汽60.64-34.30＝26.34噸。
每年可節(jié)省蒸汽26.34×8000＝210720噸(21.07萬噸)。
具有顯著經(jīng)濟(jì)效益。
權(quán)利要求
1.一種苯乙烯分離的工藝方法，它是將含有苯、甲苯、乙苯和苯乙烯的粗苯乙烯原料混合物進(jìn)入粗苯乙烯分離塔，其特征在于所說的粗苯乙烯分離塔至少包含分離塔(C101A)和分離塔(C101B)；粗苯乙烯原料進(jìn)入分離塔(C101A)和分離塔(C101B)兩塔，分別由該兩塔的頂部脫除乙苯、苯和甲苯輕組分，從兩塔的底部得到含微量乙苯的粗苯乙烯產(chǎn)品，或只由分離塔(C101B)的底部得到含微量乙苯的粗苯乙烯產(chǎn)品；所說的分離塔(C101A)的操作壓力大于分離塔(C101B)的操作壓力；所說的分離塔(C101A)的頂部氣相直接用于加熱分離塔(C101B)的底部液體，分離塔(C101A)的底部加熱。
2.按照權(quán)利要求1所說的工藝方法，其特征在于所說的分離塔(C101A)或分離塔(C101B)分別再連接安裝或兩塔共同連接安裝甲苯脫除塔(C102)。
3.按照權(quán)利要求1所說的工藝方法，其特征在于所說的分離塔(C101A)的塔頂操作壓力為20～110kpaA，優(yōu)選30～60kpaA。
4.按照權(quán)利要求1所說的工藝方法，其特征在于所說的分離塔(C101B)的塔頂操作壓力為1～50kpaA，優(yōu)選4～20kpaA。
5.按照權(quán)利要求1所說的工藝方法，其特征在于所說的粗苯乙烯原料同時(shí)分別進(jìn)入分離塔(C101A)、分離塔(C101B)兩塔；或者粗苯乙烯原料全部進(jìn)入分離塔(C101A)，或者全部進(jìn)入分離塔(C101B)，當(dāng)粗苯乙烯原料全部進(jìn)入分離塔(C101B)時(shí)，分離塔(C101A)進(jìn)料為分離塔(C101B)側(cè)線抽出的一股物料。
6.按照權(quán)利要求1-2所說的工藝方法，其特征在于所說的粗苯乙烯原料可以先進(jìn)入分離塔(C101A)、分離塔(C101B)兩塔進(jìn)行乙苯/苯乙烯分離，然后再進(jìn)入甲苯脫除塔(C102)，進(jìn)行甲苯/乙苯分離；或先進(jìn)入甲苯脫除塔(C102)，進(jìn)行甲苯/乙苯分離，再進(jìn)入分離塔(C101A)、分離塔(C101B)兩塔進(jìn)行乙苯/苯乙烯分離；先進(jìn)入甲苯脫除塔(C102)脫除甲苯后的粗苯乙烯原料，可以全部進(jìn)入分離C101A、分離塔(C101B)兩塔。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種苯乙烯分離的工藝方法，采用變壓熱集成工藝分離乙苯/苯乙烯，將普通乙苯/苯乙烯分離塔(單塔)分為兩塔(C101A、B)操作，C101A塔操作壓力較高、C101B塔操作壓力較低，C101A塔頂部氣相直接用于加熱C101B塔底部液體，C101A、B兩塔中僅C101A塔底部需要蒸汽(或其他熱源)加熱。此工藝流程簡單，相對傳統(tǒng)單塔乙苯/苯乙烯分離塔，此工藝方法可以顯著降低乙苯/苯乙烯分離操作能耗達(dá)40％～50％。
文檔編號C07C15/00GK1693298SQ20051001335
公開日2005年11月9日 申請日期2005年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月26日
發(fā)明者藍(lán)仁水, 黃貴明 申請人:藍(lán)仁水