用于苯乙烯精馏的节能方法技术

本发明专利技术涉及一种用于含乙苯和苯乙烯物流精馏的节能方法，主要解决现有生产苯乙烯的过程中，精馏分离过程的流程长，投资大、能耗高，苯乙烯损失大的技术问题。本发明专利技术通过采用包括以下步骤：以含乙苯、苯乙烯的混合物为原料，原料首先进入分壁精馏塔的分壁段一侧，经分离在分壁段另一侧得苯乙烯，在分壁精馏塔分壁段以下分离段底部得焦油等重组份，其中含有少量的苯乙烯；在分壁精馏塔分壁段以上分离段顶部得含乙苯的汽相物流Ⅰ；物流Ⅰ先与由物流Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ组成的混合物热交换，然后部分循环至分壁精馏塔分壁段以上分离段的顶部，另一部分进入乙苯回收塔的中部，经分离，在乙苯回收塔的顶部得甲苯及沸点比甲苯低的轻组份，在乙苯回收塔底得乙苯的技术方案，较好地解决了上述技术问题，可以用于乙苯脱氢生产苯乙烯过程中苯乙烯分离精制的工业生产中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，特别是关于一种从含乙苯、苯乙烯物流 中分离精制乙苯和苯乙烯并节约投资和能量的精馏方法。
技术介绍
苯乙烯是最重要的烯烃之一，99%的苯乙烯都是通过乙苯脱氢生产工艺得到的。乙苯 脱氢生产苯乙烯的工艺技术主要有绝热脱氢工艺、等温脱氢工艺和脱氢选择性氧化工艺。 其中最成熟、应用最广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、精馏单元和公用工程部分(主要是冷却水和空冷器的能耗)。乙苯的脱氢反应是在较大 的水比( 1.3)和高温度( 600'C)下进行的吸热反应，从反应器出来的反应产物中分离出纯 的苯乙烯一般需要3 4个精馏塔。苯乙烯分离的3塔流程是先在第一精馏塔(粗苯乙烯塔) 塔顶分离出乙苯及比乙苯沸点更低的轻组份，再通过第二精馏塔将乙苯与比乙苯沸点更低 的轻组份分离，乙苯循环回反应器作为进料，第一精馏塔釜得到的粗苯乙烯在第三精馏塔 中再精馏，并从塔顶得到苯乙烯产品，塔釜得到异丙苯、对二乙苯、叔丁基邻苯二酚、a 一甲基苯乙烯、无硫阻聚剂、苯乙烯低聚物及焦油等重组份。由于苯乙烯在常温下即可以 聚合，且温度每升高l(TC其聚合速度即增加一倍，所以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，能耗很大，而且需要消耗大量的冷 却水。粗苯乙烯塔是能耗最大的塔，其低压蒸汽用量占整个苯乙烯生产装置的38%，冷却 水用量占整个装置的33%，综合能耗占整个装置的30%。由于粗苯乙烯塔是在高真空下操作，所以塔顶的热品位较低，塔顶温度仅为7rc左右，难以利用，目前均采用水冷换热的方式，不回收该部分的热量。由于这部分低品位热量很大，如果能综合利用这部分热能， 对降低苯乙烯生产过程的能耗和增加经济效益十分有利。此外，尽管粗苯乙烯塔采用了高 效填料并在高真空下操作，由于乙苯和苯乙烯之间的沸点差仅为9°C，相对挥发对很低， 现有的精馏工艺中粗苯乙烯塔的塔顶苯乙烯损失较大，最先进的水平也在1%左右，这部 份苯乙烯在回收乙苯的过程中将随乙苯循环回反应器，不但使乙苯的纯度降低，而且在反 应过程中聚合、结焦，使催化剂失活加快。粗苯乙烯塔釜的苯乙烯损失也很大，其中苯乙烯的重量百分浓度高达40%，需要增加另外的设备单元来回收其中的苯乙烯，进一步增加 了投资和工艺的复杂性。针对粗苯乙烯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、直接蒸汽压縮的热泵技术、以水为压縮工质的间接 循环热泵技术、双塔变压精馏节能技术、共沸热回收技术以及第二类溴化锂热泵技术。Sulzer报道了采用蒸汽喷射技术、蒸汽直接压縮的热泵精馏技术和以水为压縮工质的 间接循环热泵技术进行粗苯乙烯精馏塔节能的技术(Hydrocarbon Processing, 1998.12)。蒸 汽喷射节能效果不明显，但投资低；直接蒸汽压縮的热泵精馏技术节能效果好，但需要增 加压縮机。由于粗苯乙烯塔采用负压操作(塔顶绝压8 12KPa)，且回流比高达7左右，因 此蒸汽压縮机的吸入口流量极大，需要巨型的压縮机且需要至少三级压縮，才能将塔顶热 量回收。这种方案投资大，压縮机耗电高，限制了其应用价值，尤其对大型苯乙烯装置更 能应用。CN102732也公开了类似的热泵精馏技术。采用以水为工质的间接热泵精馏技术 虽然可以使压縮机的压縮比降低，但压縮机的投资仍然很大，因此该技术也未能得到广泛 的使用。US4628136和CN108625公开了一种利用粗苯乙烯塔的塔顶蒸汽汽化反应器进料 乙苯和水的共沸组成的混合物节能的技术，釆用该技术时，粗苯乙烯塔顶压力需要增加到 50 170KPa以保证塔顶换热器两侧有足够的温度差，这样可以使节约90%汽化乙苯与水 的低压蒸汽。由于需要升高粗苯乙烯塔的操作压力，所以操作温度也会相应升高，若要避 免苯乙烯过度聚合损失，需要增加阻聚剂的用量，这将部份抵消节能的经济效益，同时， 该工艺中苯乙烯在精馏过程中仍需要受热两次，在热区停留时间长，进一步增加了苯乙烯 的聚合损失。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 混合物流中所含的甲苯及比甲苯沸点低的轻组份脱除，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%，但在这种精馏工艺中苯乙烯需要受热 三次，增加了苯乙烯的聚合损失，同时增加了一个精馏塔，使流程变复杂，投资也大大增 加了。以上各种技术方案虽然在一定程度上可以使苯乙烯精馏的能耗有所降低，但均没有改 变苯乙烯需要受热2次以上的现状，而且设备台数没有减少，有些技术方案因回收热量还 要增加设备投资。另外，这种多塔流程分离得到的乙苯纯度仅为97.5%左右，其中还含有 一定量的苯乙烯，这些苯乙烯在循环回反应器之后会加速催化剂的失活，增加生产成本。分壁精馏塔是通过在精馏塔中部设一垂直壁，将塔分成上段、下段、由隔板分开的精馏进料段和精馏采出段四部分的新型结构的完全热集成塔的一种。用分壁精馏塔将三组分 混合物分离为纯净产品只需要一个塔、 一个重沸器、 一个冷凝器及一个回流分配器，能耗 和设备投资都可以得以降低。因此，近年来分壁精馏塔的应用越来越多。US5335504和 US5709780公开了一种采用分壁精馏塔分离回收二氧化碳的技术；欧洲专利EP1413571、 EP1371633和美国专利US20030230476公开了一种采用分壁精馏塔分离TDI的技术;UOP 公司申请了多项采用分壁精馏塔的新工艺，如US6395950、 US6395951、 US6407303和 US6472578公开了采用分壁精馏塔分离模拟移动床吸附分离异构化高辛垸值残液的技术； US6483002和US6552242公开了采用分壁精馏塔分离回收脱附剂的技术；同时UOP公司 还申请了用于烷基苯生产的分壁精馏塔技术US6417420和全馏份汽油脱硫的分壁精馏技 术(US6540907和US20030116474)。此外，分壁精馏塔技术在a-、卩-不饱和醇的生产过程 中(US20020183565)、四氢呋喃~—丁内酯/1,4—丁二醇的分离过程中(US20030106786)、 C5+ 馏份的分离中(US20030230476) 、 1,6-己二醇/1,5-己二醇/己内酰胺的分离中 (US20040040829)、 1,3-丁二烯的分离过程中(US20040065538 ， US20040045804)以及三甲氧 基两垸的生产(US20040267055)、高纯三乙烯基二胺(US20040220046)生产中都得到了应 用。US20050211541和US20050245037还公开了一种用于分离环氧丙垸生产中所用溶剂的 分壁精馏技术。目前全球共有约70座以上分壁精馏塔进行了商业运行，但尚未见将分壁 精馏塔用于苯乙烯分离的报道，也未见将分壁精馏技术与低温热能回收联合使用的技术文 献报道。在上述现有的苯乙烯分离技术中，均采用单独的分离塔精制苯乙烯和回收乙苯，需要 至少三个分离塔，投资大，能耗高；苯乙烯在精馏过程中多次受热，聚合损失大；且苯乙 烯精制塔釜排出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于苯乙烯精馏的节能方法，包括以下步骤：　ａ）以含乙苯、苯乙烯的混合物为原料，原料首先进入分壁精馏塔的分壁段一侧，经分离在分壁段另一侧得苯乙烯，在分壁精馏塔分壁段以下分离段底部得含焦油的重组份；在分壁精馏塔分壁段以上分离段顶部得含乙苯的汽相物流Ⅰ；　ｂ）物流Ⅰ先与由物流Ⅱ、物流Ⅲ和物流Ⅳ组成的混合物热交换，然后部分循环至分壁精馏塔分壁段以上分离段的顶部，另一部分进入乙苯回收塔的中部，经分离，在乙苯回收塔的顶部得甲苯及沸点比甲苯低的轻组份，在乙苯回收塔底得乙苯；　其中物流Ⅱ为液相循环乙苯，物流Ⅲ为新鲜乙苯，物流Ⅳ为水。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：肖剑，钟禄平，卢咏琰，郭艳姿，陈秀宏，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]