專利名稱：純苯和純甲苯的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種由含芳烴的中間產(chǎn)品生產(chǎn)純苯和純甲苯的方法，在該法中該中間產(chǎn)品在蒸餾穩(wěn)定段中脫除氣體，在蒸餾穩(wěn)定段中將穩(wěn)定的中間產(chǎn)品分離成富含苯的中間產(chǎn)品和富含甲苯的中間產(chǎn)品，將富含苯的中間產(chǎn)品和富含甲苯的中間產(chǎn)品送到抽提蒸餾段，并分別送到抽提蒸餾塔的不同塔板，純苯、純甲苯和抽提劑的混合物從抽提蒸餾塔的塔釜抽出，并在汽提段中使抽提劑與純苯和純甲苯分離，然后將抽提劑返回抽提蒸餾段。純苯和純甲苯指的是在技術(shù)上純凈的苯和甲苯，也就是說其中仍可能含有包括外來物在內(nèi)的微量雜質(zhì)。通常，煤焦化得到的焦化粗苯和/或加工原油得到的熱解汽油可用作含芳烴的中間產(chǎn)品。但是，原則上由煤或原油氣化得到的氣化苯或者由加工原油得到的催化重整油也都可使用。在大多數(shù)情況下，這些中間產(chǎn)品都含有從中間產(chǎn)品生產(chǎn)中帶入的殘留量氣體。這樣的殘留氣體例如是硫化氫、氨或氫。在這些情況下，中間產(chǎn)品被認為是不穩(wěn)定的。但是，在進一步加工以前，必須使不穩(wěn)定的中間產(chǎn)品穩(wěn)定，也就是說脫除殘留的氣體，以避免在進一步加工中發(fā)生不希望的反應(yīng)。這一過程在蒸餾穩(wěn)定段中進行，將不穩(wěn)定的中間產(chǎn)品加到穩(wěn)定塔中，殘留氣體從塔頂抽出。在抽提蒸餾段中，除了要加工的中間產(chǎn)品外還將帶有極性基團的選擇性溶劑作為抽提劑送入抽提蒸餾塔，通常在抽提蒸餾塔頂送入。這樣使非芳烴的分壓比芳烴的分壓有更大的增加，因此有助于它們在抽提蒸餾塔中分離。非芳烴被抽提出，并從抽提蒸餾塔頂部流出。而抽提劑和被溶解的芳烴留在抽提蒸餾塔塔釜。汽提段使用一適合的蒸餾塔來分離抽提劑和芳烴。這樣得到的苯和甲苯的混合物實際上可以不費力地分離成單一組分。
上述類型的方法從背景技術(shù)中就已經(jīng)知道了，大體上在EP0434959A2中已描述。根據(jù)該文獻，穩(wěn)定的中間產(chǎn)品分離成富含苯的中間產(chǎn)品和富含甲苯的中間產(chǎn)品是在蒸餾塔中進行。富含苯的中間產(chǎn)品從蒸餾塔頂抽出，富含甲苯的中間產(chǎn)品從蒸餾塔的側(cè)線抽出，而中間產(chǎn)品中的高沸點組分沉降在蒸餾塔塔釜，它們從塔釜抽出。在背景技術(shù)方法的實際裝置中，蒸餾穩(wěn)定塔安裝在一般類型蒸餾塔的上游。這一方法原則上已經(jīng)受檢驗，但是就所含苯和甲苯的純度而言，這一方法還可改進，因為在苯中仍含有約0.1％非芳烴，而在甲苯中仍含有約0.2％非芳烴。
DE1543119A1提出由含芳烴的中間產(chǎn)品生產(chǎn)苯和甲苯的另一方法，它生產(chǎn)很純的苯，但同時還得到含有大約1.5％(重)非芳烴的不純的甲苯。這一方法使用一蒸餾段，在蒸餾段中從(穩(wěn)定后的)中間產(chǎn)品中分離出沸點大于150℃的組分。在不進一步分離的情況下將預(yù)凈化的中間產(chǎn)品送到單一塔板的抽提蒸餾塔中。在應(yīng)用中，通過抽提蒸餾段的間歇操作已進一步發(fā)展了這一方法，所描述的方法需不時地中斷，以便從抽提蒸餾段中生成的不純甲苯中分離出不需要的非芳烴。從而生產(chǎn)極純的苯和極純的甲苯；但是，該法有一個缺點，由于操作中斷，因此為了中間產(chǎn)品或不純甲苯的中間儲存需要大型儲罐，費用高。此外，間歇操作的能耗高，因為需要相當(dāng)大量高壓蒸汽。為了進一步加工不純的甲苯也可安裝第二抽提蒸餾段來代替間歇操作，但這樣的費用很高。
根據(jù)上述背景技術(shù)，本發(fā)明用來解決由含芳烴的中間產(chǎn)品生產(chǎn)純苯和純甲苯的方法遇到的技術(shù)問題。在該法中生產(chǎn)的苯和甲苯含有很少的外來物，特別是很少的非芳烴，并且費用不高。
為了解決這一技術(shù)問題，本發(fā)明提出，為了將中間產(chǎn)品分離成富含苯的中間產(chǎn)品和富含甲苯的中間產(chǎn)品，安裝蒸餾穩(wěn)定段，并提出一方面將富含苯的中間產(chǎn)品直接從蒸餾穩(wěn)定段送入抽提蒸餾段，另一方面富含甲苯的中間產(chǎn)品在送入抽提蒸餾段以前在預(yù)蒸餾段中汽提除去高沸點組分。本發(fā)明是以下列知識為基礎(chǔ)現(xiàn)有的蒸餾穩(wěn)定段不僅可用于除去不需要的殘留氣體，而且還可用于將中間產(chǎn)品分離成富含苯的中間產(chǎn)品和富含甲苯的中間產(chǎn)品。這就不需要通常為了從富含甲苯的中間產(chǎn)品除去高沸點組分專門的預(yù)純化分離中間產(chǎn)品的蒸餾段。此外，由于流量較小，預(yù)蒸餾段的尺寸可以減小。這樣就以連續(xù)的方法得到極純的苯和甲苯，也就是說不需要昂貴的中間儲罐或不需要另外的抽提蒸餾段。因此本發(fā)明的方法就純度而言在基本上相同的費用下可得到更高質(zhì)量的目的產(chǎn)品。同樣，能耗也比最新的背景技術(shù)改型要低得多?？偟貋碚f，本發(fā)明的方法產(chǎn)生令人吃驚的協(xié)同效果，因為通常對目的產(chǎn)品純度的改進，特別是對已有高純度的目的產(chǎn)品純度的改進只有在高費用的情況下才能達到。
下面用一張僅包括本發(fā)明一個實施方案的附圖，詳細地描述本發(fā)明的設(shè)備以及在該設(shè)備中實施的本發(fā)明的方法。
首先該


，一般有一蒸餾穩(wěn)定段1、一預(yù)蒸餾段6、一抽提蒸餾段2、一汽提段5和一分離段7。蒸餾穩(wěn)定段1通常包括一帶有側(cè)線出口9的穩(wěn)定塔8。穩(wěn)定塔使中間產(chǎn)品脫除氣體以及使中間產(chǎn)品分離成富含苯的中間產(chǎn)品和富含甲苯的中間產(chǎn)品。它有大約60塊實際塔板，側(cè)線出口在大約52塊塔板處。預(yù)蒸餾段6有一預(yù)蒸餾塔11，用于使富含甲苯的中間產(chǎn)品脫除高沸點組分。預(yù)蒸餾塔11有大約65塊實際塔板，它與穩(wěn)定塔8的塔釜10相連。在抽提蒸餾段2內(nèi)裝有抽提蒸餾塔4。抽提蒸餾塔4用兩根中間產(chǎn)品進料連接管12、13一端與穩(wěn)定塔8的出口9相連，而另一端與預(yù)蒸餾塔11的塔頂14相連。它有70塊理論塔板，富含甲苯的中間產(chǎn)品用中間產(chǎn)品進料連接管13連接在抽提劑進料管17以下大約20塊理論塔板處，而富含苯的中間產(chǎn)品用中間產(chǎn)品進料連接管12連接在抽提劑進料管17以下大約40塊理論塔板處。在中間產(chǎn)品進料連接管12、13之間可安裝升汽管塔板。汽提段5有與抽提蒸餾塔4的塔釜3相連的汽提塔15。抽提劑可從汽提塔15的塔釜16抽出，并送入抽提蒸餾塔4的抽提劑進料管線17。純苯和純甲苯的混合物可從汽提塔15的塔頂18抽出。分離段7主要由有約60塊實際塔板的分餾塔19構(gòu)成。分餾塔19與汽提塔15的塔頂18相連。純甲苯可從分餾塔19的塔釜20抽出，而純苯從分餾塔19的塔頂21抽出。
該附圖還有幾個熱交換器和塔回流，這里未談到。普通的專業(yè)人員就可安排它們并確定大小尺寸，不會有什么問題。顯然，熱能應(yīng)最大限度的利用。
按照本發(fā)明的一個實施方案，富含苯的中間產(chǎn)品通過側(cè)線出口(9)從蒸餾穩(wěn)定段(1)的穩(wěn)定塔(8)中抽出，而富含甲苯的中間產(chǎn)品從穩(wěn)定塔(8)的塔釜(10)抽出。
按照本發(fā)明的二個實施方案，蒸餾穩(wěn)定段(1)按這樣操作，以致富含甲苯的中間產(chǎn)品中含有10～40％苯，優(yōu)選約20％苯。
按照本發(fā)明的三個實施方案，預(yù)蒸餾段(6)按這樣操作，以致沸點高于約120℃的組分從富含甲苯的中間產(chǎn)物中分出。
按照本發(fā)明的四個實施方案，有小于8個碳原子的取代基的N-取代嗎啉類物質(zhì)或其混合物用作抽提劑，優(yōu)選N-甲酰基嗎啉。
按照本發(fā)明的五個實施方案，使用有約70塊理論塔板的抽提蒸餾塔(4)，富含甲苯的中間產(chǎn)品送入抽提劑入口以下約20塊理論塔板處，而富含苯的中間產(chǎn)品送入抽提劑入口以下約40塊理論塔板處。
按照本發(fā)明的六個實施方案，在汽提段(5)中抽出的純苯和純甲苯的混合物在分離段(7)中分離成它們的組分。
本發(fā)明的另一目的是完成這一方法的設(shè)備，其特征是一個有側(cè)線出口的穩(wěn)定塔，用于中間產(chǎn)品脫除氣體以及將中間產(chǎn)品分離成富含苯的中間產(chǎn)品和富含甲苯的中間產(chǎn)品；一個預(yù)蒸餾塔，用于富含甲苯的中間產(chǎn)品脫除高沸點組分，該塔與穩(wěn)定塔塔釜相連，抽提蒸餾段用兩條中間產(chǎn)品進料連接管一端連接到穩(wěn)定塔的側(cè)線出口管，另一端連接到預(yù)蒸餾塔塔頂，汽提塔與抽提蒸餾塔塔釜相連，抽提劑可從汽提塔塔釜抽出，抽提劑進料管線與抽提蒸餾段相連，在汽提塔中純苯和純甲苯的混合物可從汽提塔頂抽出。
按照本發(fā)明的一個實施方案，穩(wěn)定塔(8)有大約60塊實際塔板，側(cè)線出口(9)在約52塊塔板處，其中預(yù)蒸餾塔(11)有約65塊實際塔板，抽提蒸餾塔(4)有約70塊理論塔板，用于富含甲苯的中間產(chǎn)品的中間產(chǎn)品連接管(13)位于抽提劑進料管線(17)以下約20塊理論塔板處，而用于富含苯的中間產(chǎn)品的中間產(chǎn)品進料連接管(12)位于抽提劑進料管線(17)以下約40塊理論塔板處。
按照本發(fā)明的另一個實施方案，有約60塊實際塔板的分餾塔(19)與汽提塔(15)的塔頂(18)相連，純甲苯可從分餾塔(19)的塔釜(20)抽出，而純苯可從分餾塔(19)的塔頂(21)抽出。
使用本發(fā)明的設(shè)備，可按如下實施本發(fā)明的方法。在蒸餾穩(wěn)定段1中使中間產(chǎn)品脫除氣體。蒸餾穩(wěn)定段1用來將中間產(chǎn)品分離成富含苯的中間產(chǎn)品和富含甲苯的中間產(chǎn)品。通過從穩(wěn)定塔8的側(cè)線出口9抽出富含苯的中間產(chǎn)品以及從穩(wěn)定塔8的塔釜10抽出富含甲苯的中間產(chǎn)品的方法很容易進行這一分離。同時蒸餾穩(wěn)定段1按這樣操作富含甲苯的中間產(chǎn)品含有10～40％苯，優(yōu)選約20％(±5％)苯。這與以下的情況同樣重要，含在中間產(chǎn)品中的甲苯環(huán)己烷中70％轉(zhuǎn)到富含甲苯的中間產(chǎn)品中。將富含苯的中間產(chǎn)品從蒸餾穩(wěn)定段1直接送到抽提蒸餾段2。而富含甲苯的中間產(chǎn)品在送入抽提蒸餾段2以前在預(yù)蒸餾段6中汽提除去高沸點組分。同時預(yù)蒸餾段6按這樣的方法安排和操作從富含甲苯的中間產(chǎn)品中分離出沸點高于120℃的組分。這樣的組分主要是大于7個碳原子的芳烴和更高碳數(shù)的非芳烴。抽提蒸餾段2使用N-甲?；鶈徇鳛槌樘釀５?，也可以使用有小于8個碳原子的取代基的N-取代嗎啉類的其他物質(zhì)或其混合物。這類抽提劑通常是已知的，例如從DE1568940C3中已知。將抽提劑在抽提蒸餾塔3的塔頂處加入。純苯、純甲苯和抽提劑的混合物從抽提蒸餾塔4的塔釜3抽出。抽提劑在汽提段5中從純苯和純甲苯中分出，并返回抽提蒸餾段2。從汽提段5中抽出的純苯和純甲苯的混合物在分離段7中分離成其組分，也就是純苯組分和純甲苯組分。這種分離實現(xiàn)沒有什么問題，并有高的選擇性。
本發(fā)明方法和EP0434959A2的方法的比較試驗得到列入下表的結(jié)果表1

文中NA代表非芳烴。就苯而言，顯然苯不僅是相當(dāng)純的，而且還有很高的數(shù)量。就環(huán)保而言，這是特別重要的，因為從排放氣體中消除排放的苯的費用很高。提高產(chǎn)量從而減少損失將使這一費用減少。此外，苯與甲苯相比是“更有價值”的物質(zhì)。就甲苯而言，可以確定純度有相當(dāng)大的提高。但同時，生成量稍有下降。就所需的設(shè)備和能量來說，兩種方法相比沒有重大的差別。
本發(fā)明的方法與上述基于DE1543119A1的間歇法的比較表明，雖然達到的苯和甲苯的純度相當(dāng)，但本發(fā)明的方法需要的設(shè)備要少得多，因為不需要用于中間儲存的大型儲罐。此外，本發(fā)明所需有價值的高壓蒸汽大約少三分之一。
權(quán)利要求
1.一種由含芳烴的中間產(chǎn)品生產(chǎn)純苯和純甲苯的方法，其中所述的中間產(chǎn)品在蒸餾穩(wěn)定段(1)中脫除氣體，在蒸餾穩(wěn)定段(1)中將穩(wěn)定的中間產(chǎn)品分離成富含苯的中間產(chǎn)品和富含甲苯的中間產(chǎn)品，將富含苯的中間產(chǎn)品和富含甲苯的中間產(chǎn)品送入抽提蒸餾段(2)，并分別送入抽提蒸餾塔(4)的不同塔板，純凈的苯、純凈的甲苯和抽提劑的混合物從抽提蒸餾塔(4)的塔釜(3)抽出，抽提劑在汽提段(5)中從純苯和純甲苯中分出，并返回到抽提蒸餾段(2)中，該方法的特征在于，蒸餾穩(wěn)定段(1)用來將中間產(chǎn)品分離成富含苯的中間產(chǎn)品和富含甲苯的中間產(chǎn)品，一方面將富含苯的中間產(chǎn)品從蒸餾穩(wěn)定段(1)直接送到抽提蒸餾段(2)，另一方面富含甲苯的中間產(chǎn)品在送入抽提蒸餾段(2)以前在預(yù)蒸餾段(6)中汽提除去高沸點組分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，富含苯的中間產(chǎn)品通過側(cè)線出口(9)從蒸餾穩(wěn)定段(1)的穩(wěn)定塔(8)中抽出，而富含甲苯的中間產(chǎn)品從穩(wěn)定塔(8)的塔釜(10)抽出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于，蒸餾穩(wěn)定段(1)按這樣操作，以致富含甲苯的中間產(chǎn)品中含有10～40％苯，優(yōu)選約20％苯。
4.根據(jù)權(quán)利要求1和3的方法，其特征在于，預(yù)蒸餾段(6)按這樣操作，以致沸點高于約120℃的組分從富含甲苯的中間產(chǎn)物中分出。
5.根據(jù)權(quán)利要求1～4的方法，其特征在于，有小于8個碳原子的取代基的N-取代嗎啉類物質(zhì)或其混合物用作抽提劑，優(yōu)選N-甲酰基嗎啉。
6.根據(jù)權(quán)利要求1～5的方法，其特征在于，使用有約70塊理論塔板的抽提蒸餾塔(4)，富含甲苯的中間產(chǎn)品送入抽提劑入口以下約20塊理論塔板處，而富含苯的中間產(chǎn)品送入抽提劑入口以下約40塊理論塔板處。
7.根據(jù)權(quán)利要求1～6的方法，其特征在于，在汽提段(5)中抽出的純苯和純甲苯的混合物在分離段(7)中分離成它們的組分。
8.一種實施權(quán)利要求1～7的方法的設(shè)備，其特征在于，有側(cè)線出口(9)的穩(wěn)定塔(8)用來使中間產(chǎn)品脫除氣體，以及將中間產(chǎn)品分離成富含苯的中間產(chǎn)品和富含甲苯的中間產(chǎn)品，其中用于將富含甲苯的中間產(chǎn)品脫除高沸點組分的預(yù)蒸餾段(11)與穩(wěn)定塔(8)的塔釜(10)相連，抽提蒸餾塔(4)通過兩條中間產(chǎn)品進料連接管(12，13)一端與穩(wěn)定塔(8)的側(cè)線出口(9)相連，而另一端與預(yù)蒸餾塔(11)的塔頂(14)相連，抽提蒸餾塔(4)的塔釜(3)與汽提塔(15)相連，抽提劑可從汽提塔(15)的塔釜(16)抽出，并可送入抽提蒸餾塔(4)的抽提劑進料管線(17)，而純苯和純甲苯的混合物可從汽提塔(15)的塔頂抽出。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的設(shè)備，其特征在于，穩(wěn)定塔(8)有大約60塊實際塔板，側(cè)線出口(9)在約52塊塔板處，其中預(yù)蒸餾塔(11)有約65塊實際塔板，抽提蒸餾塔(4)有約70塊理論塔板，用于富含甲苯的中間產(chǎn)品的中間產(chǎn)品連接管(13)位于抽提劑進料管線(17)以下約20塊理論塔板處，而用于富含苯的中間產(chǎn)品的中間產(chǎn)品進料連接管(12)位于抽提劑進料管線(17)以下約40塊理論塔板處。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9的設(shè)備，其特征在于，有約60塊實際塔板的分餾塔(19)與汽提塔(15)的塔頂(18)相連，純甲苯可從分餾塔(19)的塔釜(20)抽出，而純苯可從分餾塔(19)的塔頂(21)抽出。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種由含芳烴的中間產(chǎn)品生產(chǎn)純苯和純甲苯的方法,其中該中間產(chǎn)品在蒸餾穩(wěn)定段(1)中脫除氣體,穩(wěn)定后的中間產(chǎn)品分離成富含苯的中間產(chǎn)品和富含甲苯的中間產(chǎn)品,將它們送入抽提蒸餾段(2),并送到抽提蒸餾塔(4)的不同塔板,從抽提蒸餾塔抽出純苯、純甲苯和抽提劑的混合物,抽提劑在汽提段(5)中從純苯和純甲苯中分離出來,并返回到抽提蒸餾段(2)。
文檔編號C07C15/00GK1169413SQ9511871
公開日1998年1月7日 申請日期1995年10月18日 優(yōu)先權(quán)日1995年10月18日
發(fā)明者M·萊瑟, H－J·沃爾莫, U·蘭克 申請人:克魯普科普斯有限公司