乙苯脫氫反應(yīng)產(chǎn)物節(jié)能分離方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種乙苯脫氫反應(yīng)產(chǎn)物節(jié)能分離方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 苯乙烯是最重要的基本有機(jī)化工原料之一，工業(yè)上主要由乙苯通過脫氫法制得， 用于自聚制造聚苯乙烯和發(fā)泡聚苯乙烯，還能與其他的不飽和化合物共聚制造合成橡膠和 樹脂等多種產(chǎn)物，如苯乙烯/ 丁二烯共聚膠乳、丁苯橡膠和膠乳、不飽和聚酯以及其它如苯 乙烯/甲基丙烯酸甲酯膠乳、離子交換樹脂和藥物等。
[0003] 苯乙烯生產(chǎn)工藝中精餾部分的關(guān)鍵在于乙苯和苯乙烯的分離，由于乙苯和苯乙烯 的沸點(diǎn)差很小，常壓下相差僅9°C，一般分離要求塔頂苯乙烯< 2%，塔釜乙苯< 500ppm，考 慮到苯乙烯具有熱敏性，在l〇〇°C以上聚合速率明顯上升，為此工業(yè)上乙苯/苯乙烯分離塔 常采用負(fù)壓操作，塔釜溫度限制在120°C以內(nèi)以減少苯乙烯聚合，分離塔理論板數(shù)在80塊 以上，回流比> 6. 5,而塔頂溫度通常低于KKTC，無法采用常規(guī)發(fā)生蒸汽的方法利用其熱 量，造成苯乙烯分離塔能耗非常高，據(jù)統(tǒng)計(jì)，乙苯脫氫產(chǎn)物分離單元的低壓蒸汽用量占整個(gè) 苯乙烯單元的30%以上，冷卻水用量也占整個(gè)苯乙烯單元的近40%，綜合能耗占苯乙烯單 元的30 %~40%。
[0004] 目前乙苯/苯乙烯分離塔的操作工藝主要可分為順序分離高真空低溫法和一次 脫輕組分低真空高溫法。順序分離高真空低溫法苯乙烯聚合損失少但能耗高，一次脫輕組 分低真空高溫法能耗低但苯乙稀聚合損失大。
[0005] 針對(duì)順序分離高真空低溫法能耗高的問題，中國專利ZL85102732提出了"苯乙烯 類的蒸餾方法"，但該方法苯乙烯的聚合損失仍較大，且壓縮器壓縮氣體量大，壓縮比高，設(shè) 備投資大，操作性也不高。
[0006] 中國專利ZL99807390. 3提出的乙苯/苯乙烯塔的串聯(lián)重沸等。但乙苯/苯乙烯 分離塔爸溫度過高，苯乙稀聚合損失較大。
[0007] 中國專利ZL200510083832. 5提出將乙苯/苯乙烯分離塔分為高低壓塔操作，可降 低苯乙烯分離能耗，但是考慮到苯乙烯易聚合的特點(diǎn)，其高壓塔的操作壓力和溫度受到限 制，低壓塔再沸器冷熱端溫差小于l〇°C，設(shè)計(jì)難度大，需采用特殊設(shè)計(jì)的降膜式再沸器，制 造成本高，同時(shí)高壓塔塔爸溫度高造成苯乙稀聚合損失仍然較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是以往技術(shù)中苯乙烯工業(yè)裝置減少苯乙烯聚合損失 和降低操作能耗不能兼顧的問題，提供一種新的乙苯脫氫反應(yīng)產(chǎn)物節(jié)能分離方法。該方法 具有能有效減少苯乙烯聚合損失，同時(shí)大大降低苯乙烯分離能耗的特點(diǎn)。
[0009] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：一種乙苯脫氫反應(yīng)產(chǎn)物節(jié) 能分離方法，包括以下步驟：a)含乙苯和苯乙烯的反應(yīng)脫氫液進(jìn)入乙苯/苯乙烯分離塔，得 到含乙苯的塔頂氣物流I和含苯乙烯的塔釜液物流II ;b)物流II去精苯乙烯分離塔進(jìn)行 分離，物流I經(jīng)壓縮至30~lOOKPaA后進(jìn)入乙苯/水共沸蒸發(fā)器，加熱界外來的乙苯/水 混合物，得到換熱后的乙苯/水共沸物物流III，物流I冷凝后部分返回塔頂，部分去后續(xù)精 制；c)物流III去反應(yīng)區(qū)；其中乙苯/苯乙烯分離塔塔頂操作壓力為4~< 25kPaA。
[0010] 上述技術(shù)方案中，乙苯脫氫產(chǎn)物先經(jīng)苯甲苯塔脫除苯和甲苯，其中甲苯重量百分 含量< 1. 0% ;乙苯/苯乙烯分離塔塔頂操作壓力4~< 25kPaA，優(yōu)選8~20kPaA，塔頂操 作溫度為45~90 °C，優(yōu)選60~80 °C，塔釜操作壓力為8~30kPaA，優(yōu)選15~26kPaA，操 作溫度為60~105°C，優(yōu)選86~100°C，操作回流比為5~12,優(yōu)選6~10 ;乙苯/苯乙烯 分離塔塔頂氣經(jīng)壓縮后的壓力為50~lOOkPaA，壓縮器的壓縮比為1. 5~10 ;乙苯/水共 沸物中乙苯摩爾百分含量為20~40%，優(yōu)選25~35%，共沸操作壓力為70~120kPaA，優(yōu) 選80~lOOkPaA，共沸溫度為82~96°C，優(yōu)選86~91°C ;乙苯/苯乙烯分離塔為填料式 結(jié)構(gòu)，理論板數(shù)80~100,進(jìn)料位置為自塔頂往下10~40理論板位置。
[0011] 本發(fā)明中，乙苯/苯乙烯分離塔塔頂設(shè)乙苯/水共沸蒸發(fā)器，用塔頂氣加熱乙苯/ 水的混合物，使之共沸蒸發(fā)作為原料進(jìn)入反應(yīng)區(qū)，同時(shí)乙苯/苯乙烯分離塔塔頂氣得到冷 凝，相比于順序分離高真空低溫法，乙苯/苯乙烯塔頂?shù)蜏責(zé)岬玫接行Ю?，?jié)省了大量蒸 發(fā)乙苯/水混合物的水蒸汽和使塔頂氣冷凝的冷卻水；同時(shí)乙苯/苯乙烯塔塔頂氣壓縮器 壓縮，使乙苯/苯乙烯塔能在較低的壓力下操作，塔釜溫度可控制在60~100°C內(nèi)操作（根 據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及文獻(xiàn)介紹，苯乙烯在100°c以下時(shí)，聚合速率很低，而溫度超過100°C時(shí)，苯乙 烯聚合速率急劇上升，溫度每上升6~7°C，苯乙烯聚合速率約增加1倍）；壓縮乙苯/苯 乙烯塔塔頂氣的壓縮器壓縮比通常在〇. 5~1，壓縮比低保證了投資增加有限，在節(jié)能的同 時(shí)，做到苯乙烯的聚合損失少，設(shè)備投資也較小。
[0012] 采用本發(fā)明的技術(shù)方案，乙苯/苯乙烯分離塔塔頂操作壓力可采用高真空操作 (< 25kPaA)，塔頂溫度< 90°C，乙苯/苯乙烯分離塔塔塔釜操作溫度< 100°C，乙苯/水共 沸蒸發(fā)器的換熱溫差達(dá)到了 l〇°C以上，保證該蒸發(fā)器換熱面積較小，節(jié)省投資；同時(shí)，由于 塔釜溫度低（< l〇〇°C )，產(chǎn)物苯乙烯在乙苯/苯乙烯分離塔塔釜的聚合損失大為減少，可 使苯乙烯裝置因聚合而損失的苯乙烯量低于7千克/噸苯乙烯產(chǎn)品，降低苯乙烯分離能耗 達(dá)50~60%，阻聚劑用量也相應(yīng)減少，取得了較好的技術(shù)效果。
【附圖說明】
[0013] 圖1為采用本發(fā)明技術(shù)方案的乙苯/苯乙烯分離工藝流程。
[0014] 圖2為采用乙苯/苯乙烯順序分離高真空低溫法的現(xiàn)有技術(shù)工藝流程。
[0015] 圖1和圖2中，1為含乙苯苯乙烯的脫氫液，2為乙苯/苯乙烯分離塔塔頂氣（即 含乙苯的塔頂氣物流I )，3為壓縮器，4為乙苯/苯乙烯分離塔，5為來自界外的乙苯/水 混合物，6為乙苯/水共沸物（即乙苯/水共沸物流III )，7為乙苯/水共沸器，8為乙苯/ 苯乙烯分