[發明專利]苯乙烯精餾的節能方法

有效

• 申請號: 200810032924.4
• 申請日: 2008-07-26
• 公開（公告）號: CN101633597A
• 公開（公告）日: 2010-01-27
• 發明（設計）人: 肖劍;鐘祿平;郭艷姿;盧詠琰
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司上海石油化工研究院
• 主分類號: C07C15/46
• 分類號: C07C15/46;C07C7/04;C07C5/327
• 代理公司: 上海東方易知識產權事務所
• 代理人: 沈 原

技術領域

本發明涉及一種苯乙烯精餾節能方法，特別是關于一種從含乙苯、苯乙烯物流中分離 精制乙苯和苯乙烯并節約投資和能量的精餾方法。

背景技術

苯乙烯是最重要的烯烴之一，99％的苯乙烯都是通過乙苯脫氫生產工藝得到的。乙苯 脫氫生產苯乙烯的工藝技術主要有絕熱脫氫工藝、等溫脫氫工藝和脫氫選擇性氧化工藝。 其中最成熟、應用最廣的是負壓絕熱脫氫工藝。苯乙烯生產過程的能耗主要集中在反應單 元、精餾單元和公用工程部分(主要是冷卻水和空冷器的能耗)。乙苯的脫氫反應是在較大 的水比(～1.3)和高溫度(～600℃)下進行的吸熱反應，從反應器出來的反應產物中分離出純 的苯乙烯一般需要3～4個精餾塔。苯乙烯分離的3塔流程是先在第一精餾塔(粗苯乙烯塔) 塔頂分離出乙苯及比乙苯沸點更低的輕組份，再通過第二精餾塔將乙苯與輕組份分離，乙 苯循環回反應器作為進料，第一精餾塔釜得到的粗苯乙烯在第三精餾塔中再精餾從塔頂得 到苯乙烯產品，塔釜得到異丙苯、對二乙苯、叔丁基鄰苯二酚、α-甲基苯乙烯、無硫阻 聚劑、苯乙烯低聚物及焦油等重組份。由于苯乙烯在常溫下即可以聚合，且溫度每升高10℃ 其聚合速度即增加一倍，所以精餾分離苯乙烯的過程需要在高真空、高理論板數的精餾塔 和大回流比條件下進行操作，能耗很大，而且需要消耗大量的冷卻水。粗苯乙烯塔是能耗 最大的塔，其低壓蒸汽用量占整個苯乙烯生產裝置的38％，冷卻水用量占整個裝置的33％， 綜合能耗占整個裝置的30％。由于粗苯乙烯塔是在高真空下操作，所以塔頂的熱品位較低， 塔頂溫度僅為71℃左右，難以利用，目前均采用水冷換熱的方式，不回收該部分的熱量。 由于這部分低品位熱量很大，如果能綜合利用這部分熱能，對降低苯乙烯生產過程的能耗 和增加經濟效益十分有利。

針對粗苯乙烯塔頂的低溫熱量的回收，國內外都進行了大量的研究工作，提出了多種 技術方案，其中包括：蒸汽噴射技術、直接蒸汽壓縮的熱泵技術、以水為壓縮工質的間接 循環熱泵技術、雙塔變壓精餾節能技術、共沸熱回收技術以及第二類溴化鋰熱泵技術。

Sulzer報道了采用蒸汽噴射技術、蒸汽直接壓縮的熱泵精餾技術和以水為壓縮工質的 間接循環熱泵技術進行粗苯乙烯精餾塔節能的技術(Hydrocarbon?Processing，1998.12)。蒸 汽噴射節能效果不明顯，但投資低；直接蒸汽壓縮的熱泵精餾技術節能效果好，但需要增 加壓縮機。由于粗苯乙烯塔采用負壓操作(塔頂絕壓8～12KPa)，且回流比高達7左右，因 此蒸汽壓縮機的吸入口流量極大，需要巨型的壓縮機且需要至少三級壓縮，才能將塔頂熱 量回收。這種方案投資大，壓縮機耗電高，限制了其應用價值，尤其對大型苯乙烯裝置更 能應用。CN102732也公開了類似的熱泵精餾技術。采用以水為工質的間接熱泵精餾技術 雖然可以使壓縮機的壓縮比降低，但壓縮機的投資仍然很大，因此該技術也未能得到廣泛 的使用。US4628136和CN108625公開了一種利用粗苯乙烯塔的塔頂蒸汽汽化反應器進料 乙苯和水的共沸組成的混合物節能的技術，采用該技術時，粗苯乙烯塔頂壓力需要增加到 50～170KPa以保證塔頂換熱器兩側有足夠的溫度差，這樣可以使節約90％汽化乙苯與水 的低壓蒸汽。由于需要升高粗苯乙烯塔的操作壓力，所以操作溫度也會相應升高，若要避 免苯乙烯過度聚合損失，需要增加阻聚劑的用量，這將部份抵消節能的經濟效益。 US6171449公開了一種變壓精餾節能技術，其技術要點是先將來自反應器的混合物流中所 含的甲苯及比甲苯沸點低的輕組份脫除，將剩余的物流按比例分成兩股分別進入兩個操作 壓力不同的精餾塔，用高壓操作精餾塔的塔頂蒸汽作為低壓操作精餾塔塔釜的熱源，與普 通的精餾工藝相比可節能40％～50％，但在這種精餾工藝中苯乙烯需要受熱三次，增加了 苯乙烯的聚合損失，同時增加了一個精餾塔，使流程變復雜，投資也大大增加了。

以上各種技術方案雖然在一定程度上可以使苯乙烯精餾的能耗有所降低，但均沒有改 變苯乙烯需要受熱2次以上的現狀，而且設備臺數沒有減少，有些技術方案因回收熱量還 要增加設備投資。