[發(fā)明專(zhuān)利]乙苯/苯乙烯分離塔塔頂熱回收工藝及裝置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410246774.2
• 申請(qǐng)日: 2014-06-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103992204A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-08-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 叢林;郭東榮;邱若盤(pán);劉善兵
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 山東齊魯石化工程有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C07C15/46
• 分類(lèi)號(hào): C07C15/46;C07C15/073;C07C7/00;C07C7/06
• 代理公司: 青島發(fā)思特專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 37212
• 代理人: 鞏同海

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種乙苯/苯乙烯分離塔塔頂熱回收工藝及裝置，屬于乙苯/苯乙烯分離塔塔頂熱回收技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

苯乙烯單體是重要的基本有機(jī)化工原料，廣泛用于生產(chǎn)聚苯乙烯(PS)、泡沫聚苯乙烯(EPS)、ABS和SAN樹(shù)脂，此外還可用于生產(chǎn)離子交換樹(shù)脂、農(nóng)用乳化劑、醫(yī)藥品、涂料等，是石油化工的主要基礎(chǔ)產(chǎn)品和重要的有機(jī)化工原料，為僅次于PE、PVC、EO的第四大乙烯衍生產(chǎn)品，產(chǎn)量在合成樹(shù)脂中僅次于PE、PVC，位居第三。

苯乙烯絕大部分都是通過(guò)乙苯脫氫生產(chǎn)工藝得到的，其工藝技術(shù)主要有絕熱脫氫工藝、等溫脫氫工藝和氧化脫氫工藝。其中最成熟且應(yīng)用最廣泛的是負(fù)壓絕熱脫氫工藝。苯乙烯生產(chǎn)過(guò)程的能耗主要集中在反應(yīng)單元和精餾單元，反應(yīng)單元的能耗主要取決于水/烴比(0.9-1.5)的大小，精餾單元的能耗主要取決于乙苯/苯乙烯分離塔的能耗。由于苯乙烯在工業(yè)苯乙烯裝置所采用的溫度范圍內(nèi)，溫度每提高10℃，不受抑制的苯乙烯聚合速度就會(huì)增加一倍；另由于乙苯和苯乙烯的沸點(diǎn)差很小，常壓下相差僅9℃，相對(duì)揮發(fā)度很低，為此精餾分離苯乙烯的過(guò)程需要在高真空、高理論板數(shù)的精餾塔和大回流比條件下進(jìn)行操作，因此乙苯/苯乙烯分離塔的操作能耗很高，其綜合能耗占苯乙烯單元的30％。

針對(duì)乙苯/苯乙烯分離塔塔頂?shù)牡蜏責(zé)崃康幕厥眨瑖?guó)內(nèi)外都進(jìn)行了大量的研究工作，提出了多種技術(shù)方案，其中包括：蒸汽噴射技術(shù)、直接蒸汽壓縮的熱泵技術(shù)、以水為壓縮工質(zhì)的間接循環(huán)熱泵技術(shù)、雙塔變壓精餾節(jié)能技術(shù)、共沸熱回收技術(shù)、第二類(lèi)溴化鋰熱泵技術(shù)以及分壁精餾塔技術(shù)。

目前，塔頂?shù)蜏責(zé)峄厥占夹g(shù)在工業(yè)裝置中得到實(shí)際應(yīng)用的主要有：共沸熱回收技術(shù)和雙塔變壓精餾節(jié)能技術(shù)。共沸熱回收技術(shù)可以回收塔頂物流80-90％的熱量，雙塔變壓精餾節(jié)能技術(shù)可以回收塔頂物流40-50％的熱量。

共沸熱回收技術(shù)：美國(guó)專(zhuān)利US4628136公布了一種回收乙苯/苯乙烯分離塔塔頂?shù)蜏責(zé)岬姆椒ǎ摲椒ɡ盟斦羝麃?lái)蒸發(fā)乙苯和水的共沸物。要實(shí)現(xiàn)該方法需提高乙苯/苯乙烯分離塔的操作壓力在38kpaA以上，才能保證有足夠的溫差來(lái)蒸發(fā)乙苯和水的共沸物。

然而在提高乙苯/苯乙烯分離塔塔頂操作壓力的同時(shí)，乙苯/苯乙烯分離塔塔釜的溫度也隨之升高，溫度的升高將導(dǎo)致苯乙烯的聚合速率增加，從而帶來(lái)直接的苯乙烯收率損失。對(duì)于苯乙烯單體來(lái)說(shuō)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及文獻(xiàn)介紹，苯乙烯在100攝氏度以上時(shí)，溫度每升高6～7℃，苯乙烯聚合速率約增加一倍，因此，從經(jīng)濟(jì)性考慮為避免苯乙烯聚合損失和昂貴的阻聚劑用量的大幅增加，乙苯/苯乙烯分離塔塔頂操作壓力不宜過(guò)高。從目前裝置運(yùn)行情況看，阻聚劑用量是常規(guī)負(fù)壓精餾的一倍以上，且聚合損失增加較大，并發(fā)生了塔聚合堵塞需要停車(chē)處理的情況。

雙塔變壓精餾節(jié)能技術(shù)：美國(guó)專(zhuān)利US6171449公開(kāi)了一種變壓精餾節(jié)能技術(shù)，其技術(shù)要點(diǎn)是先將來(lái)自反應(yīng)器的混合物流中所含甲苯及比甲苯沸點(diǎn)低的輕組分脫除，將剩余的物流按比例分成兩股分別進(jìn)入兩個(gè)操作壓力不同的精餾塔，用高壓操作的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(jié)能40-50％，但這種精餾工藝中苯乙烯需受熱三次，增加了苯乙烯的聚合損失，同時(shí)增加了一個(gè)精餾塔，操作及流程更加復(fù)雜，投資也大大增加。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是：提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易行，成本低，且無(wú)腐蝕性，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乙苯/苯乙烯分離塔塔頂熱回收工藝及裝置。

本發(fā)明所述的乙苯/苯乙烯分離塔塔頂熱回收工藝，步驟為：乙苯/苯乙烯分離塔塔頂分離出的氣相物料流入塔頂冷凝器冷凝，氣相物料對(duì)塔頂冷凝器內(nèi)的工質(zhì)加熱，受熱蒸發(fā)的工質(zhì)進(jìn)入壓縮機(jī)，經(jīng)壓縮機(jī)排出后的工質(zhì)進(jìn)入塔底再沸器，從塔底再沸器流出的工質(zhì)流入工質(zhì)貯罐內(nèi)，工質(zhì)貯罐內(nèi)的工質(zhì)通過(guò)泵流入塔頂冷卻器內(nèi)。

本工藝維持原塔壓不變或略微升高塔壓情況下，具有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)。解決現(xiàn)有的共沸熱回收技術(shù)需大幅提高塔壓，導(dǎo)致塔釜溫度急劇升高帶來(lái)的聚合物增加、阻聚劑消耗增加和易發(fā)生堵塔的危險(xiǎn)等不利因素。避免了原共沸精餾技術(shù)將精餾與反應(yīng)兩個(gè)工段緊密聯(lián)系并互受影響的缺點(diǎn)，使精餾和反應(yīng)相互獨(dú)立，操作簡(jiǎn)單易行。

所述的乙苯/苯乙烯分離塔塔頂?shù)膲毫?2～24KPa，溫度為71～89℃；塔底壓力為21～33KPa，溫度為96～108℃；工質(zhì)進(jìn)壓縮機(jī)的溫度為60～80℃,工質(zhì)經(jīng)壓縮后出口溫度為125～138℃。可有效減少苯乙烯聚合損失，降低苯乙烯分離能耗的特點(diǎn)。