专利名称：一种精制粗苯并从中提取噻吩的方法
技术领域：
本发明属于化工领域，其特征是涉及一种粗苯精制并从中提取噻吩的方法。
背景技术：
粗苯是煤炼焦过程中生成的粗煤气中的产物之一，经脱氨后的焦炉煤气中含有苯、甲苯、二甲苯、三甲苯、噻吩、茚等芳烃，此外还含有不饱和化合物、含硫化合物、脂肪烃、萘、酚类和吡啶类化合物，称之为粗苯，粗苯为淡黄色透明液体，比水轻，不溶于水，储存时由于不饱和化合物氧化和聚合形成树脂物质溶于粗苯中，色泽变暗。由于我国的炼焦行业众多，年产大量的粗苯，粗苯的直接用途较小，主要用于深加工制苯、甲苯、二甲苯等产品，苯、甲苯、二甲苯都是宝贵的基本有机化工原料，用途广泛。由于粗苯中还含有一定数量的噻吩，(噻吩是含有一个硫杂原子的五元杂环化合物，分子式为C4H4S,外观为无色、有刺激 性气味的液体，熔点-38. 2°C，沸点84. 2°C，相对密度I. 0649，溶于乙醇、乙醚、丙酮、苯等，噻吩具有芳香性，与苯相似，比苯更容易发生亲电取代反应，主要取代在2位上，噻吩2位上的氢也很容易被金属取代，生成汞和钠等的衍生物，用金属钠在液氨和甲醇溶液内还原噻吩，可得二氢噻吩，噻吩也可用作溶剂。)噻吩具有的广泛用途，应提取出来；另外当苯作溶剂使用制取某些产品时，如果含有微量噻吩将严重影响产品质量，甚至使产品报废，因此也必须将噻吩从苯中提取出来，由于噻吩与苯的沸点接近，难以用一般的分馏法将二者分开。目前粗苯精制并提取噻吩的方法主要有酸洗精制法和加氢精制法，酸洗精制法的优点是工艺简单、设备投资少，缺点是污染严重、收率低、后处理困难，目前使用已不多；加氢精制法优点是产品纯度高，缺点是工艺复杂，设备投资大，能耗高、收率低，两种方法都具有明显的缺陷。据公开的文献报道，目前我国还未有很好的工艺将粗苯精制过程中的噻吩提取出来，这样既浪费了有限的资源，还会影响苯的质量。为了克服粗苯精制过程中使用酸洗精制法、加氢精制法存在的缺陷，本发明提供了一种以粗苯为原料，经两苯塔将粗苯分馏为重苯和轻苯两部分，然后将轻苯加热为气相，经过加氢反应器去杂后，提取液相的噻吩油，再将噻吩油经过脱轻、萃取、二次加氢、精馏等工序制得纯苯、甲苯、二甲苯、溶剂油和噻吩，该方法具有设备投资少、工艺简单、生产周期短，产品纯度高等一系列优点，与传统的酸洗法相比，不仅产品质量更好，而且没有酸碱等危险操作，没有酸焦油污染，更加安全环保，与现在流行的加氢精制法相比，可以得到高附加值的噻吩产品，而且反应温和，压力和温度都有大幅降低，反应压力和温度的降低有利于降低反应器的制作难度，反应器的制作材质和工艺要求都有大幅下降，从而进一步降低了投资成本。
发明内容
为了克服粗苯精制过程中使用酸洗精制法污染严重、收率低、后处理困难、加氢精制法工艺复杂，设备投资大，能耗高、收率低的缺陷，本发明以粗苯为原料，通过粗苯脱重、一次加氢、脱轻、萃取、二次加氢和精馏工序来制得纯苯、甲苯、二甲苯、溶剂油和噻吩，该方法具有设备投资少、工艺简单、生产周期短，产品纯度高等一系列优点，与传统工艺相比，不仅产品质量更好，而且无污染，反应温和，反应压力和温度都有大幅降低，反应压力和温度的降低有利于降低反应器的制作难度，反应器的制作材质和工艺要求都有大幅下降，进一步降低了生产成本。本发明可以通过以下技术方案来实现一种精制粗苯并从中提取噻吩的方法，其特征是由以下步骤构成I.将定量的粗苯送入两苯塔后再送入蒸汽开始升温蒸馏，(两苯塔理论塔板数不低于45块，控制压力在-30Kpa—40KPa，塔顶温度控制在120°C，塔釜温度控制在> 190°C，回流比为O. 2-0. 3。)馏程大于210°C的部分作为重苯产品，送入储存设备储存待用；馏程小于210°C的部分作为轻苯送入下一级设备蒸发器。2.将轻苯送入蒸发器加热至IOCTC -120°C转变为气相后，送入一段加氢反应器，加氢反应器内氢气纯度保持在90%以上，同时加入催化剂ΝΙ-Μ0，用量的摩尔比为氢气NI-MO = 99-99. 5 O. 5_1，控制压力在I. 2Mpa、温度在120°C左右，让气态轻苯中硫，氮，氧等杂质和氢发生反应后除去，并将烯烃加氢饱和，(因烯烃和氢的反应在无催化剂的情况下，无论温度多高都不易发生，而在催化剂的作用下，加氢反应则能顺利进行。)剩余的物料冷却为液相的噻吩油。(主要成分为苯、甲苯、二甲苯、溶剂油、噻吩)3.将噻吩油送入脱轻塔中部，脱轻塔压力控制在O. 35Mpa-0. 4MPa，塔顶温度控制在125°C -130°C，塔釜温度控制在150°C _155°C，塔顶设二级冷凝器，一级冷凝器温度控制在70 V _72°C，冷凝液进入脱轻系统全回流，一级冷凝气相进入二级冷凝器，二级冷凝温度控制在40°C以下，单独设储罐回收低沸点的非芳烃物质备用，脱除轻组分的噻吩油进入萃取系统。4.将脱除轻组分后的噻吩油送入萃取系统，萃取系统由萃取塔与再生塔组成，萃取塔内萃取液采用N-甲酰吗啉，控制萃取塔塔顶压力为常压、温度为84°C，控制塔釜温度为145°C，回流比O. 1-0. 3 ;再生塔控制塔顶温度为55°C、塔釜温度为183°C，回流比为O. 8-1. 0，塔压控制在-55KPa左右；噻吩油进入萃取塔的中部，萃取反应发生，从萃取塔塔顶采出噻吩产品(噻吩含量大于90%)，塔底物料送至再生塔中部进行再生，再生塔内剩余的萃取剂送萃取塔重复利用，经过萃取的噻吩油送下一级。(此时的噻吩油主要成分为苯、甲苯、二甲苯、溶剂油，只含少量噻吩。)5.经过萃取的噻吩油送入二段加氢反应器，调二段加氢反应器内温度为1900C -200°C，压力为I. IMpa-L 2MPa，氢气纯度为90%，让少量的噻吩发生加氢反应，将剩余的少量噻吩全部脱除，得到加氢油；加氢油进入分馏塔进行精馏，使用普通的精馏技术将加氢油精馏，馏程在80°C -83°C时得到纯苯(纯度大于99. 99%，硫含量小于O. 1PPM，)，馏程在95°C -100°C时得到纯甲苯(纯度大于99. 9 %，硫含量小于O. 5PPM，)，馏程在1370C -1400C )时得到二甲苯，馏程在150°C _180°C和180°C _210°C时得到两种溶剂油。本发明的有益效果是
I.没有酸碱等危险操作，没有酸焦油污染，安全环保，整个生产过程反应温和，压力和温度都有大幅降低，反应压力和温度的降低有利于降低反应器的制作难度，反应器的制作材质和工艺要求都有大幅下降，从而进一步降低了设备的投资成本，还可以得到高附加值的噻吩产品。2.工艺简单.产品收率高、生产周期短，产品纯度高。
具体实施例方式下面结合具体的实施例，进一步详细描述本发明。实施例I将定量的粗苯送入两苯塔后送入蒸汽开始升温蒸馏，(两苯塔理论塔板数不低于45块，控制压力在-30Kpa—40KPa，塔顶温度控制在120°C，塔釜温度控制在> 190°C，回流比为O. 2-0. 3。)馏程大于210°C的部分作为重苯产品，送入储存设备储存待用；馏程小于210°C的部分作为轻苯送入下一级设备蒸发器。将轻苯送入蒸发器加热至IOCTC转变为气相后，送入一段加氢反应器，加氢反应器内氢气纯度保持在90%以上，同时加入催化剂ΝΙ-Μ0，用量的摩尔比为氢气NI-MO = 99 1，控制压力在I. 2Mpa、温度在120°C左右，让气态轻苯中硫，氮，氧等杂质和氢发生反应后除去，并将烯烃加氢饱和，剩余的物料冷却为液相的噻吩油。将噻吩油送入脱轻塔中部，脱轻塔压力控制在O. 35Mpa，塔顶温度控制在125°C，塔釜温度控制在150°C，塔顶设二级冷凝器，一级冷凝器温度控制在70°C，冷凝液进入脱轻系统全回流，一级冷凝气相进入二级冷凝器，二级冷凝温度控制在40°C以下，单独设储罐回收低沸点的非芳烃物质备用，脱除轻组分的噻吩油进入萃取系统。将脱除轻组分后的噻吩油送入萃取系统，萃取系统由萃取塔与再生塔组成，萃取塔内萃取液采用N-甲酰吗啉，控制萃取塔塔顶压力为常压、温度为84°C，控制塔釜温度为145°C，回流比O. 1-0. 3 ;再生塔控制塔顶温度为55°C、塔釜温度为183°C，回流比为O. 8-1. 0，塔压控制在_55KPa左右；噻吩油进入萃取塔的中部，萃取反应发生，从萃取塔塔顶采出噻吩产品(噻吩含量大于90%)，塔底物料送至再生塔中部进行再生，再生塔内剩余的萃取剂送萃取塔重复利用，经过萃取的噻吩油送下一级。经过萃取的噻吩油送入二段加氢反应器，调二段加氢反应器内温度为190°C，压力为I. IMpa，氢气纯度为90%，让少量的噻吩发生加氢反应，将剩余的少量噻吩全部脱除，得到加氢油；加氢油进入分馏塔进行精馏，使用普通的精馏技术将加氢油精馏，馏程在80°C -83°C时得到纯苯(纯度大于99. 99%，硫含量小于O. 1PPM，)，馏程在950C -100°C时得到纯甲苯(纯度大于99. 9%，硫含量小于O. 5PPM，)，馏程在137°C -140°C )时得到二甲苯，馏程在150°C -180°C和180°C _210°C时得到两种溶剂油。实施例2将定量的粗苯送入两苯塔后送入蒸汽开始升温蒸馏，(两苯塔理论塔板数不低于45块，控制压力在-30Kpa—40KPa，塔顶温度控制在120°C，塔釜温度控制在> 190°C，回流比为O. 2-0. 3。)馏程大于210°C的部分作为重苯产品，送入储存设备储存待用；馏程小于210°C的部分作为轻苯送入下一级设备蒸发器。将轻苯送入蒸发器加热至IlCTC转变为气相后，送入一段加氢反应器，加氢反应器内氢气纯度保持在90%以上，同时加入催化剂ΝΙ-Μ0，用量的摩尔比为氢气NI-M0 = 99.25 O. 75，控制压力在I. 2Mpa、温度在120°C左右，让气态轻苯中硫，氮，氧等杂质和氢发生反应后除去，并将烯烃加氢饱和，剩余的物料冷却为液相的噻吩油。将噻吩油送入脱轻塔中部，脱轻塔压力控制在O. 375MPa，塔顶温度控制在127. 5°C，塔釜温度控制在152. 5°C，塔顶设二级冷凝器，一级冷凝器温度控制在71°C，冷凝液进入脱轻系统全回流，一级冷凝气相进入二级冷凝器，二级冷凝温度控制在40°C以下，单独设储罐回收低沸点的非芳烃物质备用，脱除轻组分的噻吩油进入萃取系统。将脱除轻组分后的噻吩油送入萃取系统，萃取系统由萃取塔与再生塔组成，萃取塔内萃取液采用N-甲酰吗啉，控制萃取塔塔顶压力为常压、温度为84°C，控制塔釜温度为145°C，回流比O. 1-0. 3 ;再生塔控制塔顶温度为55°C、塔釜温度为183°C，回流比为O. 8-1. 0，塔压控制在-55KPa左右；噻吩油进入萃取塔的中部，萃取反应发生，从萃取塔塔顶采出噻吩产品(噻吩含量大于90%)，塔底物料送至再生塔中部进行再生，再生塔内剩余的萃取剂送萃取塔重复利用，经过萃取的噻吩油送下一级。经过萃取的噻吩油送入二段加氢反应器，调二段加氢反应器内温度为195°C，压力为I. 15Mpa，氢气纯度为90%，让少量的噻吩发生加氢反应，将剩余的少量噻吩全部脱除，得到加氢油；加氢油进入分馏塔进行精馏，使用普通的精馏技术将加氢油精馏，馏程在80°C -83°C时得到纯苯(纯度大于99. 99%，硫含量小于O. 1PPM，)，馏程在95°C -100°C时得到纯甲苯(纯度大于99. 9%，硫含量小于O. 5PPM，)，馏程在137°C -140°C )时得到二甲苯，馏程在150°C _180°C和180°C _210°C时得到两种溶剂油实施例3将定量的粗苯送入两苯塔后送入蒸汽开始升温蒸馏，(两苯塔理论塔板数不低于45块，控制压力在-30Kpa—40KPa，塔顶温度控制在120°C，塔釜温度控制在> 190°C，回流比为O. 2-0. 3。)馏程大于210°C的部分作为重苯产品，送入储存设备储存待用；馏程小于210°C的部分作为轻苯送入下一级设备蒸发器。将轻苯送入蒸发器加热至120°C转变为气相后，送入一段加氢反应器，加氢反应器内氢气纯度保持在90%以上，同时加入催化剂ΝΙ-Μ0，用量的摩尔比为氢气NI-MO = 99. 5 O. 5，控制压力在I. 2Mpa、温度在120°C左右，让气态轻苯中硫，氮，氧等杂质和氢发生反应后除去，并将烯烃加氢饱和，剩余的物料冷却为液相的噻吩油。将噻吩油送入脱轻塔中部，脱轻塔压力控制在O. 4MPa，塔顶温度控制在130°C，塔釜温度控制在155°C，塔顶设二级冷凝器，一级冷凝器温度控制在72°C，冷凝液进入脱轻系统全回流，一级冷凝气相进入二级冷凝器，二级冷凝温度控制在40°C以下，单独设储罐回收低沸点的非芳烃物质备用，脱除轻组分的噻吩油进入萃取系统。将脱除轻组分后的噻吩油送入萃取系统，萃取系统由萃取塔与再生塔组成，萃取塔内萃取液采用N-甲酰吗啉，控制萃取塔塔顶压力为常压、温度为84°C，控制塔釜温度为145°C，回流比O. 1-0. 3 ；再生塔控制塔顶温度为55°C、塔釜温度为183°C，回流比为O. 8-1. 0，塔压控制在_55KPa左右；噻吩油进入萃取塔的中部，萃取反应发生，从萃取塔塔顶采出噻吩产品(噻吩含量大于90%)，塔底物料送至再生塔中部进行再生，再生塔内剩余的萃取剂送萃取塔重复利用，经过萃取的噻吩油送下一级。经过萃取的噻吩油送入二段加氢反应器，调二段加氢反应器内温度为200°C，压力为I. 2MPa，氢气纯度为90%，让少量的噻吩发生加氢反应，将剩余的少量噻吩全部脱除，得到加氢油；加氢油进入分馏塔进行精馏，使用普通的精馏技术将加氢油精馏，馏程在80°C _83°C时得到高纯苯(纯度大于99. 99%，硫含量小于O. 1PPM，)，馏程在95°C-100°C时得到高纯甲苯(纯度大于99.9%，硫含量小于O. 5PPM，)，馏程在1370C -1400C )时得到二甲苯，馏程在150°C _180°C和180°C _210°C时得到两种溶剂油。
权利要求
1.一种精制粗苯并从中提取噻吩的方法，其特征是以粗苯为主要原料，以氢气、催化剂NI-MO、萃取液N-甲酰吗啉为辅料,通过粗苯脱重、一次加氢、脱轻、萃取、二次加氢和精馏工序来制得成品。
2.根据权利要求I所述的一种精制粗苯并从中提取噻吩的方法，其第一步的特征是将定量的粗苯送入两苯塔后再送入蒸汽开始升温蒸馏，(两苯塔理论塔板数不低于45块，控制压力在-30Kpa—40KPa，塔顶温度控制在120°C，塔釜温度控制在> 190°C，回流比为O.2-0. 3。)馏程大于210°C的部分作为重苯产品，送入储存设备储存待用；馏程小于210°C的部分作为轻苯送入下一级设备蒸发器。
3.根据权利要求I所述的一种精制粗苯并从中提取噻吩的方法，其第二步的特征是将轻苯送入蒸发器加热至10(TC -120°C转变为气相后，送入一段加氢反应器，加氢反应器内氢气纯度保持在90%以上，同时加入催化剂NI-MO，用量的摩尔比为氢气NI-MO =99-99.5 O. 5-1，控制压力在I. 2Mpa、温度在120°C左右，让气态轻苯中硫，氮，氧等杂质和氢发生反应后除去，并将烯烃加氢饱和，剩余的物料冷却为液相的噻吩油。
4.根据权利要求I所述的一种精制粗苯并从中提取噻吩的方法，其第三步的特征是将噻吩油送入脱轻塔中部，脱轻塔内的压力需控制在O. 35Mpa-0. 4MPa，塔顶温度控制在1250C -130°C，塔釜温度控制在150°C _155°C，塔顶设二级冷凝器，一级冷凝器温度控制在700C -720C，冷凝液进入脱轻系统全回流，一级冷凝气相进入二级冷凝器，二级冷凝温度控制在40°C以下，单独设储罐回收低沸点的非芳烃物质备用，脱除轻组分的噻吩油进入萃取系统。
5.根据权利要求I所述的一种精制粗苯并从中提取噻吩的方法，其第四步的特征是将脱除轻组分后的噻吩油送入萃取系统，萃取系统由萃取塔与再生塔组成，萃取塔内萃取液采用N-甲酰吗啉，控制萃取塔塔顶压力为常压、温度为84°C，控制塔釜温度为145°C，回流比O. 1-0. 3 ;再生塔控制塔顶温度为55°C、塔釜温度为183°C，回流比为O. 8-1. 0，塔压控制在-55KPa左右；噻吩油进入萃取塔的中部，萃取反应发生，从萃取塔塔顶采出噻吩产品(噻吩含量大于90% )，塔底物料送至再生塔中部进行再生，再生塔内剩余的萃取剂送萃取塔重复利用，经过萃取的噻吩油送下一级。
6.根据权利要求I所述的一种精制粗苯并从中提取噻吩的方法，其第五步的特征是经过萃取的噻吩油送入二段加氢反应器，调二段加氢反应器内温度为190°C _200°C，压力为I. IMpa-l. 2MPa，氢气纯度为90%，让少量的噻吩发生加氢反应，将剩余的少量噻吩全部脱除，得到加氢油；加氢油进入分馏塔进行精馏，使用普通的精馏技术将加氢油精馏，馏程在80°C -83°C时得到纯苯(纯度大于99. 99%，硫含量小于O. 1PPM，)，馏程在95°C -100°C时得到纯甲苯(纯度大于99. 9%，硫含量小于O. 5PPM，)，馏程在137°C -140°C )时得到二甲苯,馏程在150°C -180°C和180°C _210°C时得到两种溶剂油。
全文摘要
本发明公开了一种精制粗苯并从中提取噻吩的方法，该发明属于化工领域。本发明是以粗苯为主要原料，以氢气、催化剂NI-MO、萃取液N-甲酰吗啉为辅料，以两苯塔、蒸发器、一段加氢反应器、脱轻塔、萃取塔、再生塔、二段加氢反应器、分馏塔为设备，通过萃取法来制取苯系列产品及噻吩；该方法的优点是整个生产过程反应温和，压力和温度较低，反应压力和温度的降低有利于降低反应器的制作难度，反应器的制作材质和工艺要求都有大幅下降，从而进一步降低了投资成本，且苯系列产品收率高、纯度高，和其它工艺相比还可以得到高附加值的产品噻吩。
文档编号C07D333/10GK102617265SQ201110035180
公开日2012年8月1日 申请日期2011年1月30日 优先权日2011年1月30日
发明者彭宏, 林鹏增, 王晋勇 申请人:江苏永鹏科技实业有限公司