专利名称：用萃取蒸馏法由裂解汽油中回收苯乙烯的制作方法
背景技术：
一方面，本发明涉及主要含取代不饱和芳烃的裂解汽油物流中所选化合物的分离。用萃取蒸馏法将所选化合物与沸点相近的芳烃和非芳烃分离。另一方面，本发明涉及只使用环丁砜(四氢噻酚砜)的混合物或与水同用，在前面提到的萃取蒸馏中作为溶剂(也叫萃取剂或夹带剂)。
萃取蒸馏是一种众所周知的技术，用于分离相对挥发度接近1(即挥发度和沸点几乎相等)的混合组分。用普通分馏方法很难将这种混合物的组分分离。在萃取蒸馏中，将一种溶剂由被分离的原料混合物进料点上部加进蒸馏塔中。塔中存在的溶剂可改变塔中化合物的相对挥发度使分离更容易，从而需要较少的级数就可以达到同样的分离效果，或用同样的级数便可达到更高的分离程度。正如Ian Sucksmith发表在Chemical Engineering,June 28,1982,pages 91-95，题为“萃取蒸馏节省能量”的论文所述，溶剂对较高沸点原料组分挥发度的影响足以增进各种原料组分的分离，并使它与塔底馏分一起泄出。有关萃取蒸馏技术的其它文献来源包括Philip A.Schweitzer,“Handbook of Separation Techniques for Chemical Engineers”,McGraw-Hill Book Company,1979,Pages 1-135 to 1-143；和Perry,“Chemical Engineers Handbook,6th Edition,McGraw-Hill BookCompany,1984,Pages 13-53 to 13-57。
用萃取蒸馏法由沸点相近的芳烃和非芳烃混合物(裂解汽油)中分离取代不饱和芳烃，特别是苯乙烯，是已知技术，在专利文献例如U.S.Pat.Nos.3,684,665；3,763,015；2,480,919和4,031,153中有叙述；3,328,267；2,467,197；2,385,235；2,380,019和3,210,259也不同程度涉及。在专利文献例如U.S.Pat.No.4,966,656中还叙述了用萃取蒸馏法将苯乙烯与裂解汽油物流中存在的具体化合物分离，即苯乙烯与乙苯或邻二甲苯分离。但是，需要开发比裂解汽油组分萃取蒸馏中现有溶剂选择性更高的溶剂。特别是，希望开发出改进的萃取蒸馏方法以便用选择性更高的溶剂和其它技术生产高纯度苯乙烯，因为这一化合物是各种塑料的重要起始材料。
发明概述本发明的一个目的是提供一种方法，它使用一种选择性溶剂(也叫做萃取剂或夹带剂)，通过萃取蒸馏，由含沸点相近的芳烃和非芳烃的裂解汽油物流中生产高纯度取代不饱和芳烃化合物，特别是苯乙烯。本发明的另一个目的是提供一种包含烃溶剂和水的新颖萃取剂混合物。
另根据本发明还提供一种方法，它通过对含大量取代不饱和芳烃的裂解汽油原料进行萃取蒸馏，由裂解汽油中分离至少一种选择的取代不饱和芳烃，优选苯乙烯，该方法使用一种与水混合的主要含环丁砜的优选溶剂。
根据本发明还提供由多个步骤组成的方法由裂解汽油原料生产优质苯乙烯。
根据本发明的一个优选实施方案提供了一种方法，它使用一种主要由两种成分组成的溶剂，通过萃取蒸馏一种含至少一种取代不饱和芳烃和至少一种沸点相近的芳烃或非芳烃原料，将至少一种取代不饱和芳烃和至少一种沸点相近的芳烃或非芳烃分离。该方法生产一种塔顶产品，其中含比原料中体积百分数小的至少一种取代不饱和芳烃和比原料中体积百分数大的至少一种芳烃或非芳烃；和一种塔底产品，其中含有溶剂和比原料中体积百分数大的至少一种取代不饱和芳烃和比原料中体积百分数小的至少一种芳烃或非芳烃。该至少一种取代不饱和芳烃与溶剂分离并由塔底产品中回收。
溶剂的一种成分最好选自碳酸丙烯、环丁砜(四氢噻酚砜)、甲基卡必醇、1-甲基-2-吡咯烷二酮、2-吡咯烷二酮和它们的混合物，溶剂的另一种成分是水。在所列有机成分中，优选的溶剂成分是环丁砜。
在另一优选实施方案中，原料中该至少一种取代不饱和芳烃是苯乙烯，至少一种芳烃或非芳烃是邻二甲苯。
溶剂与原料重量比的最佳范围是大约5∶1至大约50∶1，更优选2∶1至20∶1.。原料的沸点在大约100℃至大约180℃温度范围也是优选的。
所说至少一种取代不饱和芳烃的沸点和至少一种芳烃或非芳烃的沸点最好相差大约0.1至10℃。
根据本发明再提供一种方法，它在两部分萃取溶剂存在下，将苯乙烯与至少一种沸点相近的芳烃或非芳烃通过萃取蒸馏它们的混合物和由所说溶剂馏分反萃苯乙烯进行分离，以得到含苯乙烯相对较多的溶剂馏分，萃取溶剂第一部分选自碳酸丙烯、环丁砜(四氢噻酚砜)、甲基卡必醇、1-甲基-2-吡咯烷二酮、2-吡咯烷二酮和它们的混合物，萃取溶剂第二部分是水。特别优选的至少一种沸点相近的芳烃或非芳烃是邻二甲苯。所说萃取溶剂第二部分与萃取溶剂第一部分的重量比由大约0％至大约20％也是优选的。
根据本发明的另一方面，提供了一种由含苯乙烯和至少一种沸点相近的芳烃或非芳烃的原料生产苯乙烯的方法，做法是，将所说原料加入蒸馏区，将两部分萃取剂加入所说蒸馏区，在所说萃取溶剂存在下，在所说蒸馏区蒸馏所说原料以生产一种苯乙烯含量比加入所说蒸馏区的溶剂中较高的溶剂馏分和一种含至少一种沸点相近的芳烃或非芳烃而且苯乙烯含量比所说原料中较低的塔顶馏分，由所说蒸馏区取出所说溶剂馏分并由所说蒸馏区取出所说塔顶馏分，所说溶剂主要由选自碳酸丙烯、环丁砜(四氢噻酚砜)、甲基卡必醇、1-甲基-2-吡咯烷二酮、2-吡咯烷二酮和它们的混合物的第一部分和由水构成的第二部分组成。
在所说方法的一种优选形式中，所说两部分萃取溶剂被分别加入蒸馏区。优选的原料是裂解汽油。
在本发明一个进一步的优选实施方案中，所说原料是通过裂解汽油的分馏而生产的主要含8个碳的烃的C8物流，所说C8物流构成了加入所说蒸馏区的原料。而且，在将所说C8物流加入所说蒸馏区之前，可将C8物流氢化以便将其中任何炔烃氢化，所说C8物流的氢化最好在不使较多的苯乙烯转化为乙苯的条件下进行。
更为优选的是，通过将至少一部分所说塔顶馏分氢化以生产一种含甲苯和二甲苯的混合物来实施本发明。
此外，希望将上述溶剂馏分加到一个反萃区中，在这里，苯乙烯、一部分所说芳烃或非芳烃和水由溶剂中被分离到反萃塔的塔顶物流，然后成为贫溶剂塔底物流并循环至所说蒸馏区作为所说两部分溶剂的第一部分。并且最好将反萃塔的塔顶物流加到苯乙烯纯化区，在这里，比苯乙烯和水轻的烃组分，包括环戊二烯，被分离为苯乙烯纯化塔塔顶物流，纯化的苯乙烯被分离为苯乙烯纯化塔侧线物流，含一些所说第一部分萃取蒸馏溶剂的苯乙烯纯化塔塔底物流在所说苯乙烯纯化区形成。然后最好将苯乙烯纯化塔塔底物流进行处理以回收一部分所说第一部分萃取蒸馏溶剂再用于所说方法。
此外，在上述方法中，最好将水由从所说萃取蒸馏区、所说反萃区和所说苯乙烯纯化区出来的塔顶物流中分离，并送回所说蒸馏区作为至少一部分所说萃取溶剂第二部分。
最好是，所说两部分萃取溶剂和所说原料的重量比在大约1∶1和大约20∶1之间，原料在大约100℃至大约180℃温度范围沸腾，所说苯乙烯和所说至少一种沸点相近的芳烃或非芳烃的沸点相差大约0.1至大约10℃。
由以下的发明详述和后附的权利要求将会明显看到本发明的其它目的和优点。
附图简要说明
图1是一个中间工厂的部分正视图，其中实施了本发明方法的一些部分。
图2是反萃塔部分和图1中间工厂中与其有关的设备的简化正视图。
图3是该中间工厂的另一部分，包括用于进一步纯化如图1和2实施的本发明方法中所得苯乙烯的间歇蒸馏塔简化正视图。
图4是实施本发明方法的一座工业工厂的简化正视图。
附图详细说明在萃取蒸馏方法中，将一种试剂(叫做“溶剂”或“萃取剂”或“夹带剂”)加到要进行分离的组分的混合物原料中，以便改变混合物组分的相对挥发度，从而使这些组分的挥发度产生足够的差别，并使得用蒸馏法进行有效分离成为可能。通常所选的添加溶剂应对要分离的组分有很高的“选择性”。选择性是一个术语，与溶剂的存在引起的混合物中组分挥发度的变化有关。混合物中组分挥发度的差别越大，用分馏法分离这些组分就越容易。因此，高选择性溶剂致使混合物中组分相对挥发度产生很大的差别，从而可以用较少的蒸馏级数、较小的回流量和较高的产品纯度来分离混合物中的组分。这里所用术语“沸点相近”是指在蒸馏条件下，原料组分有几乎相同的沸点。
任何含至少一种取代不饱和芳烃和至少一种沸点与其相近的芳烃或非芳烃的烃原料都可用于本发明的方法中。
适宜原料组分的非限制性例子是苯乙烯、邻二甲苯、异丙基苯、甲苯、二聚环戊二烯、对二甲苯、乙苯、2,5-二甲基噻吩、6,6-二甲基富烯、苯乙炔、间二甲苯、异丙苯、乙烯基降冰片烯和苯丙烯，它们都常见于裂解汽油中。这些组分也存在于其它烃原料如煤焦油液体和催化重整石脑油中。
溶剂与含烃原料混合物的任何适宜的重量比均可使用。溶剂与原料的重量比优选范围是大约0.5∶1至大约50∶1，更优选大约2∶1与大约20∶1之间。
在萃取蒸馏塔中，可以使用任何适宜的总塔高、填充塔高、塔直径和塔板数，准确的尺寸和塔的设计取决于操作规模、确切的原料组成、确切的溶剂组成、要求的回收率和追求的取代不饱和芳烃产品的纯度，以及类似的考虑。
给出以下实施例以进一步说明本发明而不应认为是对本发明范围的过分限制。
实施例Ⅰ本实施例说明各种溶剂在裂解汽油原料萃取蒸馏中的应用。
向含有35.3％甲苯，4.3％乙烯基降冰片烯，11.8％乙苯、3.3％对二甲苯、0.2％2,5-二乙基噻吩、5.5％邻二甲苯、0.5％二聚环戊二烯、27.9％苯乙烯、0.1％苯丙烯和0.3％6,6-5甲基富烯(重量)的裂解汽油原料中以各种溶剂∶原料比加入一种萃取溶剂。在回流条件下，在有一个理论级并装有全回流冷凝器的气-液平衡蒸馏釜中将全部混合物(包括萃取溶剂)加热20-60分钟。在加入溶剂之前，取出裂解汽油原料和平衡蒸气的样品。以1∶1和5∶1的溶剂∶原料比将溶剂加入蒸馏釜中。达到平衡后，用位于全回流冷凝器下部的隔片取出少量冷凝蒸气样品。用气相色谱分析该样品并测定气相中原料组分的重量分数。相对挥发度R1用下式计算R1=(Y1/Y2)/(X1/X2)=(Y1/X1)/(Y2/X2)其中，在本实施例中，Y1和Y2分别是气相中邻二甲苯和苯乙烯的重量分数，X1和X2分别是液相中邻二甲苯和苯乙烯的重量分数。在本实施例中选择邻二甲苯和苯乙烯是因为它们难以分离。对这两种化合物的试验结果综合于表Ⅰ中。
试验了以下溶剂1-甲基-2-吡咯烷二酮、环丁砜、己二腈、1-(2-氨基乙基)哌嗪、N-甲酰基吗啉、2-吡咯二酮、碳酸丙烯、甲基卡必醇。
表Ⅰ溶剂原料重量比溶剂邻二甲苯/苯乙烯相对挥发度0∶1 无1.01∶1 1-甲基-2-吡咯烷二酮 1.41∶1 环丁砜1.41∶1 己二腈1.31∶1 1-(2-氨基乙基)哌嗪1.21∶1 N-甲酰基吗啉 1.31∶1 2-吡咯烷二酮 1.41∶1 碳酸丙烯 1.31∶1 甲基卡必醇1.25∶1 1-甲基-2-吡咯烷二酮 1.65∶1 环丁砜1.75∶1 己二腈1.45∶1 1-(2-氨基乙基)哌嗪1.35∶1 N-甲酰基吗啉 1.55∶1 2-吡咯烷二酮 1.75∶1 碳酸丙烯 1.45∶1 甲基卡必醇1.4表1中的数据清楚地说明有几种萃取剂给出了较高的相对挥发度数据，因此，根据本发明，它们可望成为更有效的溶剂(萃取剂)用于将取代不饱和芳烃，特别是苯乙烯，与沸点相近的芳烃和非芳烃分离。
实施例Ⅱ本实施例说明用环丁砜作萃取剂，对实施例Ⅰ中所述原料混合物进行萃取蒸馏。蒸馏装置和实施例Ⅰ中所述的相同。对于本实验，将75克裂解汽油原料加到气-液平衡蒸馏釜中，并取出原料和蒸气样品进行分析。溶剂以1∶1(加75克)和5∶1(加375克)的溶剂∶原料比加到釜中。达到平衡后，用位于全回流冷凝器下部的隔片取出少量冷凝蒸气样品。用气相色谱分析该样品并测定气相中原料组分的重量分数。试验结果概括于表Ⅱ中。
表Ⅱ组分 A/B相对挥发度A/B相对挥发度A/B相对挥发度说明 无溶剂 1∶1溶剂∶原料5∶1溶剂∶原料A 邻二甲苯1.0 1.4 1.7甲苯3.1 3.6 4.5乙苯1.4 1.8 2.2对二甲苯1.3 1.8 2.32,5-二甲基噻吩 1.3 1.7 2.1二聚环戊二烯0.5 0.9 1.26,6-二甲基富烯 0.6 0.6 0.6乙烯基降冰片烯 1.3 2.5 3.8苯丙烯 0.7 0.8 0.9B 苯乙烯使用环丁砜作萃取剂。
实施例Ⅱ中给出的结果可以和实施例Ⅲ中给出的结果相比较，实施例Ⅲ涉及在实施例Ⅰ中出现的化合物2-吡咯烷二酮的测试，结果与使用环丁砜作萃取剂得到的结果一样，其中理想的分离在邻二甲苯和苯乙烯之间。
实施例Ⅲ本实施例说明用2-吡咯烷二酮作萃取剂，对实施例Ⅰ中所述原料混合物进行萃取蒸馏。蒸馏装置与实施例Ⅰ中所述相同。对于本实验，将75克裂解汽油原料加到气-液平衡蒸馏釜中，并取出原料和蒸气样品进行分析。溶剂以1∶1(加75克)和5∶1(加375克)的溶剂∶原料比加到釜中。达到平衡后，用位于全回流冷凝器下部的隔片取出少量冷凝蒸气样品。用气相色谱分析该样品并测定气相中原料组分的重量分数。试验结果概括于表Ⅲ中。
表Ⅲ组分 A/B相对挥发度 A/B相对挥发度 A/B相对挥发度说明无溶剂 1∶1溶剂∶原料5∶1溶剂∶原料A 邻二甲苯1.0 1.4 1.7甲苯3.1 4.0 4.3乙苯1.4 1.8 2.2对二甲苯1.3 1.8 2.22,5-二甲基噻吩 1.3 1.7 2.0二聚环戊二烯0.5 0.8 1.16,6-二甲基富烯 0.6 0.6 0.7乙烯基降冰片烯 1.3 2.4 3.5苯丙烯 0.7 0.8 0.9B 苯乙烯使用2-吡咯烷二酮作萃取剂。
根据表Ⅱ和表Ⅲ中所示试验结果，环丁砜和2-吡咯烷二酮表现出类似的选择性。但是，环丁砜被选为优选溶剂，因为它在将取代不饱和烃，特别是苯乙烯，与沸点相近的芳烃和非芳烃分离时有较高的沸点。
实施例Ⅳ本实施例说明在由裂解汽油原料中萃取蒸馏苯乙烯时使用水和环丁砜的混合物作溶剂。
本实施例说明用环丁砜和水的混合物作萃取溶剂，对实施例Ⅰ中所述原料混合物进行萃取蒸馏。蒸馏装置与实施例Ⅰ中所述相同。对于本实验，将25克裂解汽油原料加到气-液平衡蒸馏釜中，并取出原料和蒸气样品进行分析。溶剂以5∶1(加125克)和10∶1(加250克)的溶剂∶原料比加到釜中。也将水加到蒸馏釜中，并在所有原料比情况下均保持为总溶剂重量的3％。达到平衡后，用位于全回流冷凝器下部的隔片取出少量冷凝蒸气样品。用气相色谱分析该样品并测定气相中原料组分的重量分数。试验结果概括于表Ⅳ中。
表Ⅳ组分 A/B相对挥发度A/B相对挥发度A/B相对挥发度说明无溶剂 5∶1溶剂∶原料 10∶1溶剂∶原料A 邻二甲苯1.0 1.8 1.8甲苯2.9 4.6 4.2乙苯1.4 2.4 2.5对二甲苯1.3 2.4 2.52,5-二甲基噻吩 1.3 2.1 2.2二聚环戊二烯0.5 1.4 1.66,6-二甲基富烯 0.6 0.6 0.6乙烯基降冰片烯 1.3 4.4 4.9苯丙烯 0.7 0.9 1.0B 苯乙烯1使用环丁砜+3％水作萃取剂。
根据表Ⅱ和表Ⅳ中所示试验结果，可以得出结论，当同水混合做溶剂时，环丁砜(四氢噻吩砜)对于将取代不饱和烃，特别是苯乙烯，与沸点相近的芳烃和非芳烃分离时，效果更好。
实施例Ⅴ使用所选的环丁砜和水的萃取溶剂混合物，在一装填24英尺不锈钢网卷填料(Goodloe型#773)的3英寸直径不锈钢萃取蒸馏塔中进行中间工厂试验。蒸馏塔严格绝热以避免热量损失。一台最大热量输入能力为4000瓦特的双回路热虹吸管再沸器被用以蒸发塔中的液体。用一台冷凝器冷凝塔顶蒸气。一部分冷凝液由接收器回流至萃取蒸馏塔顶部，其余液体由接收器作为残液产品取出。萃取蒸馏塔的详细结构示于图1。
在图1中，裂解汽油原料(烃原料)被泵2由原料储罐1经管线1以45ml/min流速输送到萃取蒸馏塔5。在由离塔底14英尺处进入萃取蒸馏塔5之前，该物流在换热器4中被热油(或者可用蒸气)加热到58℃。表Ⅴ中给出了原料组成。用泵7经管线8将含0.1％至0.3％(重量)水的环丁砜由离塔底21英尺处加进萃取蒸馏塔5。环丁砜以435ml/min的流速进料，该物流在换热器9中被热油加热到59℃。就在再沸器上部，用泵21经管线22以20ml/min流速将去离子水加进萃取蒸馏塔5。蒸馏塔在减压(65mmHg绝压)下操作，用真空泵产生真空。
再沸器大约用3200至3500瓦特使塔中液体沸腾。残蒸气物流经蒸气管线10由萃取蒸馏塔5顶部流出并被冷却器11a冷凝，用乙二醇/水混合物作冷却剂。冷凝残液经管线11a被输送到塔顶物料接受器12，烃和水在这里进行分离。一部分烃物相以0.3∶1.0的回流比回流返回塔中，其余以残液产品取出(以37ml/min流速)。通过液面控制将水相从接受器中12取出。稳态操作时，萃取精馏塔5中的压力降大约是16至18mmHg。由萃取精馏塔5流出的萃取液物流含99.3％(重量)环丁砜，0.68％(重量)苯乙烯，1ppm(重量)或更少的邻二甲苯，15ppm(重量)或更少的苯丙烯，少于0.1％(重量)的水。萃取液和残液物流的组成列于表Ⅴ。
用图2所示物流反萃塔26回收环丁砜溶剂。该系统包括一根在反萃段装填6英尺Gempak4BG波纹结构不锈钢填料和在精馏段装填4英尺Goodloe不锈钢网卷填料(#779型)的直径为3英寸的塔；一台辅助冷凝器和倾析器；一个塔顶水收集系统；一个粗苯乙烯产品物流回流分配器；一个原料预热和计量系统和一个反萃溶剂收集系统。
如图2所示，来自萃取蒸馏塔5的萃取液物流(富溶剂)由泵24从萃取液罐20经管线23加到物流反萃塔26中。萃取液物流以700ml/min流速加料并在进入物流反萃塔26之前被换热器25加热到93℃至95℃。将大约75g/min水由水罐27经管线28输送到蒸汽发生器以产生200℃的过热蒸汽，该蒸汽由蒸汽反萃塔26底部进料。釜的能力为12升，用加热套保持在160℃。该反萃塔在70mmHg绝压下操作。
塔顶蒸气物流经管线30流出并在卸料至塔顶物料接收器32之前被冷却器31冷凝，一部分烃物相在这里以2∶1的回流比回流返回反萃塔。其余冷凝液以12至14ml/min流速作为粗苯乙烯产品经管线35被取出。塔顶物流冷凝液以56至65ml/min流速由接受器32经管线35取出。含99.8％(重量)环丁砜、0.1至0.3％(重量)水和微量烃的贫溶剂由釜经管线37取出，被冷却器38冷却，然后以680至690ml/min的流速卸料至容器39。来自管线34的粗苯乙烯产品含99.9％(重量)的苯乙烯。
为了由粗苯乙烯中除去微量重组分并改善产品的颜色，通过间歇蒸馏将纯化的苯乙烯蒸馏到塔的塔顶物流中。间歇蒸馏塔的略图示于图3。使用一个直径为3英寸的塔40。它装有12英尺Goodloe不锈钢网卷填料(#779型)。该系统还包括一个在线回流分配器和冷凝器41，一个塔顶产品收集系统42和一个12升的釜43，该釜装有向再沸器输入热量的电热夹套。在回流比5∶1，釜温75℃，塔的绝对压力49mmHg条件下，由塔顶可回收纯度为99.9+％的纯苯乙烯。
表Ⅴ说明 原料塔顶物流塔底物流二聚环戊二烯 0.26 0.40＜1 PPM苯 0.22 0.23＜1 PPM甲苯 35.8136.54 ＜1 PPM乙烯基降冰片烯 3.73 3.95＜1 PPM乙苯 12.0313.47 ＜1 PPM对二甲苯 2.97 3.13＜1 PPM间二甲苯 7.45 7.84＜1 PPM异丙苯 395 PPM 431 PPM ＜1 PPM邻二甲苯 4.52 5.79＜1 PPM苯乙烯 23.8218.910.68苯丙烯 390 PPM 573 PPM 15 PPM水 0.076＜50 PPM 0.0109非芳烃 8.93 9.57 ＜1 PPM2,5-二甲基噻吩172 PPM 195 PPM ＜1 PPM溶剂(环丁砜) 00.37 99.3图4是以正视图表示的实施本发明的一座工业工厂的图解说明。工厂50的一个优选的，也是任选的单元是分馏塔51，经管线52向其中加入裂解汽油进行C8馏分的充分分离，C8馏分经管线53离开该塔，C-7和更轻的物质经管线54离开分馏塔51,C-9和更重的物质作为釜底物经管线55离开塔。
优选地，但也是任选地，窄馏分分馏的C8物流经管线57加进氢化器56。在这里，氢化过程进行得足够温和，以至虽能将任何炔烃化合物如苯乙炔氢化但不会将超出容许比例的苯乙烯转化为乙苯。由于该步骤是任选的，给出了旁路管线58和适当的阀门以便将该步骤省去。将氢化器的输出物经管线59与由管线58得到的或通过管线60的任何其它来源的富苯乙烯原料一起加进萃取蒸馏塔61。塔61以填料塔表示。贫溶剂由下文将讨论的部分经管线62加入该塔。它从高于经管线60的富苯乙烯进料的位置加入。由贫溶剂输入管线上的加热器63和塔底的再沸器回路63a向塔供给热量。根据本发明，水作为萃取蒸馏溶剂的第二组分经管线64加进萃取蒸馏塔61。
在萃取蒸馏塔61中，用贫溶剂和水组分调整蒸馏条件使苯乙烯向下经过塔与富溶剂一起经塔底管线65流出，而其它芳烃和非芳烃经管线66由塔顶蒸出。该物流中的芳烃主要是C8芳烃，即，乙苯、邻二甲苯和对二甲苯，非芳烃塔顶物料主要是C-9环烷烃和C-9链烷烃。管线66中的塔顶物料经冷凝器67流到分离罐68，在这里取出其中一部分作为回流液经管线66送回。塔顶冷凝液的其它有机部分经管线70送往氢化处理器71，在这里被氢化为主要成分为甲苯/二甲苯的混合物，该混合物经管线72被送往甲苯/二甲苯萃取装置(未表示)。氢化器所用的氢经管线73供给。由冷凝罐68的低凹部经管线74将水取出并送往水储罐75。
由萃取蒸馏塔61塔底管线65出来的富苯乙烯溶剂被送往溶剂反萃塔76，该反萃塔也用填料塔表示。反萃塔的部分热量由再沸器回路77供给。在溶剂反萃塔76中进行苯乙烯与溶剂的分离，苯乙烯经塔顶管线78离开反萃塔。它经过冷凝器79进入冷凝罐80。一部分冷凝液被取出并作为回流液经管线81加到反萃塔76顶部。烃物流的其余部分经管线82加到苯乙烯纯化塔83。由冷凝罐80的低凹部经管线84将水取出并送往水储罐75。
出自溶剂反萃塔76的塔底物流是贫溶剂，它经过管线90离开塔并经过蒸汽发生器91以散去热量，然后经管线62送回萃取蒸馏塔61。溶剂再生塔92装有再沸器回路93和放空管线94。该再生塔通过进料侧线96接受来自贫溶剂管线90的部分贫溶剂，并通过管线95接受来自发生器91的蒸汽。再生器92的输出经管线97被送回溶剂反萃塔底。
在仍用填料塔绘出的苯乙烯纯化塔83中被反萃的高纯苯乙烯物流的组分经管线82被送到该塔；轻于苯乙烯的组分经管线98由塔顶取出，经冷凝器99被送往冷凝液罐100。如此被除去的一种物料是环戊二烯(CPD)，二聚环戊二烯(DCPD)的单体。该单体易于二聚成为DCPD，而DCPD又容易裂解变回CPD。如果CPD和DCPD留在苯乙烯产品物流中，都是有害的。较轻的塔顶物流由冷凝液储罐100取出；其中一部分作为回流液经管线101送回，其余的经管线102送回萃取蒸馏塔61。塔83底部装有再沸器回路103提供塔运行所需热量。塔底物流由纯化塔83经管线104取出，它含有残余的微量高沸点芳烃、微量聚苯乙烯和少量其它烃，以及微量溶剂。它们在溶剂回收塔105中被处理；流出溶剂回收塔的塔顶物流经管线106被送往C8/C9分离器，塔底物流经管线107被送往水反萃塔108。将一部分水由水储罐75送回萃取蒸馏塔61底部，一部分送往溶剂回收塔105顶部。水反萃塔108装有再沸器回路109。水反萃塔塔顶物流被送回并与管线66中来自萃取蒸馏塔顶部的塔顶物流合并，而水反萃塔的塔底物流被送入锅炉91。
所有分馏塔最好在真空下操作以便降低有关物料的沸点。
为适应各种用途，可以在本公开和附加权利要求的范围内做出合理的变通、改进和适应性变化而不脱离本发明的范围。
权利要求
1．一种从至少一种沸点相近的芳烃或非芳烃中分离苯乙烯的方法，包括在两部分萃取溶剂存在下，萃取蒸馏它们的混合物以得到一种含苯乙烯较多的溶剂馏分，和由所说溶剂馏分中反萃取苯乙烯，萃取溶剂的第一部分选自碳酸丙烯、环丁砜(四氢噻酚砜)、甲基卡必醇、1-甲基-2-吡咯烷二酮、2-吡咯烷二酮和它们的混合物，和溶剂的第二部分是水。
2．根据权利要求1的方法，其中所说至少一种沸点相近的芳烃或非芳烃是邻二甲苯。
3．根据权利要求1的方法，其中所说第二部分萃取溶剂与第一部分萃取溶剂的重量比由大约0％至大约20％。
4．一种由含苯乙烯和至少一种沸点相近的芳烃或非芳烃原料中生产苯乙烯的方法，包括将所说原料加入蒸馏区；将两部分溶剂加入所说蒸馏区，所说溶剂主要由选自碳酸丙烯、环丁砜(四氢噻酚砜)、甲基卡必醇、1-甲基-2吡咯烷二酮、2-吡咯烷二酮和它们的混合物的第一部分和由水构成的第二部分组成；在所说萃取溶剂存在下，在所说蒸馏区蒸馏所说原料以生产(a)含比向所说蒸馏区所加溶剂中较多苯乙烯的溶剂馏分；(b)含所说至少一种沸点相近的芳烃或非芳烃并含比所说原料中较少苯乙烯的塔顶馏分；将所说溶剂馏分由所说蒸馏区取出；以及将所说塔顶馏分由所说蒸馏区取出。
5．根据权利要求4的方法，其中所说两部分萃取溶剂的两个部分分别加进所说蒸馏区。
6．根据权利要求4的方法，其中所说原料是裂解汽油。
7．根据权利要求4的方法，其中所说原料是通过分馏一种裂解汽油而生成，目的是生产主要由含8个碳的烃组成的C8物流，所说C8物流构成了向所说蒸馏区供料的原料。
8．根据权利要求7的方法，其中所说C8物流在加入蒸馏区之前进行氢化以便将其中任何炔属化合物氢化。
9．根据权利要求8的方法，其中所说C8物流的氢化进行的条件应能避免较多的苯乙烯转化为乙苯。
10．根据权利要求4的方法，其中至少一部分所说塔顶馏分被氢化生成含甲苯和二甲苯的混合物。
11．根据权利要求4的方法，其中所说溶剂馏分被加到反萃区，在这里，一部分所说芳烃或非芳烃和水与溶剂分离成为反萃塔塔顶物流，而溶剂则构成塔底贫溶剂物流，并循环至所说蒸馏区用作所说两部分萃取溶剂的第一部分。
12．根据权利要求11的方法，其中所说反萃塔塔顶物流被加到苯乙烯纯化区，在这里，包括环戊二烯在内的比苯乙烯和水轻的烃组分被分离为苯乙烯纯化塔塔顶物流，纯化的苯乙烯被分离为苯乙烯纯化塔侧线物流，并在所说苯乙烯纯化塔区生成含某些所说第一部分萃取蒸馏溶剂的苯乙烯纯化塔塔底物流。
13．根据权利要求12的方法，其中将所说苯乙烯纯化塔塔底物流进行处理以回收一部分所说萃取蒸馏溶剂的第一部分，供所说方法中重新使用。
14．根据权利要求12的方法，其中将水由所说萃取蒸馏区、所说反萃区和所说苯乙烯纯化区的塔顶物流中分离并返回所说蒸馏区用作至少一部分所说两部分萃取溶剂的所说第二部分。
15．根据权利要求4的方法，其中所说两部分萃取溶剂对所说原料的重量比在大约1∶1和大约20∶1之间。
16．根据权利要求4的方法，其中所说原料在由大约100℃至大约180℃的温度范围内沸腾。
17．根据权利要求4的方法，其中所说苯乙烯和所说至少一种沸点相近的芳烃和非芳烃的沸点相差大约0.1℃至大约10℃。
全文摘要
一种用(a)环丁砜(四氢噻吩砜)和(b)水的混合萃取溶剂,由含至少一种取代不饱和芳烃和至少一种沸点相近的芳烃和非芳烃的裂解汽油混合物中分离所说取代不饱和芳烃的萃取蒸馏方法。
文档编号C07C15/46GK1225081SQ97196399
公开日1999年8月4日 申请日期1997年5月7日 优先权日1996年5月21日
发明者李福民, J·C·金特赖, R·W·韦特彻莱 申请人:Hfm国际公司