一种脱除mtbe中硫化物的热泵精馏装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明属于石油化工技术领域，尤其是涉及一种脱除MTBE中硫化物的热栗精馏装置及方法。
【背景技术】
[0002]甲基叔丁基醚(简称MTBE)，是液化石油气碳四馏分中异丁烯与甲醇加成反应产物，MTBE是高品质汽油的调合组分，用于提高汽油的辛烷值和抗爆性能，也可用于裂解生产高纯异丁烯的原料。
[0003]汽车燃油是城市的主要空气污染源，国家对车用汽油的质量要求越来越严格，国V标准规定汽油中的硫含量< 10ppm，MTBE作为汽油调合组分的加入量一般在10?20%之间，因此必须将MTBE的硫含量降低到lOppm以下才能满足要求。MTBE装置生产出的MTBE产品中含有的硫化物多为硫醚、硫醇和噻吩类物质，硫含量在50-5000ppm之间。由于MTBE对有机硫化物有富集作用，很难通过碳四原料脱硫使MTBE硫含量达标，因此，必须通过MTBE产品深度脱硫处理才能满足需要。
[0004]CN101643392，CN102491882A，CN103880605A 等专利报道了 MTBE 精馏脱硫技术方法。近年来，采用萃取精馏方式实现MTBE深度脱硫的专利也不断被公开发表，如CN103360221A，CN102898286A，CN102557888A，CN102617297A，CN103922900A 等相关专利有报道，萃取剂有甲酰吗啉、乙酰吗啉、甲酰胺、乙酰胺，轻油和低硫柴油以及其中两种或以上物质的混合物。此外，公开的专利有CN102757316A和CN103524310A也有采用固体吸附剂吸附MTBE中的硫化物。
[0005]上述方法均存在不足，普通精馏法能够实现深度脱硫，但常规的精馏塔都是从塔顶冷凝器取走热量，同时向塔釜再沸器供给热量，通常塔顶冷凝器取走的热量是塔釜再沸器加入热量的90%左右，能量利用很不合理，普通精馏装置脱硫能耗极大。萃取精馏法一般用于难分离物系中，萃取剂的加入用于提高目标组分的相对挥发度，由于MTBE与硫化物沸点相差很大，普通精馏法即可实现脱硫，采用萃取精馏法脱硫并不能达到节能的目的。因此，如何降低脱硫过程中的能耗成为石化企业面临的关键问题。
【发明内容】
[0006]为了克服现有技术的不足，本发明提出一种脱除MTBE中硫化物的热栗精馏装置及方法，该装置操作简单，安全可靠，高效节能。所述装置主要包括进料预热器、精馏塔、压缩机、辅助再沸器、主再沸器、辅助冷却器、产品冷却器、缓冲罐和回流栗。将精馏塔塔顶的气体经压缩机压缩成为过热蒸汽，其作为热源通过塔底再沸器换热，换热后的冷凝液体进入缓冲罐，通过回流栗经原料预热器与原料预热后，部分液体冷却后打回精馏塔回流，另一部分液体冷却后作为塔顶产品采出。利用热栗精馏则实现了将塔顶冷凝器取走的热量传递给塔釜再沸器，大幅度地降低了能耗。
[0007]本发明的技术方案如下:
[0008]一种脱除MTBE中硫化物的热栗精馏装置，其特征在于:装置包括进料预热器、精馏塔、压缩机、辅助再沸器、主再沸器、辅助冷却器、产品冷却器、缓冲罐和回流栗；在进料预热器上设有壳程入口、壳程出口、管程入口和管程出口，进料预热器的壳程入口与回流栗出口连接，管程入口进料，管程出口进料与精馏塔中部进料口连接；精馏塔中部设有进料口，塔顶部设有塔顶汽相口、回流入口，塔底部设有塔底出料口，塔顶汽相口通过管道与压缩机入口密闭连接，辅助再沸器和主再沸器均设有壳程和管程出入口 ；辅助再沸器壳程入口和出口与外源蒸汽管道连接，管程通过管道与精馏塔的塔底密闭连接；主再沸器壳程入口与压缩机的出口密闭连接，管程通过管道与精馏塔的塔底密闭连接，壳程出口与缓冲罐入口连接；缓冲罐底部设有液相出料口，液相出料口与回流栗入口连接，回流栗出口与原料预热器壳程入口连接，原料预热器壳程一个出口连接产品冷却器，另一个出口连接塔顶辅助冷却器，冷却器入口处设置旁路控制阀，控制阀与辅助冷却器并联，辅助冷却器出口连接精馏塔塔顶回流入口。
[0009]本发明的一种脱除MTBE中硫化物的热栗精馏方法，粗MTBE产品经过进料预热器后进入精馏塔进行脱硫加工，辅助再沸器在精馏塔启动时为精馏塔提供热源，精馏塔塔顶有蒸汽产生后，开启压缩机，辅助再沸器逐渐转换为备用再沸器，精馏塔塔顶蒸汽经压缩机压缩后，出口蒸汽的压力和温度升高，升温升压后的蒸汽进入精馏塔塔底主再沸器冷凝换热，换热后的蒸汽被冷凝为液体，之后进入缓冲罐，再通过回流栗经原料预热器对原料预热后，部分液体经辅助冷却器冷却后作为回流；另一部分经产品冷却器冷却后作为塔顶MTBE产品；蒸汽在主再沸器壳程中被冷凝的同时，由精馏塔塔底液相物料进入主再沸器的管程，管程液体被加热，部分汽化返回精馏塔，从而维持精馏过程的连续进行，被浓缩的硫化物由塔底出料口排出。
[0010]当回流流股温度小于精馏塔塔顶气相温度时，开启旁路控制阀，物流绕过辅助冷却器直接回流入塔。
[0011 ] 所述的压缩机为有机蒸汽压缩机。
[0012]所述的MTBE气体压缩机的操作压缩比为1.8-2.0，用于提供充足热量满足塔底主再沸器和进料预热器的换热要求。
[0013]所述的压缩后纯MTBE气体的操作压力为1.8-2.0bar，工作温度为73.6-77.4°C。
[0014]所述的精馏塔工作压力为lbar，精馏塔回流比为0.5_3。
[0015]所述的压缩机为有机蒸汽压缩机。
[0016]所述的MTBE气体压缩机的操作压缩比为1.8-2.0，用于提供充足热量满足塔底主再沸器和进料预热器的换热要求。
[0017]所述的压缩后纯MTBE气体的操作压力为1.8-2.0bar,工作温度为73.6-77.4°C。
[0018]所述的精馏塔工作压力为lbar，精馏塔回流比为0.5_3。
[0019]本发明的辅助冷却器前设置有旁路控制阀，在适当时候开启，用于增强系统的操作弹性。
[0020]本发明的精馏塔塔顶MTBE中硫含量为5-9ppm，MTBE回收率为99.6-99.8%。
[0021]与现有技术相比，本发明采用热栗精馏技术进行脱硫，通过压缩塔顶MTBE气体，直接作为精馏塔塔釜再沸器和原料预热器的热源。与普通精馏相比，只需在原有装置基础上增设一套热栗系统，通过消耗少量的电能，即可回收塔顶蒸汽的冷凝潜热，有效提高热量利用效率，降低了塔釜热公用工程和塔顶冷公用工程消耗，达到节能降耗的目的。
[0022]本发明所述热栗精馏与多效精馏相比，不需要更多的塔器设备投资，而多效精馏不同精馏塔之间由于操作压力不同而实现热交换，热栗精馏系统相对简单，投资较小。
[0023]本发明通过设置辅助再沸器为精馏塔开车提供热量，通过在塔顶辅助冷却器旁设置旁路控制阀，提高了系统的操作弹性。通过设置原料预热器使系统便于达到最优操作条件，将塔顶蒸汽潜热进行充分利用。
【附图说明】
[0024]附图为本发明结构示意图。
[0025]图中，E1、进料预热器，T1、精馏塔，C1、压缩机，E2、辅助再沸器，E3、主再沸器，E4、辅助冷却器，E5、产品冷却器，V1、缓冲罐，P1、回流栗，CV1、旁路控制阀，1、进料口，2、塔顶出料口，3、塔底出料口。
【具体实施方式】
[0026]下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案进行详细说明，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。
[0027]通过如下具体装置实现分离要求:主要包括进料预热器(E1)，精馏塔(T1)，压缩机(C1)，辅助再沸器(E2)，主再沸器(E3)，辅助冷却器(E4)，产品冷却器(E5)，旁路控制阀(CV1)，缓冲罐(VI)和回流栗(P1)。进料预热器(E1)的管程入口进料，管程出口与与精馏塔中部进料口连接，进料预热器(E1)壳程入口与回流栗(P1)出口连接；所述精馏塔(T1)塔顶汽相口通过管道与压缩机(C1)入口密闭连接；所述的辅助再沸器(E2)壳程与外源蒸汽管道连接，管程与精馏塔(T1)塔底密闭连接；所述主再沸器(E3)壳程入口与压缩机(C1)的出口密闭连接，管程入口与精馏塔(T1)塔底密闭连接，管程出口与精馏塔(T1)下部的另一侧汽相口连接，壳程出口与缓冲罐(VI)入口通过管道连接；所述缓冲罐(VI)底部液相出料口与回流栗(P1)入口连接，回流栗(P1)出口与原料预热器(E1)壳程入口连接，预热器(E1)壳程一个出口连接产品冷却器(E5)，另一个出口连接塔顶辅助冷却器(E4)，辅助冷却器(E4)入口处设置旁路控制阀(CV1)，控制阀(CV1)与辅助冷却器(E4)并联，辅助冷却器(E4)出口连接精