专利名称：用于焦化粗苯加氢精制中的芳烃提纯装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于石油化工领域，涉及一种用于焦化粗苯加氢精制中的芳烃提纯装置，该装置以N-甲酰吗啉为溶剂，从芳烃和非芳烃混合物中分离提纯芳烃。
背景技术：
目前工业上用于芳烃抽提的溶剂有N-甲酰吗啉、环丁砜和N-甲基吡咯烷酮等。N-甲酰吗啉选择性和溶解性好，其相应抽提工艺具有溶剂消耗少、能耗低、产品纯度和收率高等许多显著优点，故应用较为广泛。根据单元操作特征，芳烃抽提可分为液液萃取和萃取精馏。液液萃取是利用原料液组分在溶剂中溶解度差异而实现分离的单元操作，适用于非芳烃含量较高的重整油原料；萃取精馏是通过加入溶剂改变原组分相对挥发度而实现分离的单元操作，适用于芳烃纯度较高的加氢油原料。使用液液萃取的方法，芳烃的分离效果和回收率较差；使用萃取精馏的方法， 溶剂使用量大，且能耗较高。液液萃取装置通常包括抽提塔、汽提塔、非芳烃水洗塔、回收塔、水分馏塔等。现有的工艺技术主要有以下几种:石油化工科学院开发的芳烃抽提蒸懼SED (Sulfolane ExtractiveDistillation)技术，专利号为CN1393507，选取环丁砜复合溶剂，可得到较高纯度的芳烃，但其芳烃回收率较低。进而开发N-甲酰吗啉为溶剂芳烃抽提工艺，改善了分离效果，但溶剂用量和能耗较大。德国伍德公司申请开发了若干萃取精馏芳烃抽提工艺。美国专利US PatentNumber 4081355公开了一种从含芳烃和非芳烃混合物中回收高纯度芳烃的方法，原料历经萃取塔、萃取精馏塔、汽提塔、水分离塔得到高纯度芳烃，溶剂为N-甲酰吗啉。多套装置在国内外投产，创造了可观经济效益。美国专利US Patent Number 6514387公开了一种间壁塔装置，其将萃取精馏塔、原料回收塔集合成一个间壁塔，实现了质量和能量的集成。美国专利US Patent Number 3944483> US Patent Number 4488936> US PatentNumber 4776927等均对芳烃抽提技术进行相关描述,并逐步对已有技术改造,但均未涉及到根据操作单元中组分分布变化，而响应不同分离方法耦合配置，进而提高芳烃分离效果组合工艺。
实用新型内容本实用新型提供了用于焦化粗苯加氢精制中的芳烃提纯工艺装置，采用N-甲酰吗啉溶剂，通过萃取精馏和液液萃取气液相耦合的方法，从而提高芳烃分离效果，并降低操作费用。在焦化粗苯加氢工艺中，预分馏塔底芳烃含量通常大于90%，此加氢油不适合液液萃取，但可采取萃取精馏。萃取精馏塔从塔底至塔顶，芳烃含量逐步降低，尤其精馏段组成分布陡变，其平衡物系更适于液液萃取分离。因此，本工艺中萃取精馏塔和液液萃取塔气液相耦合，萃取精馏塔精馏段侧线气相采出，与塔顶出料混合后其组分分布中芳烃含量较低(小于70 % )，更适宜采取液液萃取操作，进入液液萃取塔后分离为富芳烃重相和贫芳烃轻相。富芳烃重相重新引入萃取精馏塔顶作为回流，贫芳烃轻相中主要为非芳烃，进入下游工段处理。本流程采用过程系统工程方法论实现质量热量集成，通过萃取精馏和液液萃取气液相耦合，不但改善芳烃和非芳烃分离效果，同时提高芳烃回收率和纯度，而且降低溶剂比及冷凝器和再沸器负荷。同时，优化综合换热网络实现余热回收，分支芳烃提馏塔底贫溶齐U，其一预热原料粗苯，另一作为萃取精馏塔底再沸器热源，进而预热原料加氢油，从而降低装置能耗。本实用新型的技术方案如下:用于焦化粗苯加氢精制中的芳烃提纯装置，包括萃取精馏塔、液液萃取塔、芳烃提馏塔、粗苯预热器、加氢油预热器、冷却器、空冷器、原料混合器、出料混合器和分配器。原料混合器与萃取精馏塔侧线相连，萃取精馏塔顶部和精馏段出料侧线都与出料混合器相连，出料混合器后设有冷却器，冷却器连接液液萃取塔底部进料口，液液萃取塔底部出料口再与萃取精馏塔顶部相连，萃取精馏塔底部与芳烃提馏塔进料口相连，芳烃提馏塔底部连接分配器，分配器出口分为两路连接:(I)连接粗苯预热器后，粗苯预热器出口再连接液液萃取塔顶部；(2)通过连接管线依次连接萃取精馏塔再沸器、加氢油预热器、空冷器、原料混合器。具体流程为:(I)原料加氢油与贫溶剂N-甲酰吗啉换热后进入萃取精馏塔，塔顶压力为10-80kPa,理论平衡级数为25-50,溶剂比为4-8,加氢油进料位置为第8_12级，N-甲酰吗啉进料位置为第2-5级，精馏段第1-5级处侧线气相采出，液液萃取塔富芳烃重相进入萃取精馏塔顶过冷回流 ，双塔耦合回流比为0.5-0.9。(2)萃取精馏塔顶出料与气相侧线混合后，冷却至30°C -50°C，进入液液萃取塔底，液液萃取塔逆流常压操作，理论平衡级数为4-8，操作温度为20°C -60°C，萃取剂为N-甲酰吗啉，溶剂比为3-5。萃取相和萃余相分别为:以N-甲酰吗啉为溶剂的富芳烃重相和以非芳烃为溶剂的贫芳烃轻相。其中富芳烃重相进入萃取精馏塔顶，作为精馏段过冷回流，贫芳烃轻相中主要为非芳烃，进入下游工段处理。(3)萃取精馏塔底组成为N-甲酰吗啉和芳烃，富溶剂进入芳烃提馏塔进行分离。芳烃提馏塔真空操作，理论平衡级数为10-20，回流比为0.5-1，富溶剂进料位置为第4-7级。塔顶得到纯芳烃，塔底为贫溶剂N-甲酰吗啉循环使用。(4)贫溶剂N-甲酰吗啉分为两路循环，分配比例为1:8-10，其一换热后引入液液萃取塔，另一换热后返回萃取精馏塔。循环过程中N-甲酰吗啉有少量损失，在萃取精馏塔顶补充少量新溶剂。与已有流程相比，本实用新型的芳烃纯度达99.7%以上，回收率达99.9%以上。溶剂比降低IO %以上，冷热公用工程耗量减少，热回收增加7 %以上。
附图是芳烃抽提设备结构示意图。图中:1空冷器；2加氢油预热器；3原料混合器；4萃取精馏塔；5再沸器；6出料混合器；7冷却器；8液液萃取塔；9芳烃提馏塔；10分配器；11粗苯预热器。
具体实施方式
以下结合技术方案和附图，详细叙述本实用新型的具体实施方式
。如附图所示，原料混合器3与萃取精馏塔4侧线相连，萃取精馏塔4顶部及精馏段出料侧线与出料混合器6相连，出料混合器6后设有冷却器7，冷却器7连接液液萃取塔8底部进料口，液液萃取塔8底部出料口再与萃取精馏塔4顶部相连，萃取精馏塔4底部与芳烃提馏塔9进料口相连，芳烃提馏塔9底部连接分配器10，分配器10出口分为两路连接:其一，连接粗苯预热器11后，粗苯预热器11出口再连接液液萃取塔8顶部；其二，通过连接管线依次连接萃取精馏塔再沸器5、加氢油预热器2、空冷器1、原料混合器3。具体过程为:如附图所示，原料加氢油温度为87.7°C，质量流量为5457.4 kg/h。通过加氢油预热器2与贫溶剂换热后，温度达到98.8°C，再进入萃取精馏塔4，压力为55kPa，塔顶温度为72.83°C，塔底温度为150.8°C。精馏段侧线气相采出，流量为408.27 kg/h。塔顶出料及侧线经出料混合器6混合，再由冷却器7冷却至40°C，进入液液萃取塔8塔底。萃取塔为常压逆流操作，萃取剂为N-甲酰吗啉。萃取相和萃余相分别为:富芳烃重相和贫芳烃轻相。富芳烃重相主要为芳烃和N-甲酰吗啉，重新进入萃取精馏塔4塔顶，过冷回流。贫芳烃轻相质量流量为183kg/h，非芳烃含量97%以上。富溶剂进入芳烃提馏塔9，塔顶压力为-39kPa，塔顶温度为54.7°C，塔底温度为206.90C。塔顶得到纯芳烃，质量流量为5267.8kg/h，塔底为贫溶剂N-甲酰吗啉，质量流量为 34704kg/h。
贫溶剂N-甲酰吗啉经过分配器10分为两路循环，其一进入粗苯预热器11预热原料粗苯，再引入液液萃取塔8，另一作为萃取精馏塔塔底再沸器5热源，再进入加氢油预热器2预热加氢油，最后经空冷器I冷却至120°C，进入萃取精馏塔。循环过程中N-甲酰吗啉有少量损失，在萃取精馏塔顶补充少量新溶剂。
权利要求1.一种用于焦化粗苯加氢精制中的芳烃提纯装置，包括萃取精馏塔、液液萃取塔、芳烃提馏塔、粗苯预热器、加氢油预热器、冷却器、空冷器、原料混合器、出料混合器和分配器；原料混合器与萃取精馏塔侧线相连，萃取精馏塔顶部和精馏段出料侧线都与出料混合器相连，出料混合器后设有冷却器，冷却器连接液液萃取塔底部进料口，液液萃取塔底部出料口再与萃取精馏塔顶部相连，萃取精馏塔底部与芳烃提馏塔进料口相连，芳烃提馏塔底部连接分配器，分配器出口分为两路连接:(I)连接粗苯预热器后，粗苯预热器出口再连接液液萃取塔顶部；(2)通过连接管线 依次连接萃取精馏塔再沸器、加氢油预热器、空冷器、原料混合器。
专利摘要本实用新型公开了一种用于焦化粗苯加氢精制中芳烃提纯装置，用于焦化粗苯加氢精制中的芳烃提纯装置，包括萃取精馏塔、液液萃取塔、芳烃提馏塔、粗苯预热器、加氢油预热器、冷却器、空冷器、原料混合器、出料混合器和分配器；原料混合器与萃取精馏塔侧线相连，萃取精馏塔顶部和精馏段出料侧线都与出料混合器相连，出料混合器后设有冷却器，冷却器连接液液萃取塔底部进料口，液液萃取塔底部出料口再与萃取精馏塔顶部相连，萃取精馏塔底部与芳烃提馏塔进料口相连，芳烃提馏塔底部连接分配器，分配器出口分为两路连接。本装置实现质量热量集成并优化综合换热网络实现余热回收，从而提高芳烃分离效果，并降低操作费用。
文档编号C07C7/10GK203159507SQ20132016549
公开日2013年8月28日 申请日期2013年4月5日 优先权日2013年4月5日
发明者董宏光, 胡定华, 白滨, 赵国强 申请人:大连萍安环保工程技术有限公司, 大连理工大学