本发明涉及化工中芳烃生产方法和装置,更具体地说,涉及一种生产三甲苯的方法和生产装置。
背景技术:
1、三甲苯单体中的均三甲苯、偏三甲苯、连三甲苯均为重要的化工单体。其中均三甲苯可用于生产均苯三甲酸以及抗氧剂、环氧树脂固化剂、聚酯树脂稳定剂、醇酸树脂增塑剂和染料等;偏三甲苯可用作分析试剂以及有机合成和制药工业。连三甲苯则是常用的分析试剂,同时也是生产西藏麝香的重要原料。
2、现有的均三甲苯的生产方法主要有萃取精馏法、烷基化-精馏法及偏三甲苯异构化法,现有的偏三甲苯以及连三甲苯的生产方法主要是从重整生成油、甲醇合成油中通过精馏手段分离得到。
技术实现思路
1、本发明要解决的技术问题是提供一种以重整重芳烃为原料,通过吸附分离、精馏以及异构化反应组合生产三种三甲苯的方法和装置。
2、第一方面,本发明提供的一种生产三甲苯的方法,包括以下步骤:
3、(1)富含c9及以上芳烃的原料进入脱重塔,将原料中的重杂质脱除,得到吸附进料;
4、(2)所述的吸附进料在吸附塔中进行液相吸附分离,得到富含三甲苯的抽出液和富集其他c9及以上芳烃的抽余液;所述的抽出液送至抽出液塔精馏分离,塔底得到富三甲苯物料,塔顶得到的解吸剂返回吸附塔循环利用;所述的抽余液送至抽余液塔精馏分离,塔底得到贫三甲苯物料作为副产品出装置,塔顶得到的解吸剂返回吸附塔中循环利用;
5、(3)所述的富三甲苯物料通过串联的均三甲苯塔、偏三甲苯塔和连三甲苯塔进行精馏分离,塔顶物料分别得到均三甲苯、偏三甲苯、连三甲苯产品;并由均三甲苯塔的侧线抽出贫均三甲苯物料;
6、(4)将所述的贫均三甲苯物料送至异构化反应器进行异构化反应,反应生成的富均三甲苯物料脱除富氢气体得到的液相出料脱除轻烃组分,得到的混合三甲苯返回均三甲苯塔和/或作为吸附进料返回吸附塔。
7、第二方面,本发明提供一种生产三甲苯的装置,用于上述的生产三甲苯的方法,包括顺序连通的脱重塔、吸附分离单元、精馏分离单元和异构化单元;其中,所述的吸附分离单元由吸附塔、抽出液塔和抽余液塔组成;所述的精馏分离单元由顺序连通的均三甲苯塔、偏三甲苯塔和连三甲苯塔组成;所述的异构化单元包括顺序连通的异构化反应器、气液分离器和异构化脱轻塔,气液分离器的气相出口经循环压缩机与所述的异构化反应器连通;所述的脱重塔的塔顶出料连通所述的吸附塔进料,所述的抽出液塔出料连通所述的均三甲苯塔的进料;所述的均三甲苯塔侧线出料连通所述的异构化反应器的进料;所述的异构化脱轻塔塔釜出料连通所述的均三甲苯塔的进料。
8、本发明提供的生产三甲苯的方法和装置的有益效果为:
9、与现有技术相比,本发明提供的生产三甲苯的方法利用富含c9及以上的重芳烃为原料,同时生产高纯度均三甲苯、偏三甲苯和连三甲苯。通过均三甲苯塔侧线产物作为异构化进料,能够有效提高均三甲苯收率,典型工况条件下,可在三甲苯损失率小于10w%的条件下,实现高价值99w%高纯度均三甲苯产率提高100%以上,经济效益显著。也为低附加值的重整重芳烃提供了一种高附加值的利用方法。
1.一种生产三甲苯的方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.按照权利要求1所述的生产三甲苯的方法,其特征在于,步骤(1)中脱重塔的操作条件为:压力为-0.09~0.10mpa,塔顶温度97℃~195℃,塔底温度198℃~248℃,回流比为0.5~5.0;
3.按照权利要求1所述的生产三甲苯的方法,其特征在于,步骤(2)中吸附塔采用的吸附剂为金属改性的分子筛和无机氧化物载体,所述无机氧化物载体为al2o3和/或sio2,所述分子筛选自β、y、zsm-5和zsm-11分子筛中一种或几种的组合,所述改性金属为fe、cu、zn、mg、ba和/或k中的一种或多种。
4.按照权利要求3所述的生产三甲苯的方法,其特征在于,所述的吸附分离采用的解吸剂选自甲苯和/或二甲苯,或多甲基萘。
5.按照权利要求4所述的生产三甲苯的方法,其特征在于,步骤(2)中,所述的吸附塔的操作压力为0.05~2.50mpa、优选0.80~1.00mpa,温度为80~250℃、优选140℃~180℃;
6.按照权利要求1所述的生产三甲苯的方法,其特征在于,步骤(3)中,均三甲苯塔的操作压力为-0.09~0.25mpa、优选-0.05~0.18mpa,塔顶温度为94℃~219℃,塔底温度为193℃~247℃,回流比为20~200、优选50~150;
7.按照权利要求1所述的生产三甲苯的方法,其特征在于,步骤(4)中,异构化反应器采用的催化剂为分子筛或无机氧化物载体上负载改性金属活性组分,所述无机氧化物载体为al2o3和/或sio2,所述分子筛选自β、y、zsm-5和zsm-11分子筛中一种或几种;所述的金属活性组分选自viii组金属元素中一种或几种。
8.按照权利要求7所述的生产三甲苯的方法,其特征在于,步骤(4)中,异构化反应器的操作压力为0.5~2.0mpa,反应温度为250~450℃,氢/烃摩尔比为0.8~6.0;
9.按照权利要求8所述的生产三甲苯的方法,其特征在于,步骤(4)中,反应生成的富均三甲苯物料进入气液分离器中,分离得到的液相进入异构化脱轻塔中进一步脱除轻烃组分;操作条件为:所述的气液分离器的温度为40~110℃,压力为0.5~2.0mpa;所述的异构化脱轻塔的压力为-0.09~0.10mpa,塔顶温度39-42℃,塔底温度为147℃~231℃,回流比为5~30;
10.按照权利要求1-9中任一种所述的生产三甲苯的方法,其特征在于,还包括:(5)所述的抽出液塔、抽余液塔、偏三甲苯塔、连三甲苯塔和异构化脱轻塔中一个或多个采用均三甲苯塔的气相作热源。
11.按照权利要求10所述的生产三甲苯的方法,其特征在于,步骤(2)中的出液塔顶循环解吸剂与抽出液塔顶循环解吸剂混合,再与均三甲苯塔顶气相进行换热并升温至吸附温度。
12.按照权利要求10所述的生产三甲苯的方法,其特征在于,步骤(4)中,异构化反应器的反应产物与反应原料换热,并经进一步冷却后进入气液分离器,气液分离器的气相出料为富氢气体,经压缩机压缩后循环返回异构化反应器,气液分离器的液相出料与异构化脱轻塔塔釜物料换热后,进入异构化脱轻塔。
13.一种生产三甲苯的装置,用于权利要求1-12中任意一项所述的生产三甲苯的方法,其特征在于,包括顺序连通的脱重塔、吸附分离单元、精馏分离单元和异构化单元;其中,所述的吸附分离单元由吸附塔、抽出液塔和抽余液塔组成;所述的精馏分离单元由顺序连通的均三甲苯塔、偏三甲苯塔和连三甲苯塔组成;所述的异构化单元包括顺序连通的异构化反应器、气液分离器和异构化脱轻塔,气液分离器的气相出口经循环压缩机与所述的异构化反应器连通;所述的脱重塔塔顶出料连通所述的吸附塔进料,所述的抽出液塔出料连通所述的均三甲苯塔的进料;所述的均三甲苯塔侧线出料连通所述的异构化反应器的进料;所述的异构化脱轻塔塔底出料连通所述的均三苯塔的进料。
14.按照权利要求13所述的生产三甲苯的装置,其特征在于,所述的异构化反应器为轴向固定床反应器或者为径向固定床反应器。
15.按照权利要求14所述的生产三甲苯的装置,其特征在于,所述的均三甲苯塔的塔顶气相分别与抽出液塔再沸器、抽余液塔再沸器、偏三甲苯塔、连三甲苯塔和异构化脱轻塔再沸器中的一个或多个换热。
16.按照权利要求15所述的生产三甲苯的装置,其特征在于,所述的均三甲苯的塔顶气相与来自所述的抽出液塔的塔顶出料和来自抽余液塔的塔顶出料换热。