一种基于热高分工艺的二甲苯歧化反应产物分离系统及其分离方法
【技术领域】
[0001]本发明属于对二甲苯歧化反应产物分离领域，涉及一种二甲苯歧化反应产物分离 系统及其分离方法，尤其涉及一种基于热高分工艺的二甲苯歧化反应产物分离系统及其分 离方法。
【背景技术】
[0002] 对二甲苯(PX)装置是化纤工业的核心原料装置之一，它以重整汽油中的C7_C9芳烃 为原料，生产苯、对二甲苯和邻二甲苯等产品。其中歧化反应单元以甲苯和c 9-c1()芳烃为原 料，通过歧化及烷基转移反应，生成苯和c8芳烃。在歧化反应流程中，歧化反应产物离开反 应器的温度为350~460°C，与进料换热后的温度为90~120°C，压力为2.5~3.5MPa，此时的 反应产物处于气液两相状态，为了分离出产物中的氢气循环使用及外送，目前国内所有的 二甲苯装置在生产或设计中，均采用空冷和水冷将反应产物温度降低到30~50°C后，再进 行气液分离。上述流程得到的芳烃产物温度为40°C左右，而后续的分馏过程又需要将芳烃 产物升温至较高的温度（160~200°C)，如此的重复冷却-加热过程不仅消耗了大量的冷却 负荷，也增大了后续分馏流程的加热负荷。
[0003] 因此，亟需研究一种可以减小歧化反应空冷器的冷却负荷和后续分馏系统的加热 负荷，并且节约能耗的方法。
【发明内容】
[0004] 针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种基于热高分工艺的二甲苯歧化反 应产物分离系统及其分离方法。本发明根据歧化反应产物分离部分的工艺特点，采用热高 分方法处理换热后温度介于90~120°C且压力介于2.5~3.5MPa的歧化反应产物，避免了芳 烃产物的重复冷却-加热过程，将热量充分回收利用。
[0005] 为达此目的，本发明采用以下技术方案：
[0006] 第一方面，本发明提供了一种基于热高分工艺的二甲苯歧化反应产物分离系统， 所述系统包括依次相连的歧化反应系统和反应产物分离系统，所述反应产物分离系统包括 热高分罐、换热器、空冷器、水冷器和反应产物分离罐；
[0007] 其中，热高分罐的气体出料口依次与换热器、空冷器、水冷器和反应产物分离罐的 进料口相连，反应产物分离罐的液体出料口与换热器相连。上述热高分罐的气体出料口是 与换热器的热媒入口相连，热高分罐的气体出料为需要冷却的物料，作为热源为换热器供 热;反应产物分离罐的液体出料口与换热器冷媒入口相连。
[0008] 本发明采用热高分工艺对歧化反应产物分离，热高分处理得到的液相为不需要冷 却物料，其直接进入后续的分馏系统;热高分处理得到的气相为需要冷却的物料，其经过换 热和冷却至30~50°C后再进入反应产物分离罐进行进一步的气液分离;反应产物分离罐分 离出的液体经换热器与热高分处理得到的气相换热后再与热高分处理得到的液相混合，混 合后温度可达80~120°C，充分减少了后续分馏系统的加热负荷。
[0009] 作为本发明的优选方案，所述歧化反应系统包括依次相连的进料换热器、加热炉 和歧化反应器;其中，歧化反应系统的进料与进料换热器的冷媒入口相连，其作为冷源用于 冷却歧化反应器的出料。
[0010] 优选地，所述歧化反应器的出料口经进料换热器与热高分罐的进料口相连。
[0011] 作为本发明的优选方案，反应产物分离系统包括压缩机，所述反应产物分离罐的 气体出口与压缩机的入口相连;反应产物分离罐产出的气相一部分作为产品氢输出，另一 部分通过压缩机返回进行歧化反应。
[0012] 作为本发明的优选方案，所述热高分罐的温度为90~130°C，例如90°C、100°C、110 °C、120°C或 130°C等，压力为2 · 5~3 · 5MPa，例如2 · 5MPa、2 · 7MPa、3MPa、3 · 3MPa 或3 · 5MPa 等。
[0013] 优选地，所述反应产物分离罐的压力为2 · 4~3 · 4MPa，例如2 · 4MPa、2 · 7MPa、3MPa、 3.310^或3.4]\0^等。
[0014] 第二方面，本发明提供了一种上述二甲苯歧化反应产物分离系统的分离方法，所 述分离方法包括二级冷凝分离过程，歧化反应产物与反应进料换热后进行第一次气液分 离，第一次气液分离得到的气相经换热和冷却后进行第二次气液分离。
[0015] 作为本发明的优选方案，第二次气液分离得到的液相与第一次气液分离得到的气 相换热后，与第一次气液分离得到的液相进行混合，混合后进行后续分馏操作。
[0016] 优选地，歧化反应产物与反应进料换热后的温度为90~130°C，例如90°C、100°C、 110°C、120°C 或 130°C 等。
[0017] 优选地，第二次气液分离得到的液相与第一次气液分离得到的气相换热后，与第 一次气液分离得到的液相进行混合，混合后的温度为80~120°C，例如80°C、90°C、100°C、 110°C 或 120°C 等。
[0018] 优选地，第一次气液分离得到的气相经换热和冷却后的温度为30~50°C，例如30 °C、35°C、40°C、45°C 或 50°C 等。
[0019] 作为本发明的优选方案，第二次气液分离得到的气相一部分作为产品输出，另一 部分返回进行歧化反应。
[0020] 其中，本发明中所述的"一部分"和"另一部分"是指将物料分为两部分，分别用"一 部分"和"另一部分"进行描述，属于清楚表述。
[0021] 优选地，歧化反应产物与反应进料换热后不进行冷却直接进行第一次气液分离。
[0022] 作为本发明的优选方案，第一次气液分离得到的气相经换热和冷却后的温度为30 ~50°C，例如30°C、35°C、40°C、45°C 或50°C等。
[0023] 作为本发明的优选方案，第一次气液分离在热高分罐中进行。
[0024] 优选地，所述热高分罐的温度为90~130°C，例如90°C、100°C、110°C、120°C或130 °(3等，压力为 2.5~3.5MPa，例如2 · 5MPa、2 · 7MPa、3MPa、3 · 3MPa 或3 · 5MPa 等。
[0025] 作为本发明的优选方案，第二次气液分离在反应产物分离罐中进行。
[0026] 优选地，反应产物分离罐的压力为2.4~3.4MPa，例如2.4MPa、2.7MPa、3MPa、 3.310^或3.4]\0^等。
[0027] 上述二甲苯歧化反应产物分离系统的分离方法，具体为：
[0028] 歧化反应进料作为冷媒进入进料换热器，经换热后进入加热炉和歧化反应器，在 歧化反应器中进行歧化反应，歧化反应产物进入进料换热器与歧化反应进料换热后进入热 高分罐，在热高分罐中进行第一次气液分离，第一次气液分离得到的气相经换热器换热后 进入空冷器和水冷器进行冷却，随后进入反应产物分离罐进行第二次气液分离，第二次气 液分离得到的液相与第一次气液分离得到的气相在换热器中换热后与热高分罐中第一次 气液分离得到的液相进行混合，混合后进行后续分馏操作。
[0029] 第二次气液分离得到的气相一部分作为产品输出，另一部分经压缩机返回进行歧 化反应。
[0030] 其中，热高分罐中进行第一次气液分离得到的气相主要组成为的轻烃和C6 ~C1Q芳烃以及氢气;热高分罐中第一次气液分离得到的液相的主要组成为C6~C1Q芳烃。
[0031] 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
[0032] 本发明根据歧化反应产物分离部分的工艺特点，采用热高分分离方法将经过换热 后温度在90~120°C、压力介于2.5~3.5MPa的歧化反应产物气液分离，避免了芳烃产物的 重复冷却-加热过程，将热量充分回收利用。
[0033] 本发明所采用的热高分分离流程将经过换热后的歧化反应产物分成气液两相，液 相不需要冷却直接进入后续的分馏系统;气相经过换热和冷却，温度降至30~50°C，再进入 反应产物分离罐进行气液分离器;反应产物分离罐得到的液相与热高分罐得到的气相换热 后，再与热高分罐液相混合后温度为80~120°C，充分减少了后续分馏系统的加热负荷，可 以显著降低过程能耗，具有更为显著的节能特点。
【附图说明】
[0034]图1是本发明所述的二甲苯歧化反应产物分离系统及其分离方法的装置示意图；
[0035] 其中，1-歧化反应进料，2-进料换热器，3-加热炉，4-歧化反应器，5-热高分罐，6-换热器，7-空冷器，8-水冷器，9-反应产物分离罐，10-压缩机，11-外送氢，12-补充氢，13-分 馈系统。
【具体实施方式】
[0036] 为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，下面对本发明进一步详细说 明。但下述的实施例仅仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本 发明保护范围以权利要求书为准。
[0037] 实施例1:
[0038] 如图1所示，本发明提供了一种基于热高分工艺的二甲苯歧化反应产物分离系统