專利名稱：用于焦化粗苯加氫精制中的芳烴提純裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于石油化工領域，涉及一種用于焦化粗苯加氫精制中的芳烴提純裝置，該裝置以N-甲酰嗎啉為溶劑，從芳烴和非芳烴混合物中分離提純芳烴。
背景技術：
目前工業(yè)上用于芳烴抽提的溶劑有N-甲酰嗎啉、環(huán)丁砜和N-甲基吡咯烷酮等。N-甲酰嗎啉選擇性和溶解性好，其相應抽提工藝具有溶劑消耗少、能耗低、產品純度和收率高等許多顯著優(yōu)點，故應用較為廣泛。根據單元操作特征，芳烴抽提可分為液液萃取和萃取精餾。液液萃取是利用原料液組分在溶劑中溶解度差異而實現(xiàn)分離的單元操作，適用于非芳烴含量較高的重整油原料；萃取精餾是通過加入溶劑改變原組分相對揮發(fā)度而實現(xiàn)分離的單元操作，適用于芳烴純度較高的加氫油原料。使用液液萃取的方法，芳烴的分離效果和回收率較差；使用萃取精餾的方法， 溶劑使用量大，且能耗較高。液液萃取裝置通常包括抽提塔、汽提塔、非芳烴水洗塔、回收塔、水分餾塔等。現(xiàn)有的工藝技術主要有以下幾種:石油化工科學院開發(fā)的芳烴抽提蒸懼SED (Sulfolane ExtractiveDistillation)技術，專利號為CN1393507，選取環(huán)丁砜復合溶劑，可得到較高純度的芳烴，但其芳烴回收率較低。進而開發(fā)N-甲酰嗎啉為溶劑芳烴抽提工藝，改善了分離效果，但溶劑用量和能耗較大。德國伍德公司申請開發(fā)了若干萃取精餾芳烴抽提工藝。美國專利US PatentNumber 4081355公開了一種從含芳烴和非芳烴混合物中回收高純度芳烴的方法，原料歷經萃取塔、萃取精餾塔、汽提塔、水分離塔得到高純度芳烴，溶劑為N-甲酰嗎啉。多套裝置在國內外投產，創(chuàng)造了可觀經濟效益。美國專利US Patent Number 6514387公開了一種間壁塔裝置，其將萃取精餾塔、原料回收塔集合成一個間壁塔，實現(xiàn)了質量和能量的集成。美國專利US Patent Number 3944483> US Patent Number 4488936> US PatentNumber 4776927等均對芳烴抽提技術進行相關描述,并逐步對已有技術改造,但均未涉及到根據操作單元中組分分布變化，而響應不同分離方法耦合配置，進而提高芳烴分離效果組合工藝。

實用新型內容本實用新型提供了用于焦化粗苯加氫精制中的芳烴提純工藝裝置，采用N-甲酰嗎啉溶劑，通過萃取精餾和液液萃取氣液相耦合的方法，從而提高芳烴分離效果，并降低操作費用。在焦化粗苯加氫工藝中，預分餾塔底芳烴含量通常大于90%，此加氫油不適合液液萃取，但可采取萃取精餾。萃取精餾塔從塔底至塔頂，芳烴含量逐步降低，尤其精餾段組成分布陡變，其平衡物系更適于液液萃取分離。因此，本工藝中萃取精餾塔和液液萃取塔氣液相耦合，萃取精餾塔精餾段側線氣相采出，與塔頂出料混合后其組分分布中芳烴含量較低(小于70 % )，更適宜采取液液萃取操作，進入液液萃取塔后分離為富芳烴重相和貧芳烴輕相。富芳烴重相重新引入萃取精餾塔頂作為回流，貧芳烴輕相中主要為非芳烴，進入下游工段處理。本流程采用過程系統(tǒng)工程方法論實現(xiàn)質量熱量集成，通過萃取精餾和液液萃取氣液相耦合，不但改善芳烴和非芳烴分離效果，同時提高芳烴回收率和純度，而且降低溶劑比及冷凝器和再沸器負荷。同時，優(yōu)化綜合換熱網絡實現(xiàn)余熱回收，分支芳烴提餾塔底貧溶齊U，其一預熱原料粗苯，另一作為萃取精餾塔底再沸器熱源，進而預熱原料加氫油，從而降低裝置能耗。本實用新型的技術方案如下:用于焦化粗苯加氫精制中的芳烴提純裝置，包括萃取精餾塔、液液萃取塔、芳烴提餾塔、粗苯預熱器、加氫油預熱器、冷卻器、空冷器、原料混合器、出料混合器和分配器。原料混合器與萃取精餾塔側線相連，萃取精餾塔頂部和精餾段出料側線都與出料混合器相連，出料混合器后設有冷卻器，冷卻器連接液液萃取塔底部進料口，液液萃取塔底部出料口再與萃取精餾塔頂部相連，萃取精餾塔底部與芳烴提餾塔進料口相連，芳烴提餾塔底部連接分配器，分配器出口分為兩路連接:(I)連接粗苯預熱器后，粗苯預熱器出口再連接液液萃取塔頂部；(2)通過連接管線依次連接萃取精餾塔再沸器、加氫油預熱器、空冷器、原料混合器。具體流程為:(I)原料加氫油與貧溶劑N-甲酰嗎啉換熱后進入萃取精餾塔，塔頂壓力為10-80kPa,理論平衡級數(shù)為25-50,溶劑比為4-8,加氫油進料位置為第8_12級，N-甲酰嗎啉進料位置為第2-5級，精餾段第1-5級處側線氣相采出，液液萃取塔富芳烴重相進入萃取精餾塔頂過冷回流 ，雙塔耦合回流比為0.5-0.9。(2)萃取精餾塔頂出料與氣相側線混合后，冷卻至30°C -50°C，進入液液萃取塔底，液液萃取塔逆流常壓操作，理論平衡級數(shù)為4-8，操作溫度為20°C -60°C，萃取劑為N-甲酰嗎啉，溶劑比為3-5。萃取相和萃余相分別為:以N-甲酰嗎啉為溶劑的富芳烴重相和以非芳烴為溶劑的貧芳烴輕相。其中富芳烴重相進入萃取精餾塔頂，作為精餾段過冷回流，貧芳烴輕相中主要為非芳烴，進入下游工段處理。(3)萃取精餾塔底組成為N-甲酰嗎啉和芳烴，富溶劑進入芳烴提餾塔進行分離。芳烴提餾塔真空操作，理論平衡級數(shù)為10-20，回流比為0.5-1，富溶劑進料位置為第4-7級。塔頂?shù)玫郊兎紵N，塔底為貧溶劑N-甲酰嗎啉循環(huán)使用。(4)貧溶劑N-甲酰嗎啉分為兩路循環(huán)，分配比例為1:8-10，其一換熱后引入液液萃取塔，另一換熱后返回萃取精餾塔。循環(huán)過程中N-甲酰嗎啉有少量損失，在萃取精餾塔頂補充少量新溶劑。與已有流程相比，本實用新型的芳烴純度達99.7%以上，回收率達99.9%以上。溶劑比降低IO %以上，冷熱公用工程耗量減少，熱回收增加7 %以上。

附圖是芳烴抽提設備結構示意圖。圖中:1空冷器；2加氫油預熱器；3原料混合器；4萃取精餾塔；5再沸器；6出料混合器；7冷卻器；8液液萃取塔；9芳烴提餾塔；10分配器；11粗苯預熱器。
具體實施方式
以下結合技術方案和附圖，詳細敘述本實用新型的具體實施方式
。如附圖所示，原料混合器3與萃取精餾塔4側線相連，萃取精餾塔4頂部及精餾段出料側線與出料混合器6相連，出料混合器6后設有冷卻器7，冷卻器7連接液液萃取塔8底部進料口，液液萃取塔8底部出料口再與萃取精餾塔4頂部相連，萃取精餾塔4底部與芳烴提餾塔9進料口相連，芳烴提餾塔9底部連接分配器10，分配器10出口分為兩路連接:其一，連接粗苯預熱器11后，粗苯預熱器11出口再連接液液萃取塔8頂部；其二，通過連接管線依次連接萃取精餾塔再沸器5、加氫油預熱器2、空冷器1、原料混合器3。具體過程為:如附圖所示，原料加氫油溫度為87.7°C，質量流量為5457.4 kg/h。通過加氫油預熱器2與貧溶劑換熱后，溫度達到98.8°C，再進入萃取精餾塔4，壓力為55kPa，塔頂溫度為72.83°C，塔底溫度為150.8°C。精餾段側線氣相采出，流量為408.27 kg/h。塔頂出料及側線經出料混合器6混合，再由冷卻器7冷卻至40°C，進入液液萃取塔8塔底。萃取塔為常壓逆流操作，萃取劑為N-甲酰嗎啉。萃取相和萃余相分別為:富芳烴重相和貧芳烴輕相。富芳烴重相主要為芳烴和N-甲酰嗎啉，重新進入萃取精餾塔4塔頂，過冷回流。貧芳烴輕相質量流量為183kg/h，非芳烴含量97%以上。富溶劑進入芳烴提餾塔9，塔頂壓力為-39kPa，塔頂溫度為54.7°C，塔底溫度為206.90C。塔頂?shù)玫郊兎紵N，質量流量為5267.8kg/h，塔底為貧溶劑N-甲酰嗎啉，質量流量為 34704kg/h。
貧溶劑N-甲酰嗎啉經過分配器10分為兩路循環(huán)，其一進入粗苯預熱器11預熱原料粗苯，再引入液液萃取塔8，另一作為萃取精餾塔塔底再沸器5熱源，再進入加氫油預熱器2預熱加氫油，最后經空冷器I冷卻至120°C，進入萃取精餾塔。循環(huán)過程中N-甲酰嗎啉有少量損失，在萃取精餾塔頂補充少量新溶劑。
權利要求1.一種用于焦化粗苯加氫精制中的芳烴提純裝置，包括萃取精餾塔、液液萃取塔、芳烴提餾塔、粗苯預熱器、加氫油預熱器、冷卻器、空冷器、原料混合器、出料混合器和分配器；原料混合器與萃取精餾塔側線相連，萃取精餾塔頂部和精餾段出料側線都與出料混合器相連，出料混合器后設有冷卻器，冷卻器連接液液萃取塔底部進料口，液液萃取塔底部出料口再與萃取精餾塔頂部相連，萃取精餾塔底部與芳烴提餾塔進料口相連，芳烴提餾塔底部連接分配器，分配器出口分為兩路連接:(I)連接粗苯預熱器后，粗苯預熱器出口再連接液液萃取塔頂部；(2)通過連接管線 依次連接萃取精餾塔再沸器、加氫油預熱器、空冷器、原料混合器。
專利摘要本實用新型公開了一種用于焦化粗苯加氫精制中芳烴提純裝置，用于焦化粗苯加氫精制中的芳烴提純裝置，包括萃取精餾塔、液液萃取塔、芳烴提餾塔、粗苯預熱器、加氫油預熱器、冷卻器、空冷器、原料混合器、出料混合器和分配器；原料混合器與萃取精餾塔側線相連，萃取精餾塔頂部和精餾段出料側線都與出料混合器相連，出料混合器后設有冷卻器，冷卻器連接液液萃取塔底部進料口，液液萃取塔底部出料口再與萃取精餾塔頂部相連，萃取精餾塔底部與芳烴提餾塔進料口相連，芳烴提餾塔底部連接分配器，分配器出口分為兩路連接。本裝置實現(xiàn)質量熱量集成并優(yōu)化綜合換熱網絡實現(xiàn)余熱回收，從而提高芳烴分離效果，并降低操作費用。
文檔編號C07C7/10GK203159507SQ20132016549
公開日2013年8月28日 申請日期2013年4月5日 優(yōu)先權日2013年4月5日
發(fā)明者董宏光, 胡定華, 白濱, 趙國強 申請人:大連萍安環(huán)保工程技術有限公司, 大連理工大學