一種單爐雙塔常減壓相結(jié)合的重苯精加工的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種單爐雙塔常減壓相結(jié)合的重苯精加工的方法，采用初餾塔負(fù)壓與精餾塔常壓相結(jié)合的雙效精餾操作序列和熱集成新型節(jié)能技術(shù)，特別是無組織排放VOC廢氣先經(jīng)集中冷凝回收部分油類后，再進(jìn)入管式爐收集焚燒，真正實(shí)現(xiàn)了有害氣體減排和燃料節(jié)約的目的。與傳統(tǒng)的工藝相比較，本發(fā)明提供的技術(shù)方案具有能源利用率高，能耗顯著降低，貴組分被基本分離，化學(xué)產(chǎn)品回收率高及產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定等優(yōu)勢(shì)，同時(shí)該方法對(duì)提高裝置清潔生產(chǎn)水平，減少環(huán)境污染，延伸焦化副產(chǎn)品加工產(chǎn)業(yè)鏈、提升重苯應(yīng)用價(jià)值和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力具有重要意義。
【專利說明】—種單爐雙塔常減壓相結(jié)合的重苯精加工的方法
[0001]【【技術(shù)領(lǐng)域】】:本發(fā)明屬于有機(jī)化工【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是一種單爐雙塔常減壓相結(jié)合的重苯精加工的方法。
[0002]【【背景技術(shù)】】:重苯是粗苯精制過程中經(jīng)初步分餾后未提取萘溶劑油的重組分產(chǎn)品，是一種含有古馬隆、萘、甲基萘、苯乙烯、茚等有機(jī)物質(zhì)的混合物。特別是萘含量占重苯總量的20%~40%左右，甲基萘含量10%~20%，這些產(chǎn)品市場(chǎng)價(jià)格遠(yuǎn)高于重苯售價(jià)。可以說，重苯精加工是提升重苯經(jīng)濟(jì)價(jià)值的重要途徑之一。
[0003]現(xiàn)階段，重苯加工多采用雙爐雙塔、單爐雙塔或單爐單塔三種工藝流程。其中，雙爐雙塔和單爐雙塔是以管式爐作為物料加熱熱源，初餾塔和精餾塔則為萘提取的主要分離設(shè)備，雙爐雙塔相比于單爐雙塔多使用了一臺(tái)管式爐，必定會(huì)多消耗大量燃料，同時(shí)廢氣排放量增加也不符合現(xiàn)代環(huán)保新要求，此外初餾塔溫度較高，原料中一些不飽和組分易聚合堵塞塔盤給分離操作帶來許多困難。在單爐雙塔操作中，精餾塔配套一臺(tái)管式爐，管式爐作為精餾塔底加熱熱源，萘組分則由精餾塔塔頂采出。例如，中國發(fā)明專利CN103611328A授權(quán)公開了一種單爐雙塔連續(xù)精餾重苯提萘工藝，采用初餾塔進(jìn)料板以上為填料塔，進(jìn)料板以下為板式塔的新工藝，并將精餾塔塔頂萘蒸汽作為初餾塔釜再沸器熱源，降低了能耗，然而文中未公開具體的能耗降低程度，且只把重苯分離為輕油、工業(yè)萘、洗油三種產(chǎn)品。在單爐單塔操作中，管式爐作為精餾塔塔底加熱熱源，萘組分則由精餾塔側(cè)線切取。中國發(fā)明專利CN102617264A公開了一種低溫側(cè)線精餾分離重苯中茚、萘、甲基萘的方法，雖然采用了單一精餾塔提取多種產(chǎn)品的操作方式，但是精餾塔所需理論板數(shù)過多，設(shè)備費(fèi)用高，各組分產(chǎn)品基本用水冷卻，熱量未能充分回收利用，還浪費(fèi)了寶貴的水資源。張民強(qiáng)等人提出了一種工業(yè)萘單爐單塔工藝研究方案(張民強(qiáng)，陳業(yè)文，魏寶忠，等.工業(yè)萘單爐單塔工藝研究[J].萊鋼科技，2003， 10:33-34.)，但是該方案同樣存在塔板數(shù)過多，操作彈性小，穩(wěn)定性差等缺陷。另外以上所有工藝方案基本未考慮環(huán)境保護(hù)問題，重苯加工中最大的環(huán)保問題為各類槽罐設(shè)備的無組織排放，主要以VOC的形式排向大氣環(huán)境。因此，針對(duì)上述【技術(shù)領(lǐng)域】中存在的不足，本發(fā)明專利提供一種單爐雙塔常減壓相結(jié)合的重苯精制方法，主要為雙效精餾與熱集成節(jié)能技術(shù)和管式爐加熱常減壓相結(jié)合的新型重苯連續(xù)精餾工藝，無組織排放廢氣集中收集送入管式爐焚燒，這些廢氣主要為揮發(fā)性有機(jī)化合物(volatile organiccompounds)，簡(jiǎn)稱V0C。該方法具有工藝結(jié)構(gòu)緊湊、處理能力大、能源利用率高、高含量貴重組分被基本分離、且各類產(chǎn)品回收率高、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定等特點(diǎn)，該工藝方法的核心理念是在不增加單噸重苯加工能耗的前提下用一套裝置從重苯中分離出盡可能多種類的高附加值產(chǎn)品，并減小環(huán)境污染，提高整套裝置的清潔生產(chǎn)水平。
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【發(fā)明內(nèi)容】
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[0004]根據(jù)現(xiàn)有重苯加工行業(yè)的不足，本發(fā)明擬解決的問題為，提供一種單爐雙塔常減壓相結(jié)合的重苯精加工方法。該工藝及設(shè)備用于重苯的連續(xù)精餾加工過程，雙效逆精餾和熱集成技術(shù)同時(shí)應(yīng)用于此工藝設(shè)計(jì)中，整個(gè)系統(tǒng)的熱源僅來自于一臺(tái)精餾塔管式爐，原料進(jìn)料溫度的提高及初步分餾塔的熱源全部來自于各物料組分的潛熱或顯熱，最終經(jīng)過一系列的換熱器實(shí)現(xiàn)。輕油的潛熱、萘油和殘油的顯熱作為原料加熱的熱源，萘組分的潛熱和洗油的顯熱作為初步分餾塔的熱源。初餾塔為負(fù)壓操作、精餾塔為常壓的連續(xù)精餾操作，代替現(xiàn)有重苯加工工藝的常壓操作。各無組織排放節(jié)點(diǎn)排放的VOC廢氣集中收集并冷凝冷卻回收部分油類后，將不凝氣體送入管式爐進(jìn)行充分焚燒。該工藝可有效解決行業(yè)內(nèi)設(shè)備投資大、能耗高、高附加值組分收率低、VOC廢氣排放未得到有效解決等關(guān)鍵技術(shù)問題，提高了整套裝置的生產(chǎn)效率和清潔生產(chǎn)水平。
[0005]【本發(fā)明的技術(shù)方案】
[0006]本發(fā)明專利提供一種單爐雙塔常減壓相結(jié)合的重苯精加工的方法，主要裝置包括初餾塔、精餾塔、初餾塔負(fù)壓裝置、無組織排放廢氣收集焚燒系統(tǒng)、精餾塔管式爐、萘蒸汽與萘洗油換熱器、輕質(zhì)洗油與萘洗油換熱器、輕油與原料換熱器、原料與萘油換熱器、原料與殘油換熱器、萘洗油與萘蒸汽換熱器、輕質(zhì)洗油冷卻器、殘油冷卻器、輕油冷卻器、原料泵、初餾塔底循環(huán)泵、精餾塔底循環(huán)泵、初餾塔回流泵、精餾塔回流泵；在初餾塔上設(shè)置進(jìn)料口，初餾塔塔頂輕油蒸汽出口，初餾塔塔頂回流口，初餾塔底循環(huán)管線進(jìn)、出口，相關(guān)儀表安裝口 ；在精餾塔上設(shè)置進(jìn)料口，精餾塔塔頂萘蒸汽出口，精餾塔塔頂回流口，精餾塔塔底循環(huán)管線進(jìn)、出口，側(cè)線采出口，相關(guān)儀表安裝口 ；所有換熱器、冷卻器管程設(shè)進(jìn)、出口，殼程設(shè)進(jìn)、出口，殼程設(shè)不凝氣體排放口。
[0007]工藝流程為:來自罐區(qū)原料槽約60~90°C的原料重苯首先進(jìn)入中間槽，然后經(jīng)重苯原料泵依次打入原料、輕油換熱器中與約115~135°C的輕油蒸汽換熱至95~115°C，原料、萘油換熱器中與約190~210°C的高溫萘油換熱至約160~180°C，原料、殘油換熱器中與約260~280°C的高溫殘油換熱至約180~200°C后，進(jìn)入塔頂表壓為-50~_80kPa的初餾塔中。初餾塔頂采出約115~135°C的輕油油汽先后經(jīng)原料、輕油換熱器和輕油冷卻器后，溫度下降為30~50°C，流入輕油油水分離器，分離水進(jìn)入污水處理系統(tǒng)處理，合格輕油溢流至輕油回流槽，一部分輕油經(jīng)初餾塔回流泵打入初餾塔頂控制塔頂溫度，另一部分送至輕油產(chǎn)品罐。初餾塔底約190~210°C的萘洗油經(jīng)循環(huán)泵一部分打入常壓操作的萘精餾塔中部作為原料進(jìn)料，精餾塔塔頂表壓為O~30kPa，另一部分經(jīng)萘洗油、萘蒸汽換熱器與約215~235°C的萘蒸汽換熱，萘洗油、輕質(zhì)洗油換熱器與235~255°C的輕質(zhì)洗油換熱，最終溫度為210~230°C后返回初餾塔底。
[0008]萘精餾塔底約260~290°C的殘油經(jīng)殘油油循環(huán)泵一部分打入管式爐被加熱至約290~320°C后返回萘精餾塔底，另一部分先后經(jīng)原料、殘油換熱器和殘油冷卻器被冷卻至約40~60°C后，被送至殘油產(chǎn)品槽。精餾塔頂采出約215~235°C的萘蒸汽先進(jìn)入萘洗油與萘蒸汽換熱器被冷凝為約190~210°C的萘油，再進(jìn)入原料與萘油換熱器被冷卻至約135~155°C萘油，流入萘油回流槽，萘油一部分經(jīng)精餾塔回流泵打入萘精餾塔頂控制塔頂溫度，另一部分合格萘油溢流至萘中間罐，然后由倒萘泵送至萘產(chǎn)品罐。精餾塔提留段235~255°C處開側(cè)線采出孔，采出富含甲基萘餾分的輕質(zhì)洗油，經(jīng)萘洗油與輕質(zhì)洗油換熱器和輕質(zhì)洗油冷卻器冷卻至40~60°C后進(jìn)入洗油產(chǎn)品罐。 [0009]VOC廢氣的處理:各換熱器、冷卻器排放的廢氣，各槽罐排放的廢氣，初餾塔真空系統(tǒng)廢氣集中收集進(jìn)入冷凝冷卻器，冷凝液主要為輕油組分送入輕油槽，不凝氣體送入本裝置管式爐焚燒轉(zhuǎn)變?yōu)槎趸己退葴p少有害氣體的排放又能節(jié)省管式爐燃料。
[0010]初餾塔負(fù)壓操作與精餾塔常壓操作的不同壓力操作制度形成了典型的雙效逆精餾操作序列。精餾塔頂萘蒸汽通過萘洗油與萘蒸汽換熱器為初餾塔底萘洗油加熱提供主要熱量，萘蒸汽被冷凝為高溫萘油，高溫萘油又通過原料與萘油換熱器為原料重苯提供主要熱量，萘油被冷卻為低溫萘油產(chǎn)品。精餾塔塔底的殘油經(jīng)管式爐加熱后為整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)提供熱量。
[0011]【本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)及效果】:
[0012]本發(fā)明專利的內(nèi)容在于提供一種單爐雙塔常減壓相結(jié)合的重苯精加工方法，具有以下優(yōu)點(diǎn)和有益效果:1、重苯精制過程應(yīng)用了雙效精餾和熱集成技術(shù)，整個(gè)系統(tǒng)的熱源僅來自于一臺(tái)精餾塔管式爐，工藝簡(jiǎn)單、裝置結(jié)構(gòu)緊湊，能源利用率高，能耗顯著降低；2、無組織排放VOC廢氣經(jīng)冷凝回收部分油類后，剩余不凝廢氣則送入管式爐充分燃燒，工藝污染物排放少，環(huán)境污染小，化學(xué)產(chǎn)品回收率高；3、單爐雙塔常減壓相結(jié)合的重苯精加工方法不僅延伸了煤化工行業(yè)重苯精加工產(chǎn)業(yè)鏈，同時(shí)符合創(chuàng)新節(jié)能綠色友好的新型化工行業(yè)發(fā)展模式。
【【專利附圖】

【附圖說明】】:
[0013]圖1為本發(fā)明單爐雙塔常減壓相結(jié)合的重苯精加工的工藝流程及其設(shè)備【【具體實(shí)施方式】】:
[0014]實(shí)施例1:本發(fā)明實(shí)施例為3萬噸/年單爐雙塔常減壓結(jié)合重苯精加工裝置，通過以下流程實(shí)現(xiàn):
[0015]來自罐區(qū)原料槽的原料重苯(約80°C)進(jìn)入中間槽(兩個(gè)中間槽倒用)，然后經(jīng)重苯原料泵依次打入原料與輕油換熱器與輕油蒸汽(約120°C，主要利用輕油潛熱)換熱至約110°C、原料與萘油換熱器與高溫萘油(約205°C，由萘蒸汽在萘洗油與萘蒸汽換熱器中冷凝所得)換熱至約170°C、原料與殘油換熱器與高溫殘油(約270°C，來自萘精餾塔底)換熱至約195°C后進(jìn)入初餾塔(塔頂操作壓力表壓_50kPa)。初餾塔頂采出的輕油油汽(約120°C )先后經(jīng)原料與輕油換熱器和輕油冷卻器(冷卻介質(zhì)為循環(huán)冷卻水)后，所得輕油(約40°C )流入油水分離器，分離水去污水處理系統(tǒng)，合格輕油溢流至輕油回流槽，一部分輕油經(jīng)初餾塔回流泵打回初餾塔頂控制溫度，另一部分送至輕油產(chǎn)品罐，輕油含萘量小于5%。初餾塔底的萘洗油(約200°C)經(jīng)循環(huán)泵一部分打入萘精餾塔(塔頂操作壓力表壓15kPa)中部進(jìn)料，另一部分經(jīng)萘洗油與萘蒸汽換熱器與萘蒸汽(約225°C，來自萘精餾塔頂)、萘洗油與輕質(zhì)洗油換熱器(約245°C，來自精餾塔輕質(zhì)洗油側(cè)線采出口)換熱后返回初餾塔底。
[0016] 萘精餾塔底的殘油(約275°C )經(jīng)殘油油循環(huán)泵一部分打入管式爐被加熱至約290°C后返回萘精餾塔底，另一部分先后經(jīng)原料與殘油換熱器和殘油冷卻器被冷卻至約45°C后，被送至殘油槽，殘油含萘量小于3%。精餾塔頂采出的萘蒸汽(約225°C)先進(jìn)入萘洗油與萘蒸汽換熱器被冷凝為萘油(約205°C )，再進(jìn)入萘洗油與萘蒸汽換熱器被冷卻至約145°C，自流入萘油回流槽，萘油一部分經(jīng)萘油回流泵打回萘精餾塔頂控制溫度，另一部分合格萘油溢流至萘中間罐，然后由倒萘泵送至萘產(chǎn)品罐，萘的純度大于95.70%。精餾塔提留段245°C處開側(cè)線采出孔，采出富含甲基萘餾分的輕質(zhì)洗油，經(jīng)萘洗油與輕質(zhì)洗油換熱器和輕質(zhì)洗油冷卻器冷卻后進(jìn)入輕質(zhì)洗油產(chǎn)品罐，輕質(zhì)洗油中混合甲基萘甲基萘+ α -甲基萘)的含量大于40%。
[0017]VOC廢氣的處理:各換熱器、冷卻器排放的廢氣，各槽罐排放的廢氣，初餾塔真空系統(tǒng)廢氣集中收集進(jìn)入冷凝冷卻器，冷凝液主要為輕油組分，送入輕油產(chǎn)品槽，不凝氣體再送入管式爐焚燒轉(zhuǎn)變?yōu)槎趸己退?，既減少有害氣體的排放又能節(jié)省管式爐燃料。
[0018]儀表控制系統(tǒng)采用DCS控制系統(tǒng)，各控制點(diǎn)設(shè)計(jì)必要的測(cè)壓點(diǎn)、測(cè)溫點(diǎn)、測(cè)流量點(diǎn)、測(cè)液位點(diǎn)，分別安裝壓力表、溫度計(jì)、流量計(jì)、液位計(jì)，管線上安裝調(diào)節(jié)閥，各控制點(diǎn)設(shè)置調(diào)節(jié)器，能夠保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運(yùn)行，大部分操作操作工可以通過電腦完成。
[0019]該裝 置滿負(fù)荷生產(chǎn)時(shí)，年可生產(chǎn)工業(yè)萘9000噸，輕油10500噸，輕質(zhì)洗油7200噸，殘油3300噸。
【權(quán)利要求】
1.本發(fā)明專利提供一種單爐雙塔常減壓相結(jié)合的重苯精加工的方法，主要裝置包括初餾塔、精餾塔、初餾塔負(fù)壓裝置、無組織排放廢氣收集焚燒系統(tǒng)、精餾塔管式爐、萘蒸汽與萘洗油換熱器、輕質(zhì)洗油與萘洗油換熱器、輕油與原料換熱器、原料與萘油換熱器、原料與殘油換熱器、萘洗油與萘蒸汽換熱器、輕質(zhì)洗油冷卻器、殘油冷卻器、輕油冷卻器、原料泵、初餾塔底循環(huán)泵、精餾塔底循環(huán)泵、初餾塔回流泵、精餾塔回流泵；在初餾塔上設(shè)置進(jìn)料口，初餾塔塔頂輕油蒸汽出口，初餾塔塔頂回流口，初餾塔底循環(huán)管線進(jìn)、出口，相關(guān)儀表安裝口 ；在精餾塔上設(shè)置進(jìn)料口，精餾塔塔頂萘油蒸汽出口，精餾塔塔頂回流口，精餾塔塔底循環(huán)管線進(jìn)、出口，側(cè)線采出口，相關(guān)儀表安裝口 ；所有換熱器、冷卻器管程設(shè)進(jìn)、出口，殼程設(shè)進(jìn)、出口，殼程設(shè)不凝氣體排放口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種單爐雙塔常減壓相結(jié)合的重苯精加工的方法，其特征在于所述工藝流程為:來自罐區(qū)原料槽約60~90°C的原料重苯首先進(jìn)入中間槽，然后經(jīng)重苯原料泵依次打入原料、輕油換熱器中與約115~135°C的輕油蒸汽換熱至95~115°C，原料、萘油換熱器中與約190~210°C的高溫萘油換熱至約160~180°C，原料、殘油換熱器中與約260~280°C的高溫殘油換熱至約180~200°C后，進(jìn)入塔頂表壓為-50~_80kPa的初餾塔中；初餾塔頂采出約115~135°C的輕油油汽先后經(jīng)原料、輕油換熱器和輕油冷卻器后，溫度下降為30~50°C，流入輕油油水分離器，分離水進(jìn)入污水處理系統(tǒng)處理，合格輕油溢流至輕油回流槽，一部分輕油經(jīng)初餾塔回流泵打入初餾塔頂控制塔頂溫度，另一部分送至輕油產(chǎn)品罐。初餾塔底約190~210°C的萘洗油經(jīng)循環(huán)泵一部分打入常壓操作的萘精餾塔中部作為原料進(jìn)料，精餾塔塔頂表壓為O~30kPa，另一部分經(jīng)萘洗油、萘蒸汽換熱器與約215~235°C的萘蒸汽換熱，萘洗油、輕質(zhì)洗油換熱器與235~255°C的輕質(zhì)洗油換熱最終溫度為210~230°C后返回初餾塔底。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種單爐雙塔常減壓相結(jié)合的重苯精加工的方法，其特征在于所述萘精餾塔底約萘精餾塔底約260~290°C的殘油經(jīng)殘油油循環(huán)泵一部分打入管式爐被加熱至約290~320°C后返回萘精餾塔底，另一部分先后經(jīng)原料、殘油換熱器和殘油冷卻器被冷卻至約40~60°C后，被送至殘油產(chǎn)品槽。精餾塔頂采出約215~235°C的萘蒸汽先進(jìn)入萘洗油與萘蒸汽換熱器被冷凝為約190~210°C的萘油，再進(jìn)入原料與萘油換熱器被冷卻至約135~155°C，流入萘油回流槽，萘油一部分經(jīng)精餾塔回流泵打入萘精餾塔頂控制塔頂溫度，另一部分合格萘油溢流至萘中間罐，然后由倒萘泵送至萘產(chǎn)品罐；精餾塔提留段235~255°C處開側(cè)線采出孔，采出富含甲基萘餾分的輕質(zhì)洗油，經(jīng)萘洗油與輕質(zhì)洗油換熱器和輕質(zhì)洗油冷卻器冷卻至40~60°C后進(jìn)入洗油產(chǎn)品罐。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種單爐雙塔常減壓相結(jié)合的重苯精加工的方法，其特征在于所述揮發(fā)性有機(jī)化合物VOC廢氣的處理:各換熱器、冷卻器排放的廢氣，各槽罐排放的廢氣，初餾塔真空系統(tǒng)廢氣集中收集進(jìn)入冷凝冷卻器，冷凝液主要為輕油組分送入輕油槽，不凝氣體送入本裝置管式爐焚燒轉(zhuǎn)變?yōu)槎趸己退?，既減少有害氣體的排放又能節(jié)省管式爐燃料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種單爐雙塔常減壓相結(jié)合的重苯精加工的方法，其特征在于所述初餾塔負(fù)壓操作與精餾塔常壓操作的不同壓力操作制度形成了典型的雙效逆精餾操作序列；精餾塔頂萘蒸汽通過萘洗油與萘蒸汽換熱器為初餾塔底萘洗油加熱提供主要熱量，萘蒸汽被冷凝為高溫萘油，高溫萘油又通過原料與萘油換熱器為原料重苯提供熱量，萘油被冷卻為低溫萘油產(chǎn)品。精餾塔塔底的殘油經(jīng)管式爐加熱后為整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)提供熱量。
【文檔編號(hào)】C07C15/24GK103922884SQ201410163484
【公開日】2014年7月16日 申請(qǐng)日期:2014年4月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月23日
【發(fā)明者】姚維學(xué), 齊雷, 韓射昌, 馬德彪, 侯亞會(huì), 劉春生, 赫江蘭, 蘇永春, 李春生, 孫嬿 申請(qǐng)人:唐山寶順化工有限公司