粗苯乙烯塔頂共沸熱回收裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種粗苯乙烯塔頂共沸熱回收裝置，屬于粗苯乙烯塔頂熱回收技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]苯乙烯單體是重要的基本有機(jī)化工原料，廣泛用于生產(chǎn)聚苯乙烯(PS)、泡沫聚苯乙烯(EPS)、ABS和SAN樹脂，此外還可用于生產(chǎn)離子交換樹脂、農(nóng)用乳化劑、醫(yī)藥品、涂料等，是石油化工的主要基礎(chǔ)產(chǎn)品和重要的有機(jī)化工原料，為僅次于PE、PVC、E0的第四大乙烯衍生產(chǎn)品，產(chǎn)量在合成樹脂中僅次于PE、PVC，位居第三。
[0003]苯乙烯絕大部分都是通過乙苯脫氫生產(chǎn)工藝得到的，其工藝技術(shù)主要有絕熱脫氫工藝、等溫脫氫工藝和氧化脫氫工藝。其中最成熟且應(yīng)用最廣泛的是負(fù)壓絕熱脫氫工藝。
[0004]苯乙烯生產(chǎn)過程的能耗主要集中在反應(yīng)單元和精餾單元，反應(yīng)單元的能耗主要取決于水/烴比(0.9-1.5)的大小，精餾單元的能耗主要取決于粗苯乙烯塔的能耗。由于苯乙烯在工業(yè)苯乙烯裝置所采用的溫度范圍內(nèi)，溫度每提高10°C，不受抑制的苯乙烯聚合速度就會增加一倍；另由于乙苯和苯乙烯的沸點(diǎn)差很小，常壓下相差僅9°C，相對揮發(fā)度很低，為此精餾分離苯乙烯的過程需要在高真空、高理論板數(shù)的精餾塔和大回流比條件下進(jìn)行操作，因此粗苯乙烯塔的操作能耗很高，其綜合能耗占苯乙烯單元的30%。
[0005]針對粗苯乙烯塔塔頂?shù)牡蜏責(zé)崃康幕厥?，國?nèi)外都進(jìn)行了大量的研究工作，提出了多種技術(shù)方案，其中包括:蒸汽噴射技術(shù)、直接蒸汽壓縮的熱栗技術(shù)、以水為壓縮工質(zhì)的間接循環(huán)熱栗技術(shù)、雙塔變壓精餾節(jié)能技術(shù)、共沸熱回收技術(shù)、第二類溴化鋰熱栗技術(shù)以及分壁精餾塔技術(shù)。
[0006]目前，塔頂?shù)蜏責(zé)峄厥占夹g(shù)在工業(yè)裝置中得到實(shí)際應(yīng)用的主要有:共沸熱回收技術(shù)和雙塔變壓精餾節(jié)能技術(shù)。共沸熱回收技術(shù)可以回收塔頂物流80-90 %的熱量，雙塔變壓精餾節(jié)能技術(shù)可以回收塔頂物流40-50%的熱量。
[0007]共沸熱回收技術(shù):美國專利US4628136公布了一種回收粗苯乙烯塔塔頂?shù)蜏責(zé)岬姆椒?，該方法利用塔頂蒸汽來蒸發(fā)乙苯和水的共沸物。要實(shí)現(xiàn)該方法需提高粗苯乙烯塔的操作壓力在38kpaA以上，才能保證有足夠的溫差來蒸發(fā)乙苯和水的共沸物。
[0008]然而在提高粗苯乙烯塔塔頂操作壓力的同時，粗苯乙烯塔塔釜的溫度也隨之升高，溫度的升高將導(dǎo)致苯乙烯的聚合速率增加，從而帶來直接的苯乙烯收率損失。對于苯乙烯單體來說，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及文獻(xiàn)介紹，苯乙烯在100攝氏度以上時，溫度每升高6?7°C，苯乙烯聚合速率約增加一倍，因此，從經(jīng)濟(jì)性考慮為避免苯乙烯聚合損失和昂貴的阻聚劑用量的大幅增加，粗苯乙烯塔塔頂操作壓力不宜過高。從目前裝置運(yùn)行情況看，阻聚劑用量是常規(guī)負(fù)壓精餾的一倍以上，且聚合損失增加較大，并發(fā)生了塔聚合堵塞需要停車處理的情況。
[0009]雙塔變壓精餾節(jié)能技術(shù):美國專利US6171449公開了一種變壓精餾節(jié)能技術(shù)，其技術(shù)要點(diǎn)是先將來自反應(yīng)器的混合物流中所含甲苯及比甲苯沸點(diǎn)低的輕組分脫除，將剩余的物流按比例分成兩股分別進(jìn)入兩個操作壓力不同的精餾塔，用高壓操作的精餾塔的塔頂蒸汽作為低壓操作精餾塔塔釜的熱源，與普通的精餾工藝相比可節(jié)能40-50%，但這種精餾工藝中苯乙烯需受熱三次，增加了苯乙烯的聚合損失，同時增加了一個精餾塔，操作及流程更加復(fù)雜，投資也大大增加。
[0010]熱栗精餾技術(shù):目前，所有報道中的熱栗精餾技術(shù)，無論是直接蒸汽壓縮還是間接循環(huán)熱栗技術(shù)，壓縮后的物流均用作加熱塔釜的熱源。由于粗苯乙烯塔塔頂采用負(fù)壓操作(塔頂壓力12-24kpaA)，且回流比高達(dá)7左右，因此蒸汽壓縮機(jī)的吸入口流量極大，需要巨型壓縮機(jī)且壓縮比至少需要5-10，才能將塔頂熱量回收。這種方案投資大，壓縮機(jī)耗電高，尤其對大型苯乙烯裝置更限制了其應(yīng)用價值。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0011]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是:提供一種降低共沸溫度，在維持原塔壓不變或略微升高塔壓的情況下，回收塔頂熱量的粗苯乙烯塔頂共沸熱回收裝置。
[0012]本實(shí)用新型所述的粗苯乙烯塔頂共沸熱回收裝置，包括粗苯乙烯塔，粗苯乙烯塔頂部通過管道連接乙苯/水共沸蒸發(fā)器，乙苯/水共沸蒸發(fā)器頂部通過管道連接螺桿壓縮機(jī)，乙苯/水共沸蒸發(fā)器底部設(shè)置乙苯/水共沸物入料管，乙苯/水共沸蒸發(fā)器側(cè)壁上設(shè)置出料管，出料管連通粗苯乙烯塔頂凝液出料管，粗苯乙烯塔頂凝液出料管一端連接粗苯乙烯塔塔頂，螺桿壓縮機(jī)出口連接壓縮后的乙苯/水共沸物出料管。
[0013]來自乙苯脫氫反應(yīng)單元的脫氫液進(jìn)入粗苯乙烯塔，塔頂氣物流(即含苯、甲苯、乙苯的氣相物流，主要為乙苯)進(jìn)入乙苯/水共沸蒸發(fā)器，將乙苯/水共沸物加熱，汽化后的乙苯/水共沸物進(jìn)入壓縮機(jī)，經(jīng)壓縮機(jī)升壓后的乙苯/水共沸送入乙苯脫氫單元的過熱器。
[0014]所述的粗苯乙烯塔塔頂操作壓力設(shè)置為12?24kpaA，操作溫度為:71?88°C。
[0015]所述的螺桿壓縮機(jī)入口壓力在26?46kpaA ;螺桿壓縮機(jī)的壓縮比在2.5?5，螺桿壓縮機(jī)出口壓力在100?150kpaA，溫度在100?150°C。
[0016]上述技術(shù)方案中:粗苯乙烯塔塔頂操作壓力為12_24kpaA，操作溫度為:71?88°C ;螺桿壓縮機(jī)入口壓力在26?46kpaA，使塔頂氣物流和乙苯/水共沸物的溫差保持在8?15°C，優(yōu)選10?12°C。壓縮機(jī)的壓縮比在2.5?5，壓縮機(jī)出口壓力在100?150kpaA，溫度在100?150°C。
[0017]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0018]可有效減少苯乙烯聚合損失，同時大大降低苯乙烯分離能耗；引入壓縮機(jī)，既降低了共沸蒸發(fā)器中蒸發(fā)介質(zhì)的壓力，又提高了共沸蒸發(fā)器出口介質(zhì)的壓力，使操作更為靈活；可在維持原粗苯乙烯塔塔壓不變的情況下回收塔頂熱，避免了原共沸熱回收技術(shù)帶來的苯乙烯聚合風(fēng)險和苯乙烯聚合損失增加的問題。
【附圖說明】
[0019]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖中:1、脫氫液2、塔頂氣物流3、粗苯乙烯塔塔釜液4、出料管5、粗苯乙烯塔頂凝液出料管6、乙苯/水共沸物入料管7、汽化后的乙苯/水共沸物8、壓縮后的乙苯/水共沸物出料管9、螺桿壓縮機(jī)10、乙苯/水共沸蒸發(fā)器11、粗苯乙烯塔。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步描述:
[0022]如圖1所示，本實(shí)用新型所述的粗苯乙烯塔頂共沸熱回收裝置，包括粗苯乙烯塔11，粗苯乙烯塔11頂部通過管道連接乙苯/水共沸蒸發(fā)器10，乙苯/水共沸蒸發(fā)器10頂部通過管道連接螺桿壓縮機(jī)9，乙苯/水共沸蒸發(fā)器10底部設(shè)置乙苯/水共沸物入料管6，乙苯/水共沸蒸發(fā)器10側(cè)壁上設(shè)置出料管4，出料管4連通粗苯乙烯塔頂凝液出料管5，粗苯乙烯塔頂凝液出料管5 —端連接粗苯乙烯塔11塔頂，螺桿壓縮機(jī)9出口連接壓縮后的乙苯/水共沸物出料管8。粗苯乙烯塔11塔頂操作壓力設(shè)置為12?24kpaA，操作溫度為:71?88°C。螺桿壓縮機(jī)9入口壓力在26?46kpaA ;螺桿壓縮機(jī)9的壓縮比在2.5?5，螺桿壓縮機(jī)9出口壓力在100?150kpaA，溫度在100?150°C。
[0023]來自乙苯脫氫反應(yīng)單元的脫氫液1進(jìn)入粗苯乙烯塔11，塔頂氣物流2 (即含苯、甲苯、乙苯的氣相物流，主要為乙苯)進(jìn)入乙苯/水共沸蒸發(fā)器10，將乙苯/水共沸物加熱，汽化后的乙苯/水共沸物7進(jìn)入螺桿壓縮機(jī)9，經(jīng)螺桿壓縮機(jī)9升壓后的乙苯/水共沸物送入乙苯脫氫單元的過熱器，粗苯乙烯塔塔釜液3從粗苯乙烯塔11底部流出。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種粗苯乙烯塔頂共沸熱回收裝置，其特征在于:包括粗苯乙烯塔(11)，粗苯乙烯塔(11)頂部通過管道連接乙苯/水共沸蒸發(fā)器(10)，乙苯/水共沸蒸發(fā)器(10)頂部通過管道連接螺桿壓縮機(jī)(9)，乙苯/水共沸蒸發(fā)器(10)底部設(shè)置乙苯/水共沸物入料管(6)，乙苯/水共沸蒸發(fā)器(10)側(cè)壁上設(shè)置出料管(4)，出料管(4)連通粗苯乙烯塔頂凝液出料管(5)，粗苯乙烯塔頂凝液出料管(5) —端連接粗苯乙烯塔(11)塔頂，螺桿壓縮機(jī)(9)出口連接壓縮后的乙苯/水共沸物出料管(8)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粗苯乙烯塔頂共沸熱回收裝置，其特征在于:粗苯乙烯塔(11)塔頂操作壓力設(shè)置為12?24kpaA，操作溫度為:71?88°C。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粗苯乙烯塔頂共沸熱回收裝置，其特征在于:螺桿壓縮機(jī)(9)入口壓力在26?46kpaA ;螺桿壓縮機(jī)(9)的壓縮比在2.5?5，螺桿壓縮機(jī)(9)出口壓力在 100 ?150kpaA，溫度在 100 ?150°C。
【專利摘要】本實(shí)用新型屬于粗苯乙烯塔頂熱回收技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種粗苯乙烯塔頂共沸熱回收裝置，包括粗苯乙烯塔，粗苯乙烯塔頂部通過管道連接乙苯/水共沸蒸發(fā)器，乙苯/水共沸蒸發(fā)器頂部通過管道連接螺桿壓縮機(jī)，乙苯/水共沸蒸發(fā)器底部設(shè)置乙苯/水共沸物入料管，乙苯/水共沸蒸發(fā)器側(cè)壁上設(shè)置出料管，出料管連通粗苯乙烯塔頂凝液出料管，粗苯乙烯塔頂凝液出料管一端連接粗苯乙烯塔塔頂，螺桿壓縮機(jī)出口連接壓縮后的乙苯/水共沸物出料管。可有效減少苯乙烯聚合損失，同時大大降低苯乙烯分離能耗；既降低了共沸蒸發(fā)器中蒸發(fā)介質(zhì)的壓力，又提高了共沸蒸發(fā)器出口介質(zhì)的壓力，使操作更為靈活。
【IPC分類】C07C15/46, C07C5/327, C07C7/06
【公開號】CN205115335
【申請?zhí)枴緾N201520819352
【發(fā)明人】叢林, 郭東榮, 邱若盤, 宋守剛, 劉善兵
【申請人】山東齊魯石化工程有限公司
【公開日】2016年3月30日
【申請日】2015年10月21日