[发明专利]连续侧线出料塔与精馏及回收塔热集成分离氢-水-苯胺-焦油的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种化工的分离工艺，特别是一种连续侧线出料塔与精馏及回收塔热集成分离氢-水-苯胺-焦油的方法。

背景技术

苯胺俗称阿尼林油,外观为无色或浅黄色透明油状液体,具有强烈的刺激性气味,分子式C₆H₇N熔点-6.3℃,沸点184℃,密度1.0217 g/cm3,折光率1.5863,闪点70℃,暴露在空气中或日光下易变成棕色。苯胺微溶于水,能与乙醇、乙醚、丙酮、四氯化碳以及苯混溶,也可溶于溶剂汽油。苯胺的化学性质比较活泼,能与盐酸或硫酸反应生成盐酸盐或硫酸盐,也可发生卤化、乙酰化、重氮化和氧化还原等反应。苯胺作为一种有机中间体广泛应用于合成材料、橡胶助剂、染料、颜料、医药、农药及精细化工中间体的生产。尤其是作为MDI的生产原料,具有很大的市场潜力,由其制得的化工产品和中间体有300多种,开发利用前景十分广阔。

制备苯胺的方法有：硝基苯液相催化加氢工艺、固定床气相催化加氢及流化床气相催化加氢工艺。目前普遍采用流化床气相催化加氢工艺，具体过程为：硝基苯和过量H₂在流化床内反应，反应后的混合气体经旋风分离器从床顶逸出，温度为220℃左右，经过两个氢气冷却器，第一个冷却器后混合气体温度为150-160℃，第二个冷却器后温度为100-110℃，然后通过三个苯胺冷凝器冷却至50℃左右，实现气液分离，在苯胺水分离器中进行液液分离，得到粗苯胺和苯胺废水；苯胺废水去回收苯胺汽提塔回收苯胺，苯胺废水经汽提塔回收苯胺后，底部废水去生化处理；粗苯胺进入初馏塔除去水和低沸点杂质,顶部物料去苯胺水分离器，底部物料送至精馏塔进行精馏，塔顶出苯胺成品，塔底为焦油（图1）。采用上述工艺可以得到99.9%苯胺，但该工艺存在两方面问题，一是需要合成气需要经过五步冷凝后实现气液和液液分离，得到粗苯胺，冷却后的物料再经过初馏和精馏精制提纯，这个过程损耗大量的热能，并需要大量冷却水，能量利用不合理；二是流化床出口物料通过换热器冷却，由于物料中带焦油和固体杂质，易堵塞换热器。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本发明的目的是提供一种连续侧线出料塔与精馏及回收塔热集成分离氢-水-苯胺-焦油的方法，在脱氢过程中采用热交换代替多次冷却，减少冷却过程中热量损失和冷却水的用量，实现热量回收，有效降低能耗；采用侧线出料精馏塔代替初馏塔，一次实现脱水和脱焦油，并得到99%以上的粗苯胺，经精馏去除少量水分后，就可以得到99.9%以上苯胺。本发明方法能节省大量能耗，缩短提取工艺所需要的时间，显著降低生产所需能耗和冷却水用量。

完成上述发明任务的技术方案是：

一种连续侧线出料塔与精馏及回收塔热集成分离氢-水-苯胺-焦油的方法，以硝基苯气相催化加氢反应产生的合成气为原料，气液分离脱氢，脱氢后的合成气液液分离，有机相和水相分别经分离塔精馏分离和回收苯胺，其特征在于：

分离塔包括侧线出料塔、精馏塔和回收塔，各分离塔分别由塔釜换热器加热，并通过再沸器补充热量；

所述的方法包括如下步骤：

1）原料合成气与侧线出料塔、精馏塔及回收塔的塔釜换热器进行热交换后，与侧线出料塔的侧线出料换热器热交换，热交换后合成气气液分离脱氢；脱氢后的合成气液液分离，有机相进入侧线出料塔精馏分离，水相进入回收塔回收苯胺；

2）控制侧线出料塔真空度0.068～0.072 Mpa，顶温为68.0～77.1℃，侧线出料口温度为120.0～127.3℃，底温为141.0～149.6℃；分离后，塔顶物料水含量达到99.5%以上，侧线出料口物料苯胺含量达到99%以上，侧线出料塔釜底物料为含苯胺焦油；

3）侧线出料塔侧线出料口物料进入精馏塔精馏分离，塔底物料得到99.9%以上苯胺；

4）液液分离后的水相经回收塔精馏回收苯胺，塔底采出回收苯胺，返回进行液液分离。

上述方法通过合成气与塔釜换热器及侧线出料换热器热交换途径脱氢，并实现热量回收，脱氢后原料在侧线出料精馏塔上精馏分离，分别得到苯胺废水、粗苯胺和焦油馏分，粗苯胺馏分然后采用一次精馏精制得到99.9%以上苯胺，苯胺废水经苯胺回收塔回收苯胺。

所述的原料合成气优选采用并联方式与侧线出料塔、精馏塔及回收塔的塔釜换热器分别进行热交换。

脱氢的合成气液液分离后的有机相经侧线出料塔精馏分离，粗苯胺一次得率达到99.8%以上；并将焦油和固体杂质等进行分离。