[发明专利]一种含乙烯和/或丙烯气体制乙苯和/或丙苯产物分离工艺

说明书

技术领域

本发明是属于石油化工领域，具体涉及一种含乙烯和/或丙烯气体制乙苯和/或丙苯的产物分离工艺。

背景技术

乙苯是一种重要的化工原料，自上世纪三十年代末以来，发展了多种以乙烯和苯为原料制取乙苯的方法，但是在这些方法中绝大多数是采用乙烯体积含量大于99％的聚合级乙烯为原料。随着石油加工规模的发展，含有低浓度乙烯和/或丙烯的炼厂尾气日益增加，对这些尾气中乙烯和/或丙烯的利用，从上世纪五十年代末起已发展了几种以低浓度乙烯和/或丙烯气体为原料与苯反应制取乙苯和/或丙苯的方法。这些技术主要包括反应和分离两大部分，反应部分包括烷基化反应(又称烃化反应)和烷基转移反应(又称反烃化反应)，分别完成乙烯和/或丙烯与苯生成乙苯和/或丙苯、反烃化料与苯反应，其中反烃化料是指烃化反应产生的二乙苯和三乙苯等多乙苯以及在烷基转移反应的条件下能与苯反应生成乙苯的沸点介于乙苯和三乙苯之间的其他有机物。由于组成相近，烃化反应产物和反烃化反应产物共用一套分离系统。由于反烃化反应原料来源于烃化反应，反烃化反应产物量低于烃化反应产物，一般情况下认为烃化反应是含乙烯和/或丙烯气体制乙苯和/或丙苯的主要反应，烃化反应产物是分离系统的主要来源。根据苯在烷基化反应器中的相态分为气相法和液相法两种，苯在烷基化反应器中为气相称为气相法，苯在在烷基化反应器中为液相称为液相法。气相法技术的烃化反应产物为气相，液相法技术的烃化反应产物为气相和液相两种产物。分离部分主要完成以下功能：

(1)得到目标产品乙苯和/或丙苯。

(2)将由原料气(如：催化干气)带入的惰性气以反应尾气的形式从系统中脱除。

(3)将未反应的苯进行回收，循环使用。

(4)为保证苯达到循环要求，乙苯达到产品要求，如果反应产物中有较高浓度甲苯，需分离出来从系统中脱除。

(5)将烃化反应产生的二乙苯和三乙苯等多乙苯以及在烷基转移反应的条件下能与苯反应生成乙苯的沸点介于乙苯和三乙苯之间的其他有机物分离出来，作为反烃化料返回反烃化反应器。

(6)为保证苯达到循环要求，乙苯达到产品要求，如果反应产物中有较高浓度的烷基转移反应的条件下不能与苯反应生成乙苯的沸点介于乙苯和三乙苯之间的其他有机物，需分离出来从系统中脱除。

(7)将沸点比三乙苯高的直链烃类、碳个数大于12的单环和多环芳香族的混合物(称高沸物，在有的专利中称为重芳烃、残液)从系统中分别脱除，以防止它们在系统中累积。

中国专利ZL90109803.5，ZL96100371.5，ZL97116471.1中公开了直接利用炼厂尾气生产乙苯和/或丙苯的技术，这些技术中的含乙烯的原料气不需精制，直接进入反应器与苯进行反应，反应产物按沸点高低先后分离出反应尾气、苯、甲苯、乙苯、丙苯、二乙苯、高沸物等物质。

中国专利ZL99122630.5公开了一种烯烃与芳烃反应制取烷基芳烃的方法，烃化反应后流出物的尾气经冷凝器冷凝，将气体携带的芳烃冷却为液体返回反应器，尾气进入分离和吸收塔经吸收剂吸收后排出，液体依次分离出苯、乙苯、异丙苯和多烷基苯。

将一个多组分物流分离成两个以上的不同产品时，一般情况就不可能只用一个精馏塔，此时就有一个选择塔序的问题。一般地说，用普通精馏塔分离出C个产品时，需要C-1个精馏塔，塔序数随着产品数量的增加而显著增加，在设计精馏塔的塔序时，将所有可能的塔序均一一加以试验或计算，显然是不现实的。最好的办法应该是先根据一些经验的办法选出两或三种有希望的塔序，然后对它们加以仔细计算或试验以确定最后的流程。在初选塔序时，考虑的角度不同，得到的塔序也不同。一般情况下，能量消耗是考虑塔序的主要影响因素，但同时也要考虑如物流的性质、产品的质量要求等其它因素。

一般较好的方案应满足以下要求：

(1)能保证产品质量，满足工艺要求，生产能力大。

(2)流程短，设备投资费用少

(3)能量消耗抵，收率高，操作费用少

(4)操作管理方便。

从能量消耗的角度出发，比较著名的是海文(Heaven)提出的四条一般选择塔序的经验规律：

(1)一般说来，按相对挥发度的大小逐个从塔顶分离出各组分的塔序是有利的。换句话说，按挥发度的大小顺序，逐个将组分由塔顶分出是有利的。

(2)关键组分的相对挥发度若接近1，则应在没有非关键组分存在下来分离这一对关键组分。也就是说，最困难的分离应放在塔序的最后。