[发明专利]乙苯/苯乙烯顺序分离共沸热回收方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种乙苯/苯乙烯顺序分离共沸热回收方法。

背景技术

苯乙烯是最重要的基本有机化工原料之一，用于制造聚苯乙烯PS和EPS、ABS和SAN 等共聚物树脂、苯乙烯/丁二烯共聚胶乳SB、丁苯橡胶和胶乳SBR、不饱和聚酯以及其它 如苯乙烯/甲基丙烯酸甲酯胶乳、甲基丙烯酸甲酯/丁二烯/苯乙烯共聚物MBS、离子交换树 脂和药物等。

苯乙烯生产工艺中精馏部分的关键在于乙苯和苯乙烯的分离，由于乙苯和苯乙烯的沸 点差很小，常压下相差仅9℃，因此，为分离乙苯/苯乙烯(一般要求塔顶苯乙烯<2％，塔 釜乙苯<500ppm)，工业上乙苯/苯乙烯分离塔常采用负压操作，分离塔理论板数在80块 以上，回流比>6.5，因此乙苯/苯乙烯分离塔的操作能耗非常高，其低压蒸汽用量占整个 苯乙烯单元的30％以上，冷却水用量也占整个苯乙烯单元的近40％，综合能耗占苯乙烯单 元的30％～40％。

目前乙苯/苯乙烯分离塔的操作工艺主要可分为顺序分离高真空低温法和一次脱轻组 分低真空高温法。顺序分离高真空低温法苯乙烯聚合损失少但能耗高，一次脱轻组分低真 空高温法能耗低但苯乙烯聚合损失大。

针对顺序分离高真空低温法能耗高的问题，中国专利ZL85102732提出了“苯乙烯类的 蒸馏方法”，但该方法苯乙烯的聚合损失仍较大，且压缩器压缩气体量大，压缩比高，设备 投资大，操作性也不高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是以往技术中苯乙烯工业装置减少苯乙烯聚合损失和降 低操作能耗不能兼顾的问题，提供一种新的乙苯苯乙烯顺序分离共沸热回收方法。该方法 具有能有效减少苯乙烯聚合损失，同时大大降低苯乙烯分离能耗的特点。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种乙苯/苯乙烯顺序分离共沸 热回收方法，包括以下步骤：a)含乙苯和苯乙烯的苯甲苯塔塔釜液进入乙苯/苯乙烯分离 塔，得到含乙苯的塔顶气物流I和含苯乙烯的塔釜液物流II；b)物流II去精苯乙烯分离 塔进行分离，物流I进入乙苯/水共沸蒸发器，加热界外来的乙苯/水混合物，得到换热后 的乙苯/水共沸物物流III，物流I冷凝后部分返回塔顶，部分循环至反应区；c)物流III经 压缩后去反应区；其中乙苯/苯乙烯分离塔塔顶操作压力为5～20kPaA。

上述技术方案中，苯甲苯塔塔釜液中甲苯重量百分含量<1.0％，优选方案为<0.5％； 乙苯/苯乙烯分离塔塔顶操作温度为50～85℃，塔釜操作压力为8～30kPaA，操作温度为 60～105℃，操作回流比为5～2，优选方案为塔顶操作压力为8～18kPaA，塔顶操作温度 为60～80℃，塔釜操作压力为15～26kPaA，塔釜操作温度为86～100℃，操作回流比为6～ 10；乙苯/水共沸物中乙苯摩尔百分含量为20～40％，优选25～35％；乙苯/水共沸蒸发器 操作压力为10～60kPaA，共沸温度40～80℃，优选操作压力为20～40kPaA，共沸温度54～ 69℃；乙苯/水共沸物经压缩后的压力为60～120kPaA，优选80～100kPaA，压缩器的压缩 比为1.5～10，优选1.5～4(压缩比是指经过压缩之后，终压与初压的比值)；乙苯/苯乙 烯分离塔为填料式结构，理论板数80～100，进料位置为自塔顶往下10～40理论板位置； 乙苯/水共沸蒸发器采用立式管壳式换热器结构，蒸发器管程为乙苯/水的混合物，壳程为 乙苯/苯乙烯分离塔塔顶气，冷热端温差为5～25℃。

本发明中，乙苯/苯乙烯分离塔塔顶设乙苯/水共沸蒸发器，用塔顶气加热乙苯/水的混 合物，使之共沸蒸发作为原料进入反应区，同时乙苯/苯乙烯分离塔塔顶气得到冷凝，相比 于顺序分离高真空低温法，乙苯/苯乙烯塔顶低温热得到有效利用，节省了大量蒸发乙苯/ 水混合物的水蒸汽和使塔顶气冷凝的冷却水；同时乙苯/水的共沸混合物经压缩器压缩，使 乙苯/水的混合物能在较低的压力下共沸，共沸温度较低，从而能使乙苯/苯乙烯分离塔塔 顶操作压力降低，保证乙苯/苯乙烯分离塔塔釜操作温度低于100℃(根据实验数据及文献 介绍，苯乙烯在100℃以下时，聚合速率很低，而温度超过100℃时，苯乙烯聚合速率急 剧上升，温度每上升6～7℃，苯乙烯聚合速率约增加1倍)；压缩乙苯/水混合物的压缩 器由于乙苯/水混合物量不大，压缩比低而投资增加有限，在节能的同时，保证苯乙烯的聚 合损失少，设备投资也较小。