用于在净化苯乙烯单体的过程中减少能量消耗的方法技术

公开了能量节约过程，所述能量节约过程的目的是在乙苯生产未加工的苯乙烯的脱氢反应之后通过蒸馏净化苯乙烯单体。正如目前所实践的，通过蒸馏净化苯乙烯需要大量能量(即蒸汽)从而向各个蒸馏塔提供热。本文公开的改进方法允许减少该目的所需的蒸汽量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在净化苯乙烯单体的过程中的能量消耗改进。
技术介绍
商业生产的大部分苯乙烯单体通过乙苯在蒸气相、固定催化剂床反应器中脱氢制 得。每次通过反应器将约60至75%的乙苯进料转化成苯乙烯。乙苯的脱氢反应产生未加 工的苯乙烯流，其为包含大部分苯乙烯和乙苯以及少量反应副产物和杂质（例如苯、甲苯、 α-甲基苯乙烯（AMS)和重质物）的混合物。为了生产可销售的苯乙烯单体产物，必须通 过蒸馏从苯乙烯产物中分离非苯乙烯组分。在可以用于下游聚合物过程之前，苯乙烯单体 必须被净化至至少99重量％的浓度。在净化过程中待从苯乙烯中分离的主要组分为苯、甲 苯、未反应的乙苯、AMS和被称为残余物的重质物（即在C ltl至C 14+范围内的化合物）。 工业中目前的实践是使用最少三个蒸馏塔从而获得上述水平的苯乙烯产物纯度。 蒸馏塔的功能是回收苯/甲苯副产物、未反应的乙苯，并且从苯乙稀产物中分离AMS和重质 残留化合物。蒸馏过程整体需要大量的能量（蒸汽）从而净化苯乙烯产物。 此外，主要由于苯乙烯单体（SM)和未反应的乙苯（EB)非常相似的挥发性，通过蒸 馏分离苯乙烯单体（SM)和未反应的乙苯（EB)存在巨大的困难。就此而言，乙苯和苯乙烯 在760mm Hg下的沸点彼此相差约KTC以内，这使得通过分馏进行分离困难并且昂贵。常规 地，该EB/SM分离已经通过在真空条件下在由于实现良好分离需要较大数目的理论塔板而 造成的大型复杂且昂贵的蒸馏塔中完成。在常规蒸馏过程中，在单个蒸馏塔中分离来自脱 氢反应工段的未反应的乙苯和苯乙烯。在典型的设计中，需要较大数目的理论级（在85和 115之间）从而以经济有效的方式实现所需的分离。该单个单元操作占整个蒸馏工段热输 入的70%和80%之间。在典型的苯乙烯制造工艺车间中，未反应的乙苯和苯乙烯产物的分 离占整个车间蒸汽消耗的约20-30%。 与苯乙烯单体的蒸馏相关的其它问题涉及苯乙烯单体固有的反应性。由于苯乙烯 单体即使在环境温度下也聚合形成不溶固体，该不希望的反应性使得苯乙烯单体的蒸馏具 有挑战性。由于苯乙烯聚合的速率随着温度的增加而增加，常规的实践在于在低压下操作 商业苯乙烯车间的蒸馏塔从而降低沸腾温度并且因此降低不利聚合的程度。 由于这些各种工艺困难，并且特别是由于相关的较大的能量消耗需求和成本，多 年来存在巨大动机来开发实现该分离过程的替代性手段，所述替代性手段从经济和易操作 性观点来看更为可行。多个专利尝试以各种方式解决这些问题。 美国专利No. 6, 171，449教导了通过使用级联再沸器方案回收至少一部分包含在 EB/SM分流器塔顶物流中的热从而改进能量消耗的方法，其中在两个并联的以不同压力操 作的蒸馏塔中进行乙苯和苯乙烯的分离，高压塔的塔顶提供使低压塔再沸所需的热。美国 专利No. 4, 628, 136教导了通过使用该流使乙苯和水的共沸混合物沸腾从而回收EB/SM分 流器的塔顶物中包含的热的方法，所述共沸混合物一旦蒸发随后则被转移至反应系统，在 所述反应系统处乙苯进行脱氢形成苯乙烯。然而，美国专利No. 4, 628, 136中描述的方法要 求EB/SM分流器在足够高的压力下操作从而能够将乙苯和水蒸气的共沸混合物转移至反 应器系统而无需使用压缩器。该专利还指明冷凝的EB/SM分流器塔顶物流和沸腾的乙苯和 水的共沸混合物之间的温差应当在2和KTC之间的范围内。考虑到该温度限制，可以得到 进行共沸蒸发的压力和所需的EB/SM分流器的塔顶物压力之间的关系。 出于经济原因，希望降低净化苯乙烯单体的过程中的蒸汽量（即能量）要求。因 此，鉴于以上情况，有利的是提供减少蒸汽用量同时还能够独立地向过程中加入热的方法。
技术实现思路
本专利技术的实施方案 因此，本专利技术的一个实施方案涉及在乙苯生产未加工的苯乙烯的脱氢反应之后通 过蒸馏净化苯乙烯单体的改进方法。 根据另一个实施方案，本专利技术涉及用于显著降低与乙苯和苯乙烯的蒸馏分离的正 常能量密集型单元操作相关的效用成本的方法。 根据又一个实施方案，本专利技术涉及通过使用另一个蒸馏塔的塔顶蒸气代替蒸汽减 少加热一个蒸馏塔所需的蒸汽量从而分离来自乙苯脱氢反应的未加工的苯乙烯流的苯乙 烯产物和其它组分的有效和经济的途径。 根据又一个实施方案，本专利技术涉及用于现有苯乙烯车间的相对容易和低成本的改 动从而增加操作效率并且降低能量消耗。 本专利技术的其它主题和优点部分是显而易见的并且部分在下文显现。本专利技术因此包 括但不限于包括多个步骤和各个组件的方法和相关装置，以及一个或多个所述步骤和组件 相对于彼此的关系和顺序，正如通过如下说明书和附图所描述。本文描述的方法和装置的 各个修改形式和变体形式对于本领域技术人员来说是显然的，并且所有这些修改形式和变 体形式被认为是落入本专利技术的范围。 本专利技术的概要 一般而言，本专利技术包括两个蒸馏过程的级联布置，其中使用一个蒸馏过程的塔顶 蒸气流中包含的热从而使第二蒸馏过程的全部塔底物液体或一部分塔底物液体再沸。更具 体地，本专利技术涉及一种方法，所述方法用于在一个蒸馏过程中从乙苯中蒸馏苯和甲苯并且 在另一个蒸馏过程中从AMS和残余物中蒸馏苯乙烯单体，并且使用一个蒸馏过程的塔顶蒸 气流中包含的热从而全部或部分地使第二蒸馏过程的塔底物液体再沸。工艺整合和热效率 的所得的协同作用造成显著更低的能量成本以及其它相关的节约。 本专利技术涉及用于减少净化来自包含乙苯的原料的苯乙烯单体所需的能量的方法。 所述方法包括：i)使所述原料脱氢从而提供未加工的苯乙烯流，所述苯乙烯流包含苯乙 稀、乙苯、苯、甲苯、α -甲基苯乙稀和重质物；ii)在一系列蒸馏过程中净化未加工的苯乙 烯流，其中第一蒸馏过程提供包含苯和甲苯的第一蒸馏塔顶物流以及包含乙苯的第一蒸馏 塔底物流，并且使用至少一个再沸器的第二蒸馏过程提供包含经净化的苯乙烯单体的第二 蒸馏塔顶物流和包含α -甲基苯乙烯和重质物的第二蒸馏塔底物流；iii)从第二蒸馏塔底 物流中取出至少一个再沸器流并且在再沸器中使再沸器流再沸；和iv)通过与第一蒸馏塔 顶物流间接接触从而向再沸器提供热，其中所述再沸器流以等于或小于第一蒸馏塔顶物流 离开所述再沸器的温度的温度进入再沸器。 用于减少净化来自包含乙苯的原料的苯乙烯单体所需的能量的方法。所述方法包 括：i)使所述原料脱氢从而提供未加工的苯乙烯流，所述苯乙烯流包含苯乙烯、乙苯、苯、 甲苯、α-甲基苯乙烯和重质物；ii)在一系列蒸馏过程中净化未加工的苯乙烯流，其中第 一蒸馏过程提供包含苯和甲苯的第一蒸馏塔顶物流以及包含乙苯的第一蒸馏塔底物流，并 且使用至少第一再沸器和第二再沸器的第二蒸馏过程提供包含经净化的苯乙烯单体的第 二蒸馏塔顶物流和包含α -甲基苯乙烯和重质物的第二蒸馏塔底物流；iii)从第二蒸馏塔 底物流中取出至少第一再沸器流和第二再沸器流，并且使第一再沸器流在第一再沸器中再 沸，使第二再沸器流在第二再沸器中再沸；和iv)通过与第一蒸馏塔顶物流间接接触从而 向第一再沸器提供热，通过与除第一蒸馏塔顶物流之外的热源间接接触从而向第二再沸器 提供热，其中第一再沸器流以等于或小于第一蒸馏塔顶物流离开所述再沸器的温度的温度 进入第一再沸器。 本文公开的改进主要在于其经济本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于减少净化来自包含乙苯的原料的苯乙烯单体所需的能量的方法，所述方法包括：i)使所述原料脱氢从而提供未加工的苯乙烯流，所述未加工的苯乙烯流包含苯乙烯、乙苯、苯、甲苯、α‑甲基苯乙烯和重质物；ii)在一系列蒸馏过程中净化未加工的苯乙烯流，其中第一蒸馏过程提供包含苯和甲苯的第一蒸馏塔顶物流以及包含乙苯的第一蒸馏塔底物流，并且使用至少一个再沸器的第二蒸馏过程提供包含经净化的苯乙烯单体的第二蒸馏塔顶物流和包含α‑甲基苯乙烯和重质物的第二蒸馏塔底物流；iii)从第二蒸馏塔底物流中取出至少一个再沸器流并且在再沸器中使再沸器流再沸；和iv)通过与第一蒸馏塔顶物流间接接触从而向再沸器提供热，其中所述再沸器流以等于或小于离开所述再沸器的第一蒸馏塔顶物流的温度的温度进入再沸器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：V·韦尔奇，
申请(专利权)人：德希尼布工艺技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US