处理含苯干气并制取顺酐的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及含苯干气综合利用及苯氧化制顺酐的应用领域，公开了一种处理含苯干气并制取顺酐的方法，其中，该方法首先将含苯干气进行压缩并冷却，然后依次进行闪蒸和精馏，得到苯含量不低于95摩尔％的苯物流和苯含量不高于0.1摩尔％的干气流，在氧化制顺酐条件下和氧化制顺酐催化剂存在下，将所得苯物流与含氧气体接触进行反应；使用该方法，可从含苯干气中分离回收乙烷、氢气和碳三、碳四，还分离得到较高纯度苯用于制取顺酐，制顺酐的反应产生的热量用于回收再利用，降低了能耗，提高了效益；本发明专利技术还公开了一种处理含苯干气并制取顺酐的装置，使用该装置可用于处理含苯干气并将分离出的苯用于制顺酐。

【技术实现步骤摘要】
处理含苯干气并制取顺酐的方法和装置
本专利技术涉及含苯干气综合利用及苯氧化制顺酐的应用领域，具体地，涉及一种处理含苯干气并制取顺酐的方法和装置。
技术介绍
芳烃是仅次于烯烃的有机化工重要基础原料，所有通过反应或分离过程得到芳烃的装置统一称为芳烃联合装置。芳烃联合装置在生产期间会有大量副产干气产生，副产干气主要由甲烷、氢气、乙烷等组成，其中不含苯干气可以通过回收其中的碳二、碳三组分作为优质的气体裂解炉原料，而含苯干气不能作为裂解原料直接进入裂解炉进行裂解。目前对于含苯干气的处理技术主要是回收其中的碳二或碳三组分的工艺技术，CN104557384A、CN104557385A、CN104557387A等专利文献使用浅冷油吸收技术处理炼厂混合干气，碳二回收率大于93％，但是在处理过程中，含苯干气中的苯和甲苯通过油吸收后逐渐累积于吸收剂中，造成采出汽油中苯含量高于20％，目前对这类采出汽油的处理方式是大量调和直馏或裂解汽油。CN109022033A公布一种混合炼厂干气回收分离的组合工艺，采用膜分离+PSA+膨胀机的组合工艺回收炼厂干气中的氢气和轻烃，但对于碳三以上重组分无法回收利用，而且该工艺也没有有效地利用苯。对于含苯干气的分类处理也有大量技术，CN109553504A公布了一种采用浅冷油吸收技术回收炼厂饱和干气的方法及装置，CN107987885A公布一种从催化干气中回收碳二及碳三的装置和方法，CN106609160B公布一种分离焦化干气的方法，但这些方法在处理含苯干气时，都会出现富集苯难处理或苯浪费的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的上述问题，提供一种处理含苯干气并制取顺酐的方法和装置，实现从含苯干气中分离回收碳二、碳三、碳四、汽油、氢气和苯并将得到的苯用于制备顺酐的目的。为了实现上述目的，本专利技术一方面提供一种处理含苯干气并制取顺酐的方法，其中，该方法包括以下步骤：(1)将含苯干气进行压缩并冷却；(2)将压缩并冷却后的含苯干气依次进行闪蒸和精馏，得到苯含量不低于95摩尔％的苯物流和苯含量不高于0.1摩尔％的干气流；(3)在氧化制顺酐条件下和氧化制顺酐催化剂存在下，将步骤(2)所得苯物流与含氧气体接触进行反应。本专利技术第二方面提供一种处理含苯干气并制取顺酐的装置，其中，该装置包括干气分离单元、轻烃回收单元和反应制顺酐单元；所述干气分离单元包括依次连通的一级压缩机、一级冷却器、闪蒸罐和脱轻塔，所述闪蒸罐用于将经一级压缩机压缩处理和经一级冷却器冷却处理后的含苯干气进行闪蒸分离，塔顶得到沸点低于苯的轻组分，剩余组分从塔底进入脱轻塔，分离出沸点低于苯的轻组分，得到苯物流；所述轻烃回收单元包括二级压缩机、二级冷却器、乙烷塔、轻烃塔和两段变压吸附装置，二级压缩机、二级冷却器和乙烷塔依次连通，乙烷塔的塔顶和塔底分别与两段变压吸附装置和轻烃塔连通；来自干气分离单元的沸点低于苯的轻组分进入二级压缩机；所述反应制顺酐单元包括依次连接的反应器、冷却器、粗酐分离器、吸收塔、解吸塔和精制塔；来自干气分离单元的所述苯物流进入反应器进行反应。使用本专利技术的技术方案，可从含苯干气中有效的分离出苯、乙烷、氢气以及碳三和碳四的混合物，且分离出的苯、乙烷和氢气具有较高的纯度，分离出的苯的纯度在95摩尔％以上，可作为原料生产顺酐，顺酐的收率在89重量％以上，实现了含苯干气的综合利用，提高了效益；回收的制顺酐反应中产生的反应热可以副产蒸汽以供本装置再沸器使用，整体能耗低。附图说明图1是本专利技术一种优选的实施方式处理含苯干气并制取顺酐的装置的示意图。图2是本专利技术一种优选的实施方式苯氧化制取顺酐的方法的工艺流程图。附图标记说明1、一级压缩机2、一级冷却器3、闪蒸罐4、脱轻塔5、反应器6、冷却器7、部冷器8、粗酐分离器9、吸收塔10、解吸塔11、精制塔12、二级压缩机13、二级冷却器14、乙烷塔15、轻烃塔16、两段变压吸附装置17、预热器18、混合器19、粗酐罐20、浓缩器具体实施方式在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。在本专利技术中，压力均指的是绝对压力。本专利技术中，顺酐收率指的是所得顺酐产品质量与进入反应器的苯的质量的比值。本专利技术第一方面提供了一种处理含苯干气并制取顺酐的方法，其中，该方法包括以下步骤：(1)将含苯干气进行压缩并冷却；(2)将压缩并冷却后的含苯干气依次进行闪蒸和精馏，得到苯含量不低于95摩尔％的苯物流和苯含量不高于0.1摩尔％的干气流；(3)在氧化制顺酐条件下和氧化制顺酐催化剂存在下，将步骤(2)所得苯物流与含氧气体接触进行反应。本专利技术中，为了降低所述精馏的能耗以及提高苯的分离效果，优选地，所述压缩使得压缩后的含苯干气的压力为1-5MPa，更优选为1.4-4.5MPa。本专利技术中，优选地，所述压缩包括1-4段，更优选为两段，第一段压缩使得含苯干气的压力为1-2MPa。本专利技术中，对压缩后的含苯干气温度没有特别的限制，为了提高后续冷却效果，优选地，所述压缩后的含苯干气温度不高于180℃。本专利技术中，为了降低所述精馏的能耗以及提高苯的分离效果，优选地，所述冷却使得压缩并冷却后的含苯干气的温度为15-55℃更优选为25-40℃。本专利技术中，为了进一步提高苯的分离效果，优选地，所述冷却的方式包括将第一段压缩后的含苯干气的温度冷却至35-45℃，将二段压缩后的含苯干气的温度先冷却至35-45℃再冷却至25-40℃。本专利技术中，对第一段压缩后的含苯干气进行降温的方式没有特别的限制，例如可以用循环水进行降温。本专利技术中，优选地，将二段压缩后的含苯干气进行降温的方式包括首先使用循环水进行降温，然后再使用冷冻水或丙烯冷剂进行降温。本专利技术中，对所述闪蒸的条件没有特别的限制，例如所述闪蒸的条件包括：待闪蒸含苯干气的压力为1-5MPa，优选为1.5-4.5MPa；温度为15-55℃，优选为25-40℃。待闪蒸含苯干气的压力和温度可以与步骤(1)中含苯干气完成压缩冷却后的压力和温度相同，也可以不同。本专利技术中，所述精馏在脱轻塔中进行，为了提高所得苯物流中的苯含量以及降低干气流中的苯含量，优选地，所述脱轻塔的操作条件包括：操作压力为0.9-4MPa，优选为1.4-2.5MPa；理论塔板数为15-65，优选为15-45；塔顶温度为50-100℃，优选为70-90℃；塔底温度为180-230℃，优选为190-220℃。本专利技术中，优选地，前述方法还包括将闪蒸出的气相与脱轻塔所得的塔顶轻组分一起或各自压缩至2.5-5.5MP本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种处理含苯干气并制取顺酐的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：/n(1)将含苯干气进行压缩并冷却；/n(2)将压缩并冷却后的含苯干气依次进行闪蒸和精馏，得到苯含量不低于95摩尔％的苯物流和苯含量不高于0.1摩尔％的干气流；/n(3)在氧化制顺酐条件下和氧化制顺酐催化剂存在下，将步骤(2)所得苯物流与含氧气体接触进行反应。/n

【技术特征摘要】
1.一种处理含苯干气并制取顺酐的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)将含苯干气进行压缩并冷却；
(2)将压缩并冷却后的含苯干气依次进行闪蒸和精馏，得到苯含量不低于95摩尔％的苯物流和苯含量不高于0.1摩尔％的干气流；
(3)在氧化制顺酐条件下和氧化制顺酐催化剂存在下，将步骤(2)所得苯物流与含氧气体接触进行反应。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述压缩使得压缩后的含苯干气的压力为1-5MPa，优选为1.5-4.5MPa；
优选地，所述压缩包括两段，第一段压缩使得含苯干气的压力为1-2MPa。


3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述冷却使得压缩并冷却后的含苯干气的温度为15-55℃优选为25-40℃；
优选地，所述冷却的方式包括将第一段压缩后的含苯干气的温度冷却至35-45℃，将二段压缩后的含苯干气的温度先冷却至35-45℃再冷却至25-40℃。


4.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，所述精馏在脱轻塔中进行，所述脱轻塔的操作条件包括：操作压力为0.9-4MPa，优选为1.6-2.5MPa；理论塔板数为15-65，优选为15-45；塔顶温度为50-100℃，优选为70-90℃；塔底温度为180-230℃，优选为190-220℃。


5.根据权利要求4所述的方法，其中，该方法还包括将闪蒸出的气相与脱轻塔所得的塔顶轻组分一起或各自压缩至2.5-5.5MPa优选3.2-5MPa；
优选地，该方法还包括将闪蒸出的气相与脱轻塔所得的塔顶轻组分一起或各自压缩后冷却至10-40℃优选为10-30℃进行气体分离，得到沸点不高于碳二的轻组分和沸点高于碳二的组分；
优选地，在乙烷塔中进行所述气体分离；
优选地，所述乙烷塔的操作条件包括：操作压力为2.5-4MPa，优选为3-3.5MPa；理论塔板数为25-65，优选为35-50；塔顶温度为-10-20℃，优选为-5-10℃；塔底温度为50-110℃，优选为65-100℃。


6.根据权利要求5所述的方法，其中，该方法还包括从所述沸点不高于碳二的轻组分中分离得到乙烷和氢气；
优选地，从所述沸点不高于碳二的轻组分中分离得到乙烷和氢气的方式包括先从沸点不高于碳二的轻组分中分离出氢气，然后再分离出乙烷；
优选地，从所述沸点不高于碳二的轻组分中分离得到乙烷和氢气的方式为两段变压吸附的方式；
优选地，所述两段变压吸附的操作条件包括：操作压力为1-3MPa，温度为30-40℃。


7.根据权利要求5或6所述的方法，其中，该方法还包括从所述沸点高于碳二的组分中分离出沸点不高于碳四的组分和沸点高于碳四的组分；
优选地，从所述沸点高于碳二的组分中分离出沸点不高于碳四的组分和沸点高于碳四的组分的方式包括将所述沸点高于碳二的组分送入轻烃塔，塔顶采出沸点不高于碳四的组分，塔底采出沸点高于碳四的组分；
优选地，所述轻烃塔的操作条件包括：操作压力为0.8-2.5MPa，优选为0.8-2MPa；理论塔板数为15-45，优选为15-35；塔顶温度为10-60℃，优选为15-50℃；塔底温度为...

【专利技术属性】
技术研发人员：常大山，李一，崔婷，邹弋，王宇飞，李东风，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司北京化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11