粗苯乙烯塔顶共沸热回收装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种粗苯乙烯塔顶共沸热回收装置，属于粗苯乙烯塔顶热回收技术领域。
【背景技术】
[0002]苯乙烯单体是重要的基本有机化工原料，广泛用于生产聚苯乙烯(PS)、泡沫聚苯乙烯(EPS)、ABS和SAN树脂，此外还可用于生产离子交换树脂、农用乳化剂、医药品、涂料等，是石油化工的主要基础产品和重要的有机化工原料，为仅次于PE、PVC、E0的第四大乙烯衍生产品，产量在合成树脂中仅次于PE、PVC，位居第三。
[0003]苯乙烯绝大部分都是通过乙苯脱氢生产工艺得到的，其工艺技术主要有绝热脱氢工艺、等温脱氢工艺和氧化脱氢工艺。其中最成熟且应用最广泛的是负压绝热脱氢工艺。
[0004]苯乙烯生产过程的能耗主要集中在反应单元和精馏单元，反应单元的能耗主要取决于水/烃比(0.9-1.5)的大小，精馏单元的能耗主要取决于粗苯乙烯塔的能耗。由于苯乙烯在工业苯乙烯装置所采用的温度范围内，温度每提高10°C，不受抑制的苯乙烯聚合速度就会增加一倍；另由于乙苯和苯乙烯的沸点差很小，常压下相差仅9°C，相对挥发度很低，为此精馏分离苯乙烯的过程需要在高真空、高理论板数的精馏塔和大回流比条件下进行操作，因此粗苯乙烯塔的操作能耗很高，其综合能耗占苯乙烯单元的30%。
[0005]针对粗苯乙烯塔塔顶的低温热量的回收，国内外都进行了大量的研究工作，提出了多种技术方案，其中包括:蒸汽喷射技术、直接蒸汽压缩的热栗技术、以水为压缩工质的间接循环热栗技术、双塔变压精馏节能技术、共沸热回收技术、第二类溴化锂热栗技术以及分壁精馏塔技术。
[0006]目前，塔顶低温热回收技术在工业装置中得到实际应用的主要有:共沸热回收技术和双塔变压精馏节能技术。共沸热回收技术可以回收塔顶物流80-90 %的热量，双塔变压精馏节能技术可以回收塔顶物流40-50%的热量。
[0007]共沸热回收技术:美国专利US4628136公布了一种回收粗苯乙烯塔塔顶低温热的方法，该方法利用塔顶蒸汽来蒸发乙苯和水的共沸物。要实现该方法需提高粗苯乙烯塔的操作压力在38kpaA以上，才能保证有足够的温差来蒸发乙苯和水的共沸物。
[0008]然而在提高粗苯乙烯塔塔顶操作压力的同时，粗苯乙烯塔塔釜的温度也随之升高，温度的升高将导致苯乙烯的聚合速率增加，从而带来直接的苯乙烯收率损失。对于苯乙烯单体来说，根据实验数据及文献介绍，苯乙烯在100摄氏度以上时，温度每升高6?7°C，苯乙烯聚合速率约增加一倍，因此，从经济性考虑为避免苯乙烯聚合损失和昂贵的阻聚剂用量的大幅增加，粗苯乙烯塔塔顶操作压力不宜过高。从目前装置运行情况看，阻聚剂用量是常规负压精馏的一倍以上，且聚合损失增加较大，并发生了塔聚合堵塞需要停车处理的情况。
[0009]双塔变压精馏节能技术:美国专利US6171449公开了一种变压精馏节能技术，其技术要点是先将来自反应器的混合物流中所含甲苯及比甲苯沸点低的轻组分脱除，将剩余的物流按比例分成两股分别进入两个操作压力不同的精馏塔，用高压操作的精馏塔的塔顶蒸汽作为低压操作精馏塔塔釜的热源，与普通的精馏工艺相比可节能40-50%，但这种精馏工艺中苯乙烯需受热三次，增加了苯乙烯的聚合损失，同时增加了一个精馏塔，操作及流程更加复杂，投资也大大增加。
[0010]热栗精馏技术:目前，所有报道中的热栗精馏技术，无论是直接蒸汽压缩还是间接循环热栗技术，压缩后的物流均用作加热塔釜的热源。由于粗苯乙烯塔塔顶采用负压操作(塔顶压力12-24kpaA)，且回流比高达7左右，因此蒸汽压缩机的吸入口流量极大，需要巨型压缩机且压缩比至少需要5-10，才能将塔顶热量回收。这种方案投资大，压缩机耗电高，尤其对大型苯乙烯装置更限制了其应用价值。
【实用新型内容】
[0011]本实用新型要解决的技术问题是:提供一种降低共沸温度，在维持原塔压不变或略微升高塔压的情况下，回收塔顶热量的粗苯乙烯塔顶共沸热回收装置。
[0012]本实用新型所述的粗苯乙烯塔顶共沸热回收装置，包括粗苯乙烯塔，粗苯乙烯塔顶部通过管道连接乙苯/水共沸蒸发器，乙苯/水共沸蒸发器顶部通过管道连接螺杆压缩机，乙苯/水共沸蒸发器底部设置乙苯/水共沸物入料管，乙苯/水共沸蒸发器侧壁上设置出料管，出料管连通粗苯乙烯塔顶凝液出料管，粗苯乙烯塔顶凝液出料管一端连接粗苯乙烯塔塔顶，螺杆压缩机出口连接压缩后的乙苯/水共沸物出料管。
[0013]来自乙苯脱氢反应单元的脱氢液进入粗苯乙烯塔，塔顶气物流(即含苯、甲苯、乙苯的气相物流，主要为乙苯)进入乙苯/水共沸蒸发器，将乙苯/水共沸物加热，汽化后的乙苯/水共沸物进入压缩机，经压缩机升压后的乙苯/水共沸送入乙苯脱氢单元的过热器。
[0014]所述的粗苯乙烯塔塔顶操作压力设置为12?24kpaA，操作温度为:71?88°C。
[0015]所述的螺杆压缩机入口压力在26?46kpaA ;螺杆压缩机的压缩比在2.5?5，螺杆压缩机出口压力在100?150kpaA，温度在100?150°C。
[0016]上述技术方案中:粗苯乙烯塔塔顶操作压力为12_24kpaA，操作温度为:71?88°C ;螺杆压缩机入口压力在26?46kpaA，使塔顶气物流和乙苯/水共沸物的温差保持在8?15°C，优选10?12°C。压缩机的压缩比在2.5?5，压缩机出口压力在100?150kpaA，温度在100?150°C。
[0017]本实用新型的有益效果是:
[0018]可有效减少苯乙烯聚合损失，同时大大降低苯乙烯分离能耗；引入压缩机，既降低了共沸蒸发器中蒸发介质的压力，又提高了共沸蒸发器出口介质的压力，使操作更为灵活；可在维持原粗苯乙烯塔塔压不变的情况下回收塔顶热，避免了原共沸热回收技术带来的苯乙烯聚合风险和苯乙烯聚合损失增加的问题。
【附图说明】
[0019]图1是本实用新型的结构示意图。
[0020]图中:1、脱氢液2、塔顶气物流3、粗苯乙烯塔塔釜液4、出料管5、粗苯乙烯塔顶凝液出料管6、乙苯/水共沸物入料管7、汽化后的乙苯/水共沸物8、压缩后的乙苯/水共沸物出料管9、螺杆压缩机10、乙苯/水共沸蒸发器11、粗苯乙烯塔。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图对本实用新型做进一步描述:
[0022]如图1所示，本实用新型所述的粗苯乙烯塔顶共沸热回收装置，包括粗苯乙烯塔11，粗苯乙烯塔11顶部通过管道连接乙苯/水共沸蒸发器10，乙苯/水共沸蒸发器10顶部通过管道连接螺杆压缩机9，乙苯/水共沸蒸发器10底部设置乙苯/水共沸物入料管6，乙苯/水共沸蒸发器10侧壁上设置出料管4，出料管4连通粗苯乙烯塔顶凝液出料管5，粗苯乙烯塔顶凝液出料管5 —端连接粗苯乙烯塔11塔顶，螺杆压缩机9出口连接压缩后的乙苯/水共沸物出料管8。粗苯乙烯塔11塔顶操作压力设置为12?24kpaA，操作温度为:71?88°C。螺杆压缩机9入口压力在26?46kpaA ;螺杆压缩机9的压缩比在2.5?5，螺杆压缩机9出口压力在100?150kpaA，温度在100?150°C。
[0023]来自乙苯脱氢反应单元的脱氢液1进入粗苯乙烯塔11，塔顶气物流2 (即含苯、甲苯、乙苯的气相物流，主要为乙苯)进入乙苯/水共沸蒸发器10，将乙苯/水共沸物加热，汽化后的乙苯/水共沸物7进入螺杆压缩机9，经螺杆压缩机9升压后的乙苯/水共沸物送入乙苯脱氢单元的过热器，粗苯乙烯塔塔釜液3从粗苯乙烯塔11底部流出。
【主权项】
1.一种粗苯乙烯塔顶共沸热回收装置，其特征在于:包括粗苯乙烯塔(11)，粗苯乙烯塔(11)顶部通过管道连接乙苯/水共沸蒸发器(10)，乙苯/水共沸蒸发器(10)顶部通过管道连接螺杆压缩机(9)，乙苯/水共沸蒸发器(10)底部设置乙苯/水共沸物入料管(6)，乙苯/水共沸蒸发器(10)侧壁上设置出料管(4)，出料管(4)连通粗苯乙烯塔顶凝液出料管(5)，粗苯乙烯塔顶凝液出料管(5) —端连接粗苯乙烯塔(11)塔顶，螺杆压缩机(9)出口连接压缩后的乙苯/水共沸物出料管(8)。2.根据权利要求1所述的粗苯乙烯塔顶共沸热回收装置，其特征在于:粗苯乙烯塔(11)塔顶操作压力设置为12?24kpaA，操作温度为:71?88°C。3.根据权利要求1所述的粗苯乙烯塔顶共沸热回收装置，其特征在于:螺杆压缩机(9)入口压力在26?46kpaA ;螺杆压缩机(9)的压缩比在2.5?5，螺杆压缩机(9)出口压力在 100 ?150kpaA，温度在 100 ?150°C。
【专利摘要】本实用新型属于粗苯乙烯塔顶热回收技术领域，特别涉及一种粗苯乙烯塔顶共沸热回收装置，包括粗苯乙烯塔，粗苯乙烯塔顶部通过管道连接乙苯/水共沸蒸发器，乙苯/水共沸蒸发器顶部通过管道连接螺杆压缩机，乙苯/水共沸蒸发器底部设置乙苯/水共沸物入料管，乙苯/水共沸蒸发器侧壁上设置出料管，出料管连通粗苯乙烯塔顶凝液出料管，粗苯乙烯塔顶凝液出料管一端连接粗苯乙烯塔塔顶，螺杆压缩机出口连接压缩后的乙苯/水共沸物出料管。可有效减少苯乙烯聚合损失，同时大大降低苯乙烯分离能耗；既降低了共沸蒸发器中蒸发介质的压力，又提高了共沸蒸发器出口介质的压力，使操作更为灵活。
【IPC分类】C07C15/46, C07C5/327, C07C7/06
【公开号】CN205115335
【申请号】CN201520819352
【发明人】丛林, 郭东荣, 邱若盘, 宋守刚, 刘善兵
【申请人】山东齐鲁石化工程有限公司
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2015年10月21日