[发明专利]用于焦化粗苯加氢精制中的芳烃提纯装置及工艺

说明书

技术领域

本发明属于石油化工领域，涉及一种用于焦化粗苯加氢精制中的芳烃提纯装置及工艺，以N-甲酰吗啉为溶剂，从芳烃和非芳烃混合物中分离提纯芳烃。

背景技术

目前工业上用于芳烃抽提的溶剂有N-甲酰吗啉、环丁砜和N-甲基吡咯烷酮等。N-甲酰吗啉选择性和溶解性好，其相应抽提工艺具有溶剂消耗少、能耗低、产品纯度和收率高等许多显著优点，故应用较为广泛。根据单元操作特征，芳烃抽提可分为液液萃取和萃取精馏。液液萃取是利用原料液组分在溶剂中溶解度差异而实现分离的单元操作，适用于非芳烃含量较高的重整油原料；萃取精馏是通过加入溶剂改变原组分相对挥发度而实现分离的单元操作，适用于芳烃纯度较高的加氢油原料。使用液液萃取的方法，芳烃的分离效果和回收率较差；使用萃取精馏的方法，溶剂使用量大，且能耗较高。液液萃取装置通常包括抽提塔、汽提塔、非芳烃水洗塔、回收塔、水分馏塔等。

现有的工艺技术主要有以下几种：

石油化工科学院开发的芳烃抽提蒸馏SED(Sulfolane Extractive Distillation)技术，专利号为CN1393507，选取环丁砜复合溶剂，可得到较高纯度的芳烃，但其芳烃回收率较低。进而开发N-甲酰吗啉为溶剂芳烃抽提工艺，改善了分离效果，但溶剂用量和能耗较大。

德国伍德公司申请开发了若干萃取精馏芳烃抽提工艺。美国专利 US Patent Number 4081355 公开了一种从含芳烃和非芳烃混合物中回收高纯度芳烃的方法，原料历经萃取塔、萃取精馏塔、汽提塔、水分离塔得到高纯度芳烃，溶剂为N-甲酰吗啉。多套装置在国内外投产，创造了可观经济效益。美国专利 US Patent Number 6514387公开了一种间壁塔装置，其将萃取精馏塔、原料回收塔集合成一个间壁塔，实现了质量和能量的集成。

美国专利US Patent Number 3944483、US Patent Number 4488936、US Patent Number 4776927等均对芳烃抽提技术进行相关描述，并逐步对已有技术改造，但均未涉及到根据操作单元中组分分布变化，而响应不同分离方法耦合配置，进而提高芳烃分离效果组合工艺。

发明内容

本发明提供了用于焦化粗苯加氢精制中的芳烃提纯装置及工艺，采用N-甲酰吗啉溶剂，通过萃取精馏和液液萃取气液相耦合的方法，从而提高芳烃分离效果，并降低操作费用。

在焦化粗苯加氢工艺中，预分馏塔底芳烃含量通常大于90％，此加氢油不适合液液萃取，但可采取萃取精馏。萃取精馏塔从塔底至塔顶，芳烃含量逐步降低，尤其精馏段组成分布陡变，其平衡物系更适于液液萃取分离。因此，本工艺中萃取精馏塔和液液萃取塔气液相耦合，萃取精馏塔精馏段侧线气相采出，与塔顶出料混合后其组分分布中芳烃含量较低（小于70％），更适宜采取液液萃取操作，进入液液萃取塔后分离为富芳烃重相和贫芳烃轻相。富芳烃重相重新引入萃取精馏塔顶作为回流，贫芳烃轻相中主要为非芳烃，进入下游工段处理。

本流程采用过程系统工程方法论实现质量热量集成，通过萃取精馏和液液萃取气液相耦合，不但改善芳烃和非芳烃分离效果，同时提高芳烃回收率和纯度，而且降低溶剂比及冷凝器和再沸器负荷。同时，优化综合换热网络实现余热回收，分支芳烃提馏塔底贫溶剂，其一预热原料粗苯，另一作为萃取精馏塔底再沸器热源，进而预热原料加氢油，从而降低装置能耗。

本发明的技术方案如下：

一种用于焦化粗苯加氢精制中的芳烃提纯装置，包括萃取精馏塔、液液萃取塔、芳烃提馏塔、粗苯预热器、加氢油预热器、冷却器、空冷器、原料混合器、出料混合器和分配器。原料混合器与萃取精馏塔侧线相连，萃取精馏塔顶部和精馏段出料侧线都与出料混合器相连，出料混合器后设有冷却器，冷却器连接液液萃取塔底部进料口，液液萃取塔底部出料口再与萃取精馏塔顶部相连，萃取精馏塔底部与芳烃提馏塔进料口相连，芳烃提馏塔底部连接分配器，分配器出口分为两路连接：（1）连接粗苯预热器后，粗苯预热器出口再连接液液萃取塔顶部；（2）通过连接管线依次连接萃取精馏塔再沸器、加氢油预热器、空冷器、原料混合器。

其工艺过程如下：

（1）原料加氢油与贫溶剂N-甲酰吗啉换热后进入萃取精馏塔，塔顶压力为10-80kPa，平衡级数为25-50，溶剂比为4-8，加氢油进料位置为第8-12级，N-甲酰吗啉进料位置为第2-5级，精馏段第1-5级处侧线气相采出，液液萃取塔富芳烃重相进入萃取精馏塔顶过冷回流，双塔耦合回流比为0.5-0.9。