[发明专利]一种脱除苯乙烯单体中轻组分的装置和方法

说明书

本发明属于苯乙烯精制领域，涉及一种脱除苯乙烯单体中轻组分的装置和方法。所述装置包括苯乙烯脱轻精馏塔、塔顶冷凝器、塔顶回流罐、喷射器、中间换热器、液环真空泵、气液分离罐。本发明的一种脱除苯乙烯单体中轻组分的装置和方法，能有效解决轻组分脱除和排放的问题，还能降低苯乙烯的聚合。相对单一的液环真空泵系统，具有真空度高、设备投资低、无轻组分富集等优点；相对多级喷射器系统，具有操作费用低、能耗低、废水量低、工作温度低等优点。

技术领域

本发明属于苯乙烯精制领域，更具体地，涉及一种脱除苯乙烯单体中轻组分的装置和方法。

背景技术

苯乙醇脱水是一种苯乙烯生产的重要工艺，是环氧丙烷联产苯乙烯(PO/SM)工艺的重要组成部分。

PO/SM工艺中，苯乙醇脱水反应器出口的产物经过多级精制、去除多种杂质，才能得到纯度较高的苯乙烯产品。其中有一类杂质为小分子醛类，属于需要脱除的轻组分。

苯乙烯在较高温度下易发生聚合反应，进而引发设备、管道堵塞等问题，因此苯乙烯脱除轻组分的过程一般在负压的精馏塔中进行，被分离出的轻组分会进入该塔的真空系统。

常规的真空设备有两种：蒸汽喷射器和液环真空泵，应用在苯乙烯脱轻精馏塔中，两种真空系统的优缺点如表1所示。

表1 两种真空系统在苯乙烯脱轻精馏塔应用中的优缺点

在实际应用中，蒸汽喷射器最大的问题是苯乙烯的聚合，因为尾气中的苯乙烯被蒸汽加热到80～100℃时，苯乙烯聚合加速，需经常清理相关管线和设备，并且存在安全风险。

液环真空泵在实际应用中最大的问题是工作液的选择。液环真空泵的工作液一般选择无毒无害的惰性液体，比如水；或者与系统介质相同或相似的物质，苯乙醇脱水工艺中，往往选择苯乙醇或者乙苯作为液环真空泵的工作液。并且工作液一般是闭式循环流动于液环真空泵和气液分离罐之间，仅有少量外排和补充溶解于工作液中的尾气物质。

在苯乙烯脱轻精馏塔系统中，水或者乙苯作为工作液的问题是真空度不够，不能达到脱轻精馏塔的要求；苯乙醇作为工作液的问题是部分轻组分会在精馏系统内大量累积，因为外排的苯乙醇不能随便丢弃，需要返回精馏塔，这样就会导致部分轻组分短期无法排出，在塔系统中富集。

因此，亟待提出一种脱除苯乙烯单体中轻组分的方法，既能有效降低苯乙烯的聚合、又能达到高的真空度，同时还能解决轻组分排放的问题。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种脱除苯乙烯单体中轻组分的装置，该装置解决了现有技术中苯乙烯脱轻精馏塔的苯乙烯聚合、真空度不够等技术问题。

为了实现上述目的，本发明提供一种脱除苯乙烯单体中轻组分的装置，所述装置包括苯乙烯脱轻精馏塔、塔顶冷凝器、塔顶回流罐、喷射器、中间换热器、液环真空泵、气液分离罐；其中，

所述苯乙烯脱轻精馏塔包括苯乙烯脱轻精馏塔的第一入口、苯乙烯脱轻精馏塔的第二入口和位于顶部的苯乙烯脱轻精馏塔的出口，所述苯乙烯脱轻精馏塔的第一入口用于将苯乙醇脱水反应的产物输送至所述苯乙烯脱轻精馏塔内；所述苯乙烯脱轻精馏塔的出口与所述塔顶冷凝器的入口连接；

所述塔顶回流罐包括塔顶回流罐的入口、位于底部的塔顶回流罐的第一出口和位于顶部的塔顶回流罐的第二出口，所述塔顶回流罐的入口与所述塔顶冷凝器的出口连接，所述塔顶回流罐的第一出口与所述苯乙烯脱轻精馏塔的第二入口连接，所述塔顶回流罐的第二出口与所述喷射器的第一入口连接；

所述喷射器的出口通过所述中间换热器与所述液环真空泵的第一入口连接，所述液环真空泵的出口与所述气液分离罐的入口连接；所述液环真空泵还包括液环真空泵的第二入口，用于输入液环工作液；

所述气液分离罐包括位于顶部的气液分离罐的第一出口和位于底部的气液分离罐的第二出口。