焦化二甲苯残液的分离工艺研究.pdf

天然气化工?C1化学与化工
2(016年第41卷
焦化二甲苯残液的分离工艺研究
王春玉,唐旭博,陆平2,华超2
(1.河北工业职业技术学院,河北石家庄050091;
2.中国科学院过程工程研究所绿色过程与工程重点实验室,北京100190
摘要:针对苯加氢过程中产生的二甲苯残液进行分离,通过减压精留实验并结合化工模拟软件PRO9.0建立的二中本
残液分离模型对县工艺进行研究。研究表明:通过高效精馏,可以实现焦化二甲翠残液中组分的分离;在理论板为60,压力为
lokpa,回流比为15时,可以获得to>99.0%的茚满,回流比为20)时,可获得>990%的四氢化茶,单程收率可以达到95%以上。
实验与模拟结果为实现工业化分离二甲苯残液制备茚满和四氢化茶产品提供了必要的基础数据。
关键词:焦化二甲苯残液;茚满;四氢化萘:精馏;流程模拟
中图分类号:TQ028.31:TQ09:TQ523.6文献标识码:A文章编号:1001-921902016)03-86-03
随着节能环保和循环经济技术的不断发展,如
表1焦化二甲苯戏液原料组成及物性数据
何高效利用化工装置残液中的有效资源成为化工企
Table 1 Composition and properties of coking xylene residue
业减排增效的研究重点。炼焦过程副产的焦化粗苯分W
成分
分子结构式
沸点/℃C
经加氢反应在二甲苯塔底存留的残液称为焦化二甲
80.1
甲苯
110.63
苯残液,主要含二甲苯、茚满、四氢化萘和萘等组分,
正辛烷
其约占粗苯原料质量的3%~4%。各企业均将此残液
乙基本
当做廉价的溶剂油进行处理,导致了资源的低效利
径组分27.78对二甲苯
(CI3) CAI
138.35
用,严重制约了企业经济效益的进一步提升。
间二甲本
(CH3) CSH
139.1
焦化二中苯残液中的茚满、四氢化、三甲苯等
郎一.甲苯
CIL:) Cdl1
均为高附加值的精细化工产品,市场应用相对比较
甲1,3,5(CH)CH
1,2,4-三甲苯1,2,4-(CI1):CsI1169.35
广泛。近年来,国内苯加氢产能已达到600万tla
茚满22.97
的满
176.54
削产的二甲苯残液近20万va,若能对其中高价值
四化16
四纸化禁
Clair
207.6
组分进行分离并作为产品出售,将为企业创造良好
的经济效益,也能有效减轻环保处理的压力,具有
重组分
未知
>218
重大的研究意义。
1.2实验装置
本研究通过低压精懈和化工工艺模拟相结合
实验装置如图1所示
的方法,探讨焦化二甲苯残液精馏提取茚满、四氧
化萘等精细化工产品的可行性,并对其理论板、温
度、压力、回流比等操作参数进行优化,为焦化二甲
苯残液的工业化利用提供基础研究数据。
1实验部分
1.1原料
焦化二苯残液原料由某企业提供,各组分质
量分数及对应物性数据见表1。
I-lab jack; 2-heating jacket; 3-flask with three necks; 4-feed port
Receiver drum: 6-vent: 7-retlux ratio controller: 8-conden
收稿日期:2015-12-18:基金项目:河北省高校科研青年基金 Inlet of waler;10- Vacuumn port;11 acked column:12- Packing;1
项口(QN2014186);作者简介:王春玉(1978-)女,硕!:,应用
Heating helts: 15-thermometer: 16-vent: 17-stabilization tank: 18-
化学专业,电邯hbgywey@163.com;“通讯作者:华超,男,博
Vacum pump; 19-l-tuhe pressure gauge
图1焦化二甲苯残液减压精馏实验装置
上,研究员,电邮 huachao(ahome ipe.ac.cn
Fig. 1 Vacuum distillation experimental installation
第3期
王春玉等:焦化二甲苯残液的分离工艺研究
87
精馏塔内径30m,内装填q3x3mm不锈钢O上。由于增加回流比会导致塔釜能耗急剧升高,而
环高效填料的精馏塔,有效填料高度分别为2.5m降低操作压力对于节约能耗更为显著。综上所述,
和3.0m;塔釜采用电加热套加热,外加保温棉保温;在保证产品纯度合格的情况下,较佳的分离操作参
塔顶采用外回流方式冷凝回流,冷凝液回流处设有数是回流比R=20、压力p=1(0kPa
电磁阀回流比控制器;塔身采用电加热带保温。塔2.2操作参数与四氢化禁产品纯度的关系
顶、塔釜分别设有温度计,真空系统选用ZX-6型旋
将在回流比R=20、压力p=10kPa操作参数下
片真空泵
分离出茚满后的塔瓮液继续糈馏,考察不同操作参
1.3分析仪器及方法
数对塔顶四氢化萘产品纯度的影响,实验结果如表
分析仪器:北分瑞利SP-3420A气相色谱仪,3所示。
5Omx0.25mOV-1石英毛细管色谱柱,HID检测
表3操作参数对四氢化萘产品纯度的影响
器
Table 3 Effect of operation parameters on tetrahydrona
操作条件:以N2为载气;进样量0.1uI;气化室
phthalenc purity
温度250℃,分流比60:1;检测器温度250℃;柱温
No. p,'kpa R Iきa℃Ts"℃w(市)%w(四么化素)9%w(然)%
137
0.08
93.54
110C。
1.4实验流程
m0m0
101516313.5
将焦化二甲苯残液加入精馏塔塔釜内,开启真
空泵,待塔内压力达到设定值时,开启塔顶冷凝器的
由表3可知,四氢化萘产品的纯度随回流比的
冷却水进出口阀门,开启加热套开关加热精馏塔塔増加而明显提高,但四氢化茶质量分数并未达到分
釜,系统全回流2h。待装置运行稳定后,设置回流比离指标。由于实验中已将回流比参数提高至R=25,
R=2~5在塔顶脱除轻组分;继续蒸馏,设定R=5~20再增大回流比会导致实验周期过长,能耗过高。产
在塔顶采出茚满馏分,每20mI.取一次样进行分析,品纯度仍未达到要求的原因则可能是精馏塔塔板
待馏分中茚满质量分数从峰值降到30%时,全回流数不足。
操作1h,设定R=5~25在塔顶采出四氢化茶,每2mL
将相同条件下脱除茚满的塔液加入填料高
取一次样进行分析,持续采出至(四氢化茶)<30%;度为3m的精馏塔中进行分离,分离操作参数与结
关闭真空泉,关闭塔釜电加热套电源及泠凝水进出果见表4。
口阀门。具体操作参数见表2~表5
表43m填料高度条件下操作参数对四氢化禁产品纯度的影响
2实验结果与讨论
Table 4 Effect of operation parameters on te