一种分离裂解汽油中粗苯乙烯的装置与方法 【技术领域】
本发明属于石油化工技术领域，尤其涉及一种分离裂解汽油中粗苯乙烯的装置与方法。
背景技术
苯乙烯是生产聚苯乙烯、ABS树脂以及丁苯橡胶的重要单体。裂解乙烯厂的裂解汽油中含有大约4％-6％的苯乙烯。近年来，新建或改扩建的乙烯装置生产能力达到800kt/a以上的企业越来越多，粗裂解汽油的产能越来越大。传统的加工方法是对裂解汽油C6-C8馏分进行两段加氢，其中苯乙烯被饱和成乙苯，这不仅造成混合二甲苯中的乙苯浓度过高，不能用作异构级二甲苯，而且还浪费了大量的氢气资源。
随着技术的不断进步，从粗裂解汽油中回收苯乙烯已经成为可能。通过加入选择性溶剂，可以大大改变各组份的相对挥发度，采用萃取精馏技术，可以选择性地从粗C8馏分中回收苯乙烯。因此，从粗裂解汽油中回收高附加值产品苯乙烯，不仅可以降低混合二甲苯中的乙苯浓度，使二甲苯从溶剂级升值为异构级，而且可以大幅度减轻装置的加氢负荷，降低氢耗量。
中国专利公开号CN200610029973.3，名称为“回收提纯苯乙烯的方法”的发明专利公开了用双塔流程分离粗苯乙烯。裂解汽油依次经过脱C7塔，脱C9塔，脱C9塔塔顶采出C8馏分，富含苯乙烯的C8馏分精制得苯乙烯，其不足之处：C5馏分没有得到有效分离。C8馏分进行了两次加热，容易聚合，从而失去其中的活性组分苯乙烯。
目前，传统的裂解汽油中苯乙烯分离路线如说明书附图1所示：裂解汽油从脱轻塔的中部进料，塔顶脱除C5-C7，然后，其塔底重组分进入脱重塔的中部继续分离，最后从其塔顶出口得到粗苯乙烯，进入下游粗苯乙烯精制流程，其不足之处：分离流程长，能耗大，热敏性物质苯乙烯容易聚合，且有用组分C5馏分没有得到有效分离。
【发明内容】
本发明克服了现有技术中分离流程长，能耗大，且有用组分C5馏分没有得到有效分离，C8馏分进行两次加热，容易聚合的缺点，提供了一种分离裂解汽油中粗苯乙烯的装置与方法，采用单塔分离粗苯乙烯代替了现有技术中的两塔流程，以达到节能、节省投资的效果，同时得到有用组分C5。
本发明的技术方案如下，一种分离裂解汽油中粗苯乙烯的装置，包括精馏塔，分隔壁7、8，液体分配器10，冷凝器11，塔顶产品缓冲罐12，液体收集器15、16，再沸器18，其中两块分隔壁7、8将精馏塔分成6部分，即公共精馏区1，进料区2，C6-C7出料区3，汽提区4，粗苯乙烯出料区5和公共提馏区6。分隔壁7顶端至分隔壁8底端为分隔壁段，分隔壁段被分隔壁7和分隔壁8分成至少四个区，其中分隔壁段以上是公共精馏区1，分隔壁段以下是公共提馏区6；公共精馏区1顶部设有温度测量仪，在该部分采出轻组分C5馏分；分隔壁7的左侧为进料区2，原料从这一部分进入，右侧是C6-C7出料区3，从这一部分采出C6-C7馏分；分隔壁8的左侧是汽提区4，右侧是粗苯乙烯出料区5，从这一部分采出粗苯乙烯馏分；公共提馏区6底部采出重组分C9馏分，其底部也设有温度测量仪。
其中所述精馏塔可以是填料塔也可以是板式塔；
其中所述精馏塔中的分隔壁7可以位于塔的中心位置，也可以偏离中心位置，即向左偏移，使进料区的横截面积大于C6-C7出料区的横截面积，其比例为2∶1-1∶1；
其中所述C6-C7馏分的出料位置可以和裂解汽油的进料位置处于同一水平位置，也可以比裂解汽油的进料位置低3-7块理论板，所述粗苯乙烯出料位置也可以比粗苯乙烯出料区5的中心位置低3-8块理论板；
其中所述公共精馏区1和公共提馏区6分别具有分隔壁塔的总理论塔板数的5-20％；分隔壁7位于精馏塔的中上部，进料区2和C6-C7出料区3具有分隔壁塔的总理论塔板数的40-60％；分隔壁8位于分隔壁7的下面，分隔壁8的顶端延伸进入C6-C7出料区3约2-4块理论板，分隔壁7和分隔壁8之间的水平间距为分隔壁塔半径的2-30％，汽提区4和粗苯乙烯出料区5具有分隔壁塔的总理论塔板数的15-30％。
基于上述一种分离裂解汽油中粗苯乙烯的装置的方法：原料从上分隔壁7的左侧的进料区2进入，从右侧是C6-C7出料区3采出C6-C7馏分，通过调节回流比，其中所述回流比1-6，通过公共精馏区1顶部的温度测量仪控制塔顶温度在10-30℃范围内采出轻组分C5馏分；通过液体分配器10调节进入C6-C7出料区3的液体流量或调节塔釜上升的蒸汽量，控制出料温度在70-90℃范围内采出C6-C7馏分；分隔壁8的左侧是汽提区4，右侧是粗苯乙烯出料区5，在保证塔釜液面稳定的条件下，调节粗苯乙烯的出料量，且出料温度在90-130℃范围内变化。公共提馏区6底部设有温度测量仪，控制塔底温度在130-160℃范围内采出重组分C9馏分。
其中所述自公共精馏区1回流的液体进入液体收集器15，然后通过液体分配器10分配至进料区2和C6-C7出料区3。液体分配比即进料区2与C6-C7出料区3为的液体分配比为4∶1-1∶4，优选2∶1-1∶2。液体收集器16收集的液体进入粗苯乙烯出料区5。
其中所述精馏塔的操作压力为常压或者负压，压力范围为10-101KPa。
在此工艺条件下，塔顶C5含量可达99.5％，侧线C6-C7中C5含量小于2％，侧线C6-C7中C8的含量小于1％，粗苯乙烯中C6-C7的含量小于1％，苯乙烯的收率可达99％以上，塔釜C8含量小于1％(以上皆为质量百分含量)。
其中所述原料裂解汽油中各组成范围：C5的质量百分含量5-30％，优选10-20％，C6-C7质量百分含量30-60％，优选40-50％，C8的质量百分含量10-40％，优选15-30％，C9的质量百分含量5-35％，优选15-30％。
本发明与传统分离方式相比，分隔壁精馏塔可代替脱碳五塔，脱碳七塔，脱碳九塔，节省了两座塔及相应地附属设备，节能达30％以上。
【附图说明】
图1传统粗苯乙烯分离路线结构装置图，其中1为脱轻塔，2为脱重塔，4、8为冷凝器，5、9为塔顶产品缓冲罐，7、11为再沸器；
图2分隔壁精馏塔分离粗苯乙烯分离路线结构装置图，其中1为公共精馏区，2为进料区，3为C6-C7出料区，4为汽提区，5为粗苯乙烯出料区，6为公共提馏区，7为上分隔壁，8为下分隔壁，10为液体分配器，11为冷凝器，12为塔顶产品缓冲罐，15，16为液体收集器，18为再沸器。
【具体实施方式】
图2所示的一种分离裂解汽油中粗苯乙烯的装置，其中两块分隔壁7、8将精馏塔分成6部分，即公共精馏区1，进料区2，C6-C7出料区3，汽提区4，粗苯乙烯出料区5和公共提馏区6；精馏塔的操作压力为常压或者负压，压力范围为10-101KPa。精馏塔的总理论板数为100-160块，公共精馏区1的理论板数为15-40块，区域2和区域3各自的理论板数为20-45块，区域4和区域5各自的的理论板数为15-40块，公共提馏区6的理论板数为10-30块。自公共精馏区1回流的液体进入液体收集器15，液体收集器15收集的液体通过液体分配器10分配至进料区2和C6-C7出料区3，液体收集器16收集的液体进入粗苯乙烯出料区5。原料进入进料区2的中心区域，轻组分C5进入公共精馏区，C6-C7馏分在分隔壁7的两端自由分离，重组分进入汽提区4，轻组分C5在公共精馏区完成提纯的过程，纯馏分C5从塔顶排出，C6-C7馏分在区域3进行提浓，并在区域3的中心区域采出C6-C7馏分。C8馏分在分隔壁8的两端自由分离，从而，粗苯乙烯出料区的中心区域采出粗苯乙烯，高沸点馏分C9从塔釜排出。
实施例1
以表1原料进料，分隔壁精馏塔高H＝8300mm，直径76mm，分隔壁7高2500mm，分隔壁8高1500mm，总理论塔板数为100-110块，塔顶压力1atm，进料区2的中心位置进料，进料速度为10kg/h，回流比为2，液体分配比(C6-C7出料区3：进料区2)为2∶1，塔顶出料1.5kg/h，C6-C7出料区3中心位置出料，侧线C6-C7采出速度为4.7kg/h，粗苯乙烯出料区5的中心位置出料，侧线C8采出速度为2.5kg/h，塔顶温度15-20℃，C6-C7出料温度80-85℃，粗苯乙烯出料温度110-120℃，塔釜温度150-160℃。在此条件下塔顶C5的质量百分含量达到99.50％；侧线C6-C7出料中C5的质量分数为1.56％；苯乙烯的收率可达99.04％，塔釜C8的质量分数为0.60％。
表1裂解汽油各组分的质量分数
实施例2
以表1原料进料，在和实施例1相同的分隔壁精馏塔中，操作条件相同的情况下，只改变出料位置，侧线C6-C7出料位置比C6-C7出料区3的中心位置低5块理论板，粗苯乙烯出料位置比粗苯乙烯出料区5的中心位置低3块理论板，在此条件下塔顶C5的质量百分含量达到99.90％；侧线C6-C7出料中C5的质量分数为0.85％；苯乙烯的收率可达99.20％，塔釜C8的质量分数为0.30％
实施例3
表2裂解汽油各组分的质量分数
以表2原料进料，在和实施例1相同的分隔壁精馏塔中，进出料位置与实施例1相同，塔顶压力0.5atm，进料速度为10kg/h，回流比为2，液体分配比(C6-C7出料区3：进料区2)为1∶2，塔顶出料1.0kg/h，侧线C6-C7采出速度为4.7kg/h，侧线C8采出速度为3.0kg/h，C6-C7出料温度60-75℃，粗苯乙烯出料温度90-100℃，塔釜温度130-140℃。在此条件下塔顶C5的质量百分含量达到99.95％以上；侧线C6-C7出料中C5的质量分数为0.46％；苯乙烯的收率可达99.50％，塔釜C8的质量分数为0.50％。