用于精制枯烯的裝置和方法與流程

本申請(qǐng)涉及用于精制枯烯的裝置和方法。

具體地，本申請(qǐng)涉及用于精制枯烯以在精制過程中增加能效的裝置和方法。

背景技術(shù)：

枯烯是異丙基苯(C₆H₅CH(CH₃)₂)，并且在各種化學(xué)工業(yè)、聚合物工業(yè)等中作為一種重要的中間體材料使用。目前，生產(chǎn)的大部分枯烯(異丙基苯)用于苯酚、丙酮等的制備。

枯烯通常通過在催化劑的存在下使苯和丙烯在液相或氣相條件下反應(yīng)來產(chǎn)生。與枯烯的制備有關(guān)的技術(shù)在韓國(guó)未審查的專利申請(qǐng)公布第10-2011-0082160號(hào)和韓國(guó)未審查的專利申請(qǐng)公布第10-2013-0008595號(hào)等中提出。

枯烯主要通過烷基化反應(yīng)和烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)來商業(yè)化制備。因此，用于制備枯烯的裝置包括烷基化反應(yīng)單元和烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)單元。

在所述烷基化反應(yīng)單元中，苯和丙烯反應(yīng)產(chǎn)生枯烯(異丙基苯)，并且作為副產(chǎn)物，聚異丙苯(PIPB)(如二異丙苯(DIPB)、三異丙苯(TIPB)等)通過枯烯和丙烯之間的反應(yīng)來產(chǎn)生?？菹┑闹苽渲械母?jìng)爭(zhēng)反應(yīng)是多烷基化反應(yīng)。換言之，其是產(chǎn)生上述PIPB(如DIPB、TIPB等)的副反應(yīng)。

所述烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)單元用來使通過上述副反應(yīng)產(chǎn)生的多烷基化的苯(其為PIPB等)與苯反應(yīng)以產(chǎn)生額外的枯烯。

此外，除上述物質(zhì)之外，輕質(zhì)物質(zhì)(輕餾分)(如C3(丙烯、丙烷等)等)和比PIPB重的重質(zhì)物質(zhì)(重餾分)在枯烯的制備期間作為附加產(chǎn)物產(chǎn)生，并且未消耗的苯、水等與這些材料一同存在。因此，在所述烷基化反應(yīng)單元和烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)單元中，除了所關(guān)注的枯烯(異丙基苯)之外，還排出輕餾分(如C3(丙烯、丙烷等)等)、PIPB、未消耗的苯、水和其他重餾分等；這些物質(zhì)通過追求高純度枯烯的精制過程而被移除或再循環(huán)。

通常，三個(gè)蒸餾塔用于枯烯的精制過程。圖1為顯示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的用于精制枯烯的裝置的配置的示意圖。參考圖1，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的枯烯的精制過程可以示意性地解釋如下。

用于精制枯烯的裝置通常安裝成連接上述烷基化反應(yīng)單元和烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)單元，并且包括三個(gè)蒸餾塔，如第一蒸餾塔、第二蒸餾塔和第三蒸餾塔。

所述第一蒸餾塔是從來自所述烷基化反應(yīng)單元和烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)單元的流股中回收苯的苯塔1。

在此情況下，接收從所述烷基化反應(yīng)單元排出的流股的輸入管線1b和接收從所述烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)單元排出的流股的輸入管線1c連接至苯塔1的前端部分。并且，新鮮苯流入的輸入管線1a連接至苯塔1的前端部分。此外，輕餾分(如C3等)和水通過輕餾分輸出管線1d從苯塔1的上部排出，而枯烯流股通過枯烯流股輸出管線1e從下部排出。此外，苯通過苯再循環(huán)管線1f從苯塔1的大致中央排出，并且再循環(huán)排出的苯。

所述第二蒸餾塔是從由苯塔1的下部排出的枯烯流股中回收枯烯的枯烯塔2。

在此情況下，枯烯通過枯烯輸出管線2a從枯烯塔2的上部排出并被回收。并且，PIPB流股通過PIPB輸出管線2b從枯烯塔2的下部排出。

所述第三蒸餾塔是接收并再循環(huán)從枯烯塔2的下部排出的PIPB流股的PIPB塔3。

在此情況下，PIPB(如DIPB等)通過PIPB輸出管線3a從PIPB塔3的上部排出并再循環(huán)。并且，重餾分通過重餾分輸出管線3b從PIPB塔3的下部排出。

所關(guān)注的枯烯(異丙基苯)可以通過如上所述的精制過程精制成高純度并回收。此外，能量在上述精制過程中被消耗。對(duì)于塔1、2和3的每一個(gè)而言，為通過沸點(diǎn)的不同來分離物質(zhì)而提供熱源，并且大部分能量在這樣的分離工序中被消耗。在圖1中，附圖標(biāo)記C表示冷凝器，并且附圖標(biāo)記B表示用于供給熱量的熱交換器(或再沸器)。

然而，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的枯烯精制過程需要巨大的能量消耗。如上所述，塔1、2和3的每一個(gè)都配備有用于物質(zhì)的分離的熱源，并且在未檢查熱源有效利用的情況下，能量消耗的量在該分離工序中特別大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

技術(shù)問題

本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N改良的用于精制枯烯的裝置和方法。

利用根據(jù)本申請(qǐng)所述的用于精制枯烯的裝置和方法，可以獲得卓越的能 效。

技術(shù)方案

設(shè)計(jì)本申請(qǐng)以解決上述問題，并且本申請(qǐng)涉及用于精制枯烯的裝置，其包括：

脫輕塔，其接收來自烷基化反應(yīng)單元的流股并且從上部排出輕餾分和水；

苯塔，其接收來自烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)單元的流股和通過所述脫輕塔的下部排出的流股以將它們分離成苯流股和枯烯流股；

枯烯塔，其接收來自所述苯塔的枯烯流股以將其分離成枯烯流股和聚異丙苯(PIPB)流股；

PIPB塔，其接收來自所述枯烯塔的PIPB流股以將其分離成PIPB和重餾分；

降溫單元，其降低所述苯塔下部的溫度；以及

枯烯輸出管線，其安裝在所述枯烯塔的上部。

在根據(jù)本申請(qǐng)所述的用于精制枯烯的裝置中，所述枯烯輸出管線可以連接至苯塔的熱交換器以向苯塔的下部供給熱量。

在一個(gè)實(shí)施方式中，所述苯塔和枯烯塔可以以滿足以下數(shù)學(xué)式1的方式運(yùn)轉(zhuǎn)。

[數(shù)學(xué)式1]

T₃-T₂≥10℃

(在以上數(shù)學(xué)式1中，T₂表示苯塔下部的溫度，而T₃表示枯烯塔上部的溫度)。

在一個(gè)實(shí)施方式中，所述PIPB塔可包括安裝在上部的PIPB輸出管線，并且所述PIPB輸出管線可以連接至選自苯塔的熱交換器和枯烯塔的熱交換器中的一個(gè)或多個(gè)熱交換器。

此外，本申請(qǐng)可涉及一種用于精制枯烯的方法，其中，所述方法包括：

輕餾分移除工序，其中，將來自烷基化反應(yīng)單元的流股引入至脫輕塔并移除輕餾分和水；

苯分離工序，其中，將來自烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)單元的流股和通過脫輕塔的下部排出的流股引入至所述苯塔并分離成苯流股和枯烯流股；

枯烯分離工序，其中，將之前分離的枯烯流股引入至所述枯烯塔并分離成枯烯流股和PIPB流股；以及

PIPB分離工序，其中，將之前分離的PIPB流股引入至所述PIPB塔并分離成PIPB和重餾分。

在一個(gè)實(shí)施方式中，根據(jù)本申請(qǐng)所述的用于精制枯烯的方法可進(jìn)一步包括使在枯烯塔的上部排出的枯烯經(jīng)過苯塔的熱交換器的工序。

在一個(gè)實(shí)施方式中，根據(jù)本申請(qǐng)所述的用于精制枯烯的方法可使苯塔下部的溫度保持在130℃至200℃的范圍內(nèi)。

在一個(gè)實(shí)施方式中，根據(jù)本申請(qǐng)所述的用于精制枯烯的方法可使枯烯塔上部的溫度保持在140℃至210℃的范圍內(nèi)。

在一個(gè)實(shí)施方式中，根據(jù)本申請(qǐng)所述的用于精制枯烯的方法可以以所述苯塔和枯烯塔滿足以下數(shù)學(xué)式1的方式運(yùn)轉(zhuǎn)：

[數(shù)學(xué)式1]

T₃-T₂≥10℃

(在以上數(shù)學(xué)式1中，T₂表示苯塔下部的溫度，而T₃表示枯烯塔上部的溫度)。

在一個(gè)實(shí)施方式中，根據(jù)本申請(qǐng)所述的用于精制枯烯的方法可使苯塔中的壓力保持在10至230kPa范圍內(nèi)。

有益效果

根據(jù)本申請(qǐng)，改善所述精制過程使得能效能夠增加。具體地，根據(jù)本申請(qǐng)，將枯烯塔的蒸汽熱源作為苯塔的熱源使用，并且因此，能量消耗的量可以有效降低。

附圖說明

圖1為顯示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的用于精制枯烯的裝置的配置的圖。

圖2為顯示根據(jù)本申請(qǐng)的第一個(gè)實(shí)施方式所述的用于精制枯烯的裝置的配置的圖。

圖3為顯示根據(jù)本申請(qǐng)的第二個(gè)實(shí)施方式所述的用于精制枯烯的裝置的配置的圖。

圖4為顯示在對(duì)比實(shí)施例中應(yīng)用的用于精制枯烯的裝置的配置的圖。

圖5為顯示在實(shí)施例中應(yīng)用的用于精制枯烯的裝置的配置的圖。

(附圖標(biāo)記說明)

10:苯塔

12:來自烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)單元的流股的輸入管線

14:苯再循環(huán)管線

15:降溫單元

16:枯烯流股輸出管線

20:枯烯塔

25:枯烯輸出管線

26:聚異丙苯(PIPB)流股輸出管線

30:聚異丙苯(PIPB)塔

34:聚異丙苯(PIPB)輸出管線

36:重餾分輸出管線

40:脫輕塔

41:苯輸入管線

42:來自烷基化反應(yīng)單元的流股的輸入管線

44:上部流股輸出管線

46:下部流股輸出管線

具體實(shí)施方式

以下，將參考附圖和實(shí)施方式來更加詳細(xì)描述根據(jù)本申請(qǐng)所述的用于精制枯烯的裝置和方法。

在本說明書中，“和/或”用來表示包括在之前或之后列出的組件中的一種或多種。

在本說明書中，“連接”、“安裝”、“組合”等指能夠彼此嚙合或脫離的兩個(gè)構(gòu)件和整體結(jié)構(gòu)。具體地，術(shù)語(yǔ)，如“連接”、“安裝”、“組合”等，描述，例如，配置成通過用力裝配方式、使用溝槽或凸出的裝配方式、使用連接構(gòu)件(如螺釘、螺栓、管接頭、鉚釘、卡釘?shù)?的連接方式而彼此嚙合或脫離的兩個(gè)構(gòu)件，以及一旦通過焊接、粘接、整體鑄造等組合就變成不可分開的兩個(gè)構(gòu)件的整體。

在本說明書中的術(shù)語(yǔ)，如“第一”、“第二”、“第三”、“一端”、“另一端”等，用來區(qū)分一個(gè)部件和另一個(gè)部件，并且應(yīng)當(dāng)理解的是每個(gè)組件不由上述術(shù)語(yǔ)限制。以下，在本申請(qǐng)的說明書中，將省略任意有關(guān)本領(lǐng)域中熟知的通用功能或配置的詳細(xì)說明。

在本申請(qǐng)中，“A流股”指至少包括‘A’組分的流股，并且其可包括所述‘A’組分作為主要組分。例如，“聚異丙苯(PIPB)流股”是至少包括‘PIPB’的流股，并且其可包括‘PIPB’作為主要組分。

與此同時(shí)，上述‘包括PIPB作為主要組分’可指在流股的各種組分中包括PIPB最多。

在本申請(qǐng)中，“A/B流股”指至少包括‘A’組分和‘B’組分的流股，并且“A/B/C流股”指至少包括‘A’組分、‘B’組分和‘C’組分的流股。例如，“苯/枯烯/PIPB流股”可指至少包括‘苯’、‘枯烯’和‘PIPB’的流股。

在本申請(qǐng)中，“A塔”指從流入物中至少分離‘A’物質(zhì)的塔。例如，“苯塔10”是至少分離‘苯’的塔，并且“枯烯塔20”是至少分離‘枯烯’的塔。并且，“PIPB塔30”是至少分離‘PIPB’的塔。

本申請(qǐng)涉及一種用于精制枯烯的裝置。根據(jù)本申請(qǐng)所述的用于精制枯烯的裝置可以安裝成連接例如枯烯的制備裝置。

在一個(gè)實(shí)施方式中，根據(jù)本申請(qǐng)所述的用于精制枯烯的裝置可以安裝成連接構(gòu)成所述枯烯的制備裝置的所述烷基化反應(yīng)單元和烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)單元。

如前所述，在上述烷基化反應(yīng)單元中，苯和丙烯反應(yīng)產(chǎn)生PIPB，如DIPB、TIPB等。

在此情況下，將產(chǎn)生的枯烯分離并且通過回收管線回收，并且包括上述副產(chǎn)物的流股通過分離管線排出。

除上述PIPB作為副產(chǎn)物之外，輕餾分(如C3(丙烯、丙烷等)等)、少量的未回收的枯烯、未消耗的苯、水、其他高重量重餾分等存在于從上述烷基化反應(yīng)單元中排出的流股中。

此外，在上述烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)單元中，使多烷基化的苯(其為通過上述副反應(yīng)產(chǎn)生的PIPB)與苯反應(yīng)產(chǎn)生額外的枯烯。在從上述烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)單元中排出的流股中，除PIPB之外，存在比PIPB重的重餾分。

根據(jù)本申請(qǐng)所述的用于精制枯烯的裝置可以接收來自所述烷基化反應(yīng)單元的流股和來自所述烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)單元的流股，并且如上所述精制它們。在此情況下，對(duì)上述流股沒有特殊限制，只要它們是從所述烷基化反應(yīng)單元和烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)單元中排出的即可。例如，從上述烷基化反應(yīng)單元中排出的流股可以是通過分離從中移除(回收)了枯烯的副產(chǎn)物流股，或在某些情況下，其可以是通過枯烯回收管線而分離的枯烯流股。

具體地，根據(jù)本申請(qǐng)所述的用于精制枯烯的裝置可通過彼此不同的蒸餾塔分別接收來自所述烷基化反應(yīng)單元的流股和來自所述烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)單元的流股。

在一個(gè)實(shí)施方式中，如圖2所例示，根據(jù)本申請(qǐng)所述的用于精制枯烯的裝 置包括安裝在苯塔10前面的脫輕塔40；接收來自所述脫輕塔40的下部流股并將其分離成苯流股和枯烯流股的苯塔10；接收來自所述苯塔10的枯烯流股并將其分離成枯烯流股和PIPB流股的枯烯塔20；接收來自所述枯烯塔20的PIPB流股并將其分離成PIPB和重餾分的PIPB塔30；降低苯塔10的下部溫度的降溫單元15；以及安裝在枯烯塔20的上部的枯烯輸出管線25。在此情況下，所述枯烯輸出管線25可以連接至苯塔10的熱交換器B以向苯塔10的下部供給熱量。

在一個(gè)具體的實(shí)施方式中，所述脫輕塔40可以接收來自烷基化反應(yīng)單元的流股以通過從上部排出輕餾分和水來移除它們。

在一個(gè)具體的實(shí)施方式中，所述苯塔10可以用于接收從脫輕塔40的下部排出的流股和來自烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)單元的流股以將它們分離成苯流股和枯烯流股。

在一個(gè)具體的實(shí)施方式中，所述枯烯塔20可以用于接收來自所述苯塔10的枯烯流股以將其分離成枯烯流股和PIPB流股。

在一個(gè)具體的實(shí)施方式中，所述PIPB塔30可以用于接收來自所述枯烯塔20的PIPB流股以將其分離成PIPB和重餾分。

以下，將參考附圖更加詳細(xì)描述根據(jù)本申請(qǐng)所述的用于精制枯烯的裝置。

圖2為根據(jù)本申請(qǐng)所述的用于精制枯烯的裝置的例示圖。

參考圖2，根據(jù)本申請(qǐng)所述的用于精制枯烯的裝置包括苯塔10、安裝在苯塔10的后面的枯烯塔20、安裝在枯烯塔20后面的PIPB塔30和安裝在苯塔10前面的脫輕塔40。

在本申請(qǐng)中，塔10、20、30和40中的每一個(gè)可以選自用于一般工業(yè)中的蒸餾過程的蒸餾塔。

此外，對(duì)本申請(qǐng)中的塔10、20、30和40中的每一個(gè)的運(yùn)轉(zhuǎn)條件，例如，塔10、20、30和40中的每一個(gè)的塔板數(shù)、內(nèi)徑、壓力、溫度、上部和下部流出液的回流比等沒有特殊限制，并且它們可以由本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在能夠達(dá)到本申請(qǐng)的目的的范圍內(nèi)自由地重新設(shè)計(jì)。

如圖2中所示，冷凝器和/或熱交換器(或再沸器)可以在本申請(qǐng)的塔10、20、30和40的每一個(gè)中安裝。在圖2中，附圖標(biāo)記C表示冷凝器，而附圖標(biāo)記B表示熱交換器(或再沸器)。

在此情況下，所述冷凝器C和/或熱交換器B可以依據(jù)塔10、20、30和40的每一個(gè)安裝或者不安裝。

在此情況下，除非另外規(guī)定，否則即使當(dāng)在圖中顯示時(shí)，所述冷凝器C和/或熱交換器B仍是可以省略的組件，或者相反，即使當(dāng)未在圖中顯示時(shí)，它們?nèi)允强梢员话ǖ?安裝的)組件。

根據(jù)本申請(qǐng)所述的用于精制枯烯的裝置與如圖1所示的傳統(tǒng)精制裝置相比具有進(jìn)一步包括脫輕塔40的結(jié)構(gòu)。當(dāng)相應(yīng)地對(duì)流入物和流出物流管線做出改變時(shí)，可以獲得具有改善能效的結(jié)構(gòu)。

具體地，根據(jù)本申請(qǐng)所述的用于精制枯烯的裝置的脫輕塔40可以通過接收烷基化反應(yīng)單元的流股并從上部排出而移除輕餾分和水。

所述脫輕塔40可包括安裝在前端部分的輸入管線41和42中的至少一個(gè)。

在一個(gè)實(shí)施方式中，所述輸入管線41和42可包括輸入管線42，在所述烷基化反應(yīng)單元中排出的流股通過輸入管線42流入。

此外，在另一個(gè)示例性實(shí)施方式中，所述輸入管線41和42可進(jìn)一步包括苯輸入管線41，新鮮苯通過苯輸入管線41流入。即，所述脫輕塔40位于根據(jù)本申請(qǐng)所述的用于精制枯烯的裝置的前端，并且可進(jìn)一步包括苯輸入管線，新鮮苯通過苯輸入管線流入。

如圖2所示，所述苯輸入管線41可以安裝在脫輕塔40的大致上部，并且來自所述烷基化反應(yīng)單元的流股的輸入管線42可以安裝在所述苯輸入管線41下面，但是它們不局限于此。

所述脫輕塔40接收新鮮苯和來自所述烷基化反應(yīng)單元的流股，并且將它們分離成上部流股(具有低沸點(diǎn)的物質(zhì))和下部流股(具有高沸點(diǎn)的物質(zhì))。所述脫輕塔40包括安裝在上部的上部流股輸出管線44和安裝在下部的下部流股輸出管線46。

通過所述上部流股輸出管線44，將輕餾分(如C3(丙烯、丙烷等)等)和水排出以移除。在此情況下，上述輕餾分(如C3(丙烯、丙烷等)等)可以主要包括在來自所述烷基化反應(yīng)單元的流股中，并且上述水可以主要包括在新鮮苯中。此外，上述下部流股含有具有高沸點(diǎn)的物質(zhì)，其包括苯、枯烯、PIPB、重餾分等而不包括輕餾分和水。該下部流股通過所述下部輸出管線46排出并且引入所述苯塔10中。

所述苯塔10安裝在脫輕塔40的后面，并且其可將引入的流股分離成苯流股和枯烯流股。

所述苯塔10可具有用于來自所述烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)單元的流股的輸入管線12和連接至其前端的脫輕塔40的下部流股輸出管線46。因此，所述苯塔10可 接收來自所述烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)單元的流股和通過脫輕塔40的下部排出的流股以將它們分離成苯流股和枯烯流股。

此外，所述苯塔10可包括安裝在上部的苯再循環(huán)管線14和安裝在下部的枯烯流股輸出管線16。

在所述苯塔10中，可以分離成苯流股和枯烯流股2相，并且在所述苯塔10中分離的苯可以通過所述苯再循環(huán)管線14排出并再循環(huán)。

在此情況下，通過所述苯再循環(huán)管線14排出的苯可以，例如，向所述烷基化反應(yīng)單元和/或烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)單元供給并再循環(huán)，并且，在某些情況下，通過所述苯輸入管線41再循環(huán)至所述脫輕塔40中。

上述枯烯流股可以，例如，通過所述枯烯流股輸出管線16排出并引入至所述枯烯塔20中。

所述枯烯塔20接收來自所述苯塔10的枯烯流股并將其分離成枯烯流股和PIPB流股。所述枯烯塔20可包括安裝在上部的枯烯輸出管線25和安裝在下部的PIPB流股輸出管線26。

在所述枯烯塔20分離的枯烯可以通過所述枯烯輸出管線25從上部排出，并且排出的枯烯可以作為產(chǎn)物回收。

在此情況下，枯烯輸出管線25的一端連接至枯烯塔20的上部并且另一端連接至苯塔10的熱交換器B以向所述苯塔10提供熱源。

在一個(gè)實(shí)施方式中，所述枯烯輸出管線可以連接至苯塔的熱交換器以向苯塔的下部供給熱量。如上，當(dāng)所述枯烯輸出管線連接至苯塔的熱交換器時(shí)，枯烯的蒸汽變成熱源，并且因此，可以減少向苯塔的下部供給熱量所需要的能量。更具體的細(xì)節(jié)將在下面描述。

此外，在所述枯烯塔20中分離的PIPB流股通過所述輸出管線26排出并引入到所述PIPB塔30中。

所述PIPB塔30可以接收來自所述枯烯塔20的PIPB流股并將其分離成PIPB和重餾分。

在此情況下，根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，所述PIPB塔30可包括安裝在上部的PIPB輸出管線34和安裝在下部的重餾分輸出管線36。

在上述PIPB塔30中分離的PIPB通過所述輸出管線34從上部排出，并且排出的PIPB可以向，例如，所述烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)單元供給，并再循環(huán)。

從所述枯烯塔20引入的PIPB流股可含有PIPB，如DIPB、TIPB等。

在此情況下，例如，上述DIPB和TIPB中的DIPB可以通過所述PIPB塔 30分離，通過所述輸出管線34排出，向所述烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)單元供給并再循環(huán)。

此外，所述PIPB塔30可包括，例如，根據(jù)類型分離PIPB的多個(gè)PIPB輸出管線34。

具體地，所述PIPB塔30包括安裝在具有大致中間塔板數(shù)的塔板上的TIPB輸出管線和安裝在上部的DIPB輸出管線34，并且因此，其在多個(gè)塔板處可以根據(jù)類型分離多烷基化苯。

與此同時(shí)，通過所述重餾分輸出管線36排出的重餾分在所述過程中是最重的物質(zhì)，并且具體地可指比PIPB重的物質(zhì)(具有更高沸點(diǎn)的物質(zhì))。

該重餾分可以通過所述輸出管線36排出、冷卻然后發(fā)送至儲(chǔ)槽。

根據(jù)本申請(qǐng)所述的用于精制枯烯的裝置包括如上所述的塔10、塔20、塔30和塔40的4個(gè)塔，并且，此外，作為改善能效的工具，其可包括降低苯塔10的下部的溫度T₂的降溫單元15。

在本申請(qǐng)中，對(duì)所述降溫單元15沒有特殊限制，只要其可以降低苯塔10的下部溫度T₂即可。

根據(jù)本申請(qǐng)的示例性實(shí)施方式，該溫度的下降可以通過降低苯塔10的內(nèi)壓力P₁實(shí)現(xiàn)。

例如，所述降溫單元15可包括降壓設(shè)備以降低苯塔10的內(nèi)壓力。

具體地，所述降溫單元15可包括真空泵作為所述降壓設(shè)備。在圖中，將真空泵顯示為降溫單元15的例子。然而，在本申請(qǐng)中，所述降溫單元15不局限于真空泵，并且不具體局限于特定類型，只要其可以降低苯塔10的下部溫度T₂即可。

此外，對(duì)降溫單元15的安裝位置沒有具體限制?？梢詫⑺鼋禍貑卧?5安裝在所述苯塔10的內(nèi)部，或可以將其以位于所述苯塔10的外部并連接至所述苯塔10的方式安裝。

所述降溫單元(例如，使用真空泵)15可以以其連接至苯塔10的側(cè)壁的方式安裝。

在此情況下，所述真空泵可以盡可能接近苯塔10的側(cè)壁連接并安裝，使得其能產(chǎn)生降低壓力(抽吸強(qiáng)度)的最大能力。

在苯塔10的下部的溫度T₂的下降中，應(yīng)當(dāng)保持下部的溫度T₂高于上部的溫度T₁從而不會(huì)有害地影響苯塔10的分離效率。

換言之，如圖2所示，應(yīng)當(dāng)保持T₂高于T₁?？紤]到這點(diǎn)，可以優(yōu)選的是，由于如上所示的下降的內(nèi)壓力P₁，下部的溫度T₂下降。

具體地，當(dāng)所述內(nèi)壓力P₁下降時(shí)，上部溫度T₁和下部溫度T₂以平穩(wěn)的比例下降，并且因此，用簡(jiǎn)單操作就能夠保持T₂＞T₁。

根據(jù)本申請(qǐng)所述的用于精制枯烯的裝置包括安裝在枯烯塔的上部的枯烯輸出管線。所述枯烯輸出管線25可以連接至苯塔10的熱交換器B以向苯塔10的下部供給熱量。

具體地，熱交換器B安裝在苯塔10的下部，并且所述枯烯輸出管線25可以連接至該熱交換器B。換言之，枯烯輸出管線25的一端可以連接至枯烯塔20的上部，而另一端可以連接至苯塔10的熱交換器B。

更具體地，當(dāng)所述精制裝置如上所述設(shè)計(jì)時(shí)，其可以通過降低苯塔10的下部的溫度T₂并且在回收之前使從枯烯塔20的上部排出的枯烯經(jīng)過苯塔10的熱交換器B來向苯塔10的下部供給熱量。此外，經(jīng)過所述熱交換器B的枯烯可以作為產(chǎn)物回收。

因此，根據(jù)本申請(qǐng)，從所述枯烯塔20排出的枯烯的蒸汽熱源可以用作供給苯塔10的下部的熱源的替代物。因此，可以降低向苯塔10的下部供給熱量所需要的能量。

此外，如上所述，苯塔10下部的溫度T₂之前已經(jīng)降低，并且因此，所述苯塔10中的分離工序需要的熱量能夠單獨(dú)通過枯烯的蒸汽熱源充分地提供，并且這在再循環(huán)熱能中會(huì)是有效率的。

在一個(gè)實(shí)施方式中，所述苯塔10和枯烯塔20可以以滿足以下數(shù)學(xué)式1的方式來運(yùn)轉(zhuǎn)。

[數(shù)學(xué)式1]

T₃-T₂≥10℃

在以上數(shù)學(xué)式1中，T₂表示苯塔10內(nèi)部的下部的溫度，而T₃表示枯烯塔20內(nèi)部的上部的溫度。

換言之，運(yùn)轉(zhuǎn)可以以保持枯烯塔20內(nèi)部的上部的溫度T₃比苯塔10內(nèi)部的下部的溫度T₂高10℃以上的方式進(jìn)行。

當(dāng)滿足以上數(shù)學(xué)式1時(shí)，在能效方面可能非常有利。即，當(dāng)滿足以上數(shù)學(xué)式1時(shí)，能量消耗的量可以有效降低。

考慮到這點(diǎn)，優(yōu)選通過降低苯塔10的下部的溫度T₂使枯烯塔20的上部的溫度T₃保持比苯塔10的下部的溫度T₂高15℃以上(T₃-T₂≥15℃)，或20℃以上(T₃-T₂≥20℃)。

在此情況下，兩個(gè)溫度之間的差沒有具體上限，但是其可以是，例如，80℃ 或60℃。換言之，可以滿足T₃-T₂≥80℃或T₃-T₂≥60℃。

在一個(gè)實(shí)施方式中，枯烯塔20的上部的溫度T₃可以是140℃以上，并且具體地，其可以在140℃至210℃的范圍內(nèi)。

通過內(nèi)壓力P₁的下降，苯塔10的下部的溫度T₂可以，例如，在200℃以下的范圍內(nèi)，并且具體地，在130℃至200℃的范圍內(nèi)。

此外，苯塔10的內(nèi)壓力P₁當(dāng)保持在低水平時(shí)對(duì)于所述過程是有利的。

例如，苯塔10的內(nèi)壓力P₁可通過降壓使得下部的溫度T₂保持在上述范圍內(nèi)。

具體地，苯塔10的內(nèi)壓力P₁可以保持在，例如，500kPa以下、300kPa以下或230kPa以下的水平。同時(shí)，苯塔10的內(nèi)壓力P₁的下限可以是5kPa以上或10kPa以上，但是不特別局限于此?？梢哉{(diào)節(jié)苯塔10的內(nèi)壓力P₁以落入，例如，5kPa至300kPa、5kPa至300kPa、10kPa至300kPa或10kPa至230kPa的范圍內(nèi)。

同時(shí)，在本申請(qǐng)中，在所述枯烯塔20中枯烯的分離可包括所有枯烯通過苯塔10的熱交換器B的情況和部分枯烯通過苯塔10的熱交換器B的情況。

具體地，在所述枯烯塔20中分離的枯烯可以通過所述枯烯輸出管線25全部供給到苯塔10的熱交換器B。此外，在所述枯烯塔20中分離的枯烯通過兩條管線25和25’排出；它的一部分可以通過第一枯烯輸出管線25向苯塔10的熱交換器B供給，而剩余部分通過第二枯烯回收管線25’排出。

在此情況下，將通過所述第二枯烯回收管線25’排出的枯烯冷卻，然后收集在儲(chǔ)槽中。同時(shí)，通過所述第一枯烯輸出管線25向苯塔10的熱交換器供給的枯烯可以在向所述苯塔10提供熱量后冷卻，然后收集在儲(chǔ)槽中。

此外，根據(jù)示例性實(shí)施方式，所述枯烯輸出管線25可以是隔熱的。

具體地，所述枯烯輸出管線25可在表面上具有絕熱材料或加熱工具(如，熱絲)的覆蓋物，使得其在枯烯通過所述枯烯輸出管線25運(yùn)輸至苯塔10的熱交換器B的過程期間能夠避免熱損失。

利用根據(jù)本申請(qǐng)所述的用于精制枯烯的裝置，輕餾分和水在它們被引入到所述苯塔10之前事先通過所述脫輕塔40而被移除；因此，能夠防止可能由苯塔10的降溫造成的負(fù)面影響，并且同時(shí)，能夠改善所述苯塔10中的精制過程并且最終可以提高能效。

具體地，當(dāng)意欲以從上部排出輕餾分和水而不需要安裝脫輕塔40的常規(guī)方法從所述苯塔10中移除輕餾分(如C3(丙烯、丙烷等)等)和水(包括在新 鮮苯中)時(shí)，苯塔10的溫度的下降可對(duì)冷凝器C造成很大壓力。

更具體地，如前所述，在苯塔10的下部的溫度T₂降低時(shí)，降低苯塔10的內(nèi)壓力P₁可以認(rèn)為是更好的選擇。在此情況下，當(dāng)苯塔10的內(nèi)壓力P₁下降時(shí)，上部的溫度T₁和下部的溫度T₂降低。在此情況下，上部的溫度T₁由于內(nèi)壓力P₁的過度降低可降低至零以下，對(duì)所述冷凝器C造成很大壓力。

然而，根據(jù)本申請(qǐng)所述的用于精制枯烯的裝置具有如上所述的安裝在苯塔10前面的脫輕塔40；這樣，其能夠事先通過脫輕塔40移除烷基化反應(yīng)物中的輕餾分和新鮮苯中的水(水分)，從而防止上述現(xiàn)象并且能夠通過苯塔10的壓力P₁的降低使降溫。此外，大體上純凈的苯能夠從苯塔10的上部分離。

此外，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，如圖1中所示，輕餾分和水(來自苯塔1的上部)、苯(來自苯塔1的中部)和枯烯流股(來自苯塔1的上部)從用于精制枯烯的裝置中分別排出。在此情況下，需要分段以容納3個(gè)相，并且因此，可能難以處理苯塔1的運(yùn)轉(zhuǎn)條件(塔板數(shù)、壓力、溫度等)，并且苯的分離效率可能降級(jí)。換言之，難以分離高純度的苯。

相反地，如圖2所示，利用根據(jù)本申請(qǐng)的實(shí)施方式所述的用于精制枯烯的裝置，輕餾分和水事先通過所述脫輕塔40移除。因此，分離成苯流股和枯烯流股2相的過程發(fā)生在苯塔10中，并且因此，可以使設(shè)置上部和下部的運(yùn)轉(zhuǎn)條件更容易。此外，僅考慮苯的運(yùn)轉(zhuǎn)條件(壓力、溫度等)，高純度苯可以通過高效的分離獲得。

此外，利用根據(jù)本申請(qǐng)所述的用于精制枯烯的裝置，精制過程可以通過如前所述的連接用于來自所述烷基化反應(yīng)單元的流股的輸入管線42至所述脫輕塔40，并連接用于來自所述烷轉(zhuǎn)移反應(yīng)單元的流股的輸出管線12至所述苯塔10而進(jìn)一步得以改善。

例如，可以考慮連接輸入管線12和42的流股兩者至所述脫輕塔40；但是在此情況下，負(fù)荷可能施加于脫輕塔40，因此降低所述脫輕塔40自身的分離過程的效率，和此外，降低連續(xù)進(jìn)行全部純化過程的效率。

但是，在根據(jù)本申請(qǐng)所述的用于精制枯烯的裝置中，分別將2個(gè)流股中的每個(gè)各自引入到所述脫輕塔40和苯塔10中，從而降低塔10和40中的每一個(gè)的負(fù)荷并且能夠使連續(xù)精制過程具有高效率。

并且，根據(jù)本申請(qǐng)所述的用于精制枯烯的裝置能夠通過使PIPB塔30的上部排出的PIPB經(jīng)過選自苯塔10的熱交換器B和枯烯塔20的熱交換器B中的一個(gè)或多個(gè)熱交換器B來向苯塔10和枯烯塔20中的任意一個(gè)或兩者的下 部供給熱量。

具體地，所述PIPB輸出管線34可以連接至選自苯塔10的熱交換器B和枯烯塔20的熱交換器B中的一個(gè)或多個(gè)熱交換器B。因此，PIPB的蒸汽熱源可以作為苯塔10和/或枯烯塔20的熱源再循環(huán)，并且因此能增加能效。

更具體地，如圖3所示，所述PIPB輸出管線34可以連接至，例如，苯塔10的熱交換器B。此外，經(jīng)過熱交換器B的PIPB可以在供給將要再循環(huán)的熱量之后向所述烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)單元供給。

本申請(qǐng)還涉及一種使用上述裝置精制枯烯的方法。根據(jù)本申請(qǐng)所述的用于精制枯烯的方法可以通過使用上述脫輕塔、苯塔、枯烯塔和PIPB塔來進(jìn)行。

例如，根據(jù)本申請(qǐng)所述的用于精制枯烯的方法包括：

輕餾分移除工序，其中，將來所述自烷基化反應(yīng)單元的流股引入至所述脫輕塔并移除輕餾分和水；

苯分離工序，其中，將來自所述烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)單元的流股和通過脫輕塔的下部排出的流股引入至所述苯塔并分離成苯流股和枯烯流股；

枯烯分離工序，其中，將之前分離的枯烯流股引入至所述枯烯塔并分離成枯烯流股和PIPB流股；以及

PIPB分離工序，其中，將之前分離的PIPB流股引入至所述PIPB塔并分離成PIPB和重餾分。

上述輕餾分移除工序可以在所述脫輕塔40中進(jìn)行。將來自所述烷基化反應(yīng)單元的流股引入至所述脫輕塔40中，并且，例如，輕餾分和水可以通過上部移除，并且具有高沸點(diǎn)的物質(zhì)，具體地，苯、枯烯、PIPB、重餾分等，可以通過下部分離。

此外，所述輕餾分移除工序可進(jìn)一步包括通過安裝在前端部分的苯輸入管線接收苯的步驟。

上述苯分離工序可以在所述苯塔10中進(jìn)行，并且其可包括接收來自所述烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)單元的流股和在脫輕塔的下部排出的流股以分離，例如，通過上部的苯和通過下部的枯烯流股的步驟。

通過上部分離的苯可以通過苯再循環(huán)管線向例如所述烷基化反應(yīng)單元和/或烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)單元供給并再循環(huán)，并且在某些情況下，其可以通過所述苯輸入管線41再循環(huán)至所述脫輕塔40。

上述苯塔可包括降低下部的溫度T₂的降溫單元15，并且可以由苯塔的內(nèi)壓力的減小引起苯塔的溫度的降低。

換言之，根據(jù)本申請(qǐng)所述的用于精制枯烯的方法可以通過在苯分離工序之前進(jìn)一步包括輕餾分移除工序而引起苯塔的內(nèi)壓力的下降，最終降低苯塔下部的溫度。

此外，當(dāng)苯塔下部的溫度降低時(shí)，通過使枯烯塔的上部排出的枯烯經(jīng)過苯塔的熱交換器而獲得的枯烯的蒸汽熱源可以單獨(dú)供給苯塔10的分離工序所需要的足夠熱量，最終導(dǎo)致節(jié)能。

在一個(gè)實(shí)施方式中，根據(jù)本申請(qǐng)所述的用于精制枯烯的方法可包括使苯塔的內(nèi)壓力保持在10kPa至230kPa范圍內(nèi)。此外，其可包括使苯塔下部的溫度保持在130℃至200℃范圍內(nèi)。

上述枯烯分離工序可以在所述枯烯塔20中進(jìn)行，并且其可包括接收枯烯流股并且分離例如通過上部的枯烯和通過下部的PIPB流股的步驟。

之前通過上部分離的枯烯可以經(jīng)過例如苯塔的熱交換器。

換言之，根據(jù)本申請(qǐng)所述的用于精制枯烯的方法可進(jìn)一步包括使從枯烯塔上部排出的枯烯經(jīng)過苯塔的熱交換器的步驟。當(dāng)如上所述使從所述枯烯塔分離的枯烯經(jīng)過苯塔的熱交換器時(shí)，枯烯蒸汽變成熱源，并且因此，安裝在所述苯塔中的熱交換器的能量可以減少。

在一個(gè)實(shí)施方式中，根據(jù)本申請(qǐng)所述的用于精制枯烯的方法可包括使枯烯塔上部的溫度保持在140℃至210℃范圍內(nèi)。

此外，根據(jù)本申請(qǐng)所述的用于精制枯烯的方法可包括以滿足以下數(shù)學(xué)式1的方式運(yùn)轉(zhuǎn)所述苯塔10和枯烯塔20。

[數(shù)學(xué)式1]

T₃-T₂≥10℃

在以上數(shù)學(xué)式中，T₂表示苯塔10內(nèi)部的下部的溫度，而T₃表示枯烯塔20內(nèi)部的上部的溫度。

換言之，運(yùn)轉(zhuǎn)可以以使得枯烯塔20內(nèi)部的上部溫度T₃保持比苯塔10內(nèi)部的下部溫度T₂高10℃以上的方式進(jìn)行。

當(dāng)滿足以上數(shù)學(xué)式1時(shí)，其可在能效方面非常有利。即，當(dāng)滿足以上數(shù)學(xué)式1時(shí)，能量消耗的量可以有效減少。

此外，根據(jù)本申請(qǐng)所述的用于精制枯烯的方法可進(jìn)一步包括使從PIPB塔的上部排出的PIPB經(jīng)過選自苯塔的熱交換器和枯烯塔的熱交換器中的一個(gè)或多個(gè)熱交換器的步驟。

具體地，通過連接所述PIPB輸出管線34至選自苯塔10的熱交換器B和 枯烯塔20的熱交換器B中的一個(gè)或多個(gè)熱交換器B，上述PIPB可以經(jīng)過選自苯塔的熱交換器和枯烯塔的熱交換器中的任意一個(gè)或多個(gè)熱交換器。因此，PIPB蒸汽熱源可以再循環(huán)成苯塔10和/或枯烯塔20的熱源，因此增加所述能效。

以下，將提供本申請(qǐng)的實(shí)施例和對(duì)比實(shí)施例。提供以下實(shí)施例僅有助于本申請(qǐng)的理解，并且不應(yīng)當(dāng)理解為限制本申請(qǐng)的技術(shù)范圍。

[實(shí)施例1]

使用如圖5所示的裝置精制枯烯。圖5中所示的裝置與圖2中所示的裝置相同，但是在圖5中，Q規(guī)定用于描述塔10、20和40的每一個(gè)中消耗的熱能。

參考圖5，新鮮苯41和從所述烷基化反應(yīng)單元中排出的流股42通過各個(gè)輸入管線41和42引入到脫輕塔40中。

輕餾分和水通過上部輸出管線44移除，而下部流股通過下部輸出管線46引入到苯塔10中。

就所述苯塔10來說，來自所述脫輕塔40的下部流股46通過所述輸入管線12連同從所述烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)單元中排出的流股12被引入。并且苯通過所述輸出管線14從上部排出以再循環(huán)至脫輕塔40中，而枯烯流股通過所述輸出管線16從下部排出并引入到所述枯烯塔20中。

此外，在所述枯烯塔20中，枯烯通過所述輸出管線25從上部排出，但是使其經(jīng)過苯塔10的熱交換器B用于熱量供給。將通過所述輸出管線26從下部排出的PIPB流股引入到PIPB塔30中。此外，在所述PIPB塔30中，PIPB通過所述輸出管線34從上部排出以再循環(huán)至所述烷基轉(zhuǎn)移單元中，并且將重餾分通過所述輸出管線36從下部排出并冷卻。

為了進(jìn)行根據(jù)該實(shí)施例的精制過程，引發(fā)苯塔10的內(nèi)壓力P₁的下降。在此情況下，苯塔10的內(nèi)壓力P₁通過安裝在苯塔10的一端的真空泵15來減小并且保持在大約35kPa。苯塔10的上部的溫度T₁和下部的溫度T₂通過內(nèi)壓力P₁的下降分別保持在大約50℃和大約150℃。并且，枯烯塔20的上部的溫度T₃保持在大約160℃。這里，上部的溫度T₁和T₃中的每一個(gè)是各塔的上部的平均溫度，而下部的溫度T₂是塔的下部的平均溫度。此外，測(cè)量向所述脫輕塔40供給的熱能Q₀、向所述苯塔10供給的熱能Q₁、向所述枯烯塔20供給的熱能Q₂和從枯烯塔20的上部排出的熱能Q₃。測(cè)量值在下表1中顯示。

對(duì)比實(shí)施例

使用如圖4所示的裝置精制枯烯。圖4中所示的裝置與圖1中所示的裝置相同，但是在圖4中，Q規(guī)定用于描述塔1和2的每一個(gè)中消耗的熱能。對(duì)比實(shí)施例是常規(guī)通用工藝，并且將省略本領(lǐng)域中熟知的具體工藝的說明。

參考圖4，新鮮苯1a、從烷基化反應(yīng)單元中排出的流股1b和從烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)單元中排出的流股1c通過各個(gè)輸入管線1a、1b和1c分別引入至苯塔1。并且，進(jìn)行通過上部輸出管線1d的輕餾分和水的排出、通過中央輸出管線1f的苯的排出和通過下部輸出管線1e的枯烯流股的排出。

此外，枯烯通過枯烯塔2的上部的輸出管線2a排出以回收，并且將通過在下部的輸出管線2b排出的PIPB流股引入至PIPB塔3。并且，PIPB通過PIPB塔3的上部的輸出管線3a排出以再循環(huán)至烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)單元，并且將重餾分通過下部的輸出管線3d排出并冷卻。

在如上述的精制工藝中，苯塔1的內(nèi)壓力P₁保持在大約310kPa，并且苯塔1的上部的溫度T₁和下部的溫度T₂分別保持在大約50℃和大約215℃。并且，枯烯塔2的上部的溫度T₃保持在大約160℃。這里，上部的溫度T₁和T₃中的每一個(gè)是各塔的上部的平均溫度，而下部的溫度T₂是塔的下部的平均溫度。此外，測(cè)量向所述苯塔1供給的熱能Q₁、向所述枯烯塔2供給的熱能Q₂和從枯烯塔2的上部排出的熱能Q₃。測(cè)量值在下表1中顯示。

表1

<熱能評(píng)估的結(jié)果>

如上表1中所示，可見，當(dāng)根據(jù)本申請(qǐng)的實(shí)施例，通過苯塔10的內(nèi)壓力P₁的下降，引起下部的溫度T₂的下降并且枯烯的蒸汽熱源Q₃補(bǔ)充作為苯塔10的熱源Q₁時(shí)，可以節(jié)省4.21Gcal/小時(shí)的熱能(節(jié)省大約31％)。

在此情況下，向所述苯塔10供給的熱能Q₁是6.94Gcal/小時(shí)，但是向所述苯塔10供給6.1Gcal/小時(shí)的枯烯的熱能Q₃，并且因此，實(shí)際用于所述苯塔10的熱能Q₁Q₃是0.84Gcal/小時(shí)。在實(shí)施例的情況下，實(shí)際用于所述精制過程的熱能Q_T是9.36Gcal/小時(shí)，表明與在對(duì)比實(shí)施例的情況下的13.6Gcal/小時(shí)相比，節(jié)約了大量的能量。