專利名稱：：煤焦化粗苯副產(chǎn)物苯頭份提取雙環(huán)戊二烯和輕質(zhì)苯的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種化工提取方法，特別涉及一種煤焦化粗苯副產(chǎn)物苯頭份提取雙環(huán)戊二烯和輕質(zhì)苯的方法。(二)
背景技術(shù)：
近年來，隨著能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整，我國煤化工的發(fā)展突飛猛進，大型機焦工程相繼建設(shè)，到"H^—五"末我國規(guī)模以上的機焦產(chǎn)量可達5000萬噸以上。若按粗苯產(chǎn)率為焦入爐煤0.8—1%計，到時粗苯年產(chǎn)量將達到500萬噸左右，其粗苯提取"三苯"后將產(chǎn)生苯頭餾分達5萬噸/年以上。由于苯頭餾分沸點較低，極易揮發(fā)，毒性大，難易回收利用，多是以氣體形式摻入燃料氣體中燒掉，造成了較嚴(yán)重地環(huán)境污染及能源上的浪費。同時，在全球高油價的影響下，主要基礎(chǔ)有機化工產(chǎn)品的價位不斷攀高。尤其苯類及高檔石油樹脂類產(chǎn)品的市場需求增加，該類溶劑及中間體的供求存在不足。利用粗苯加工產(chǎn)出的副產(chǎn)物苯頭份提取具有高附加值的雙環(huán)戊二烯及輕質(zhì)苯等產(chǎn)品，使低價值的下腳料得到回收增值利用，是構(gòu)建節(jié)能環(huán)保社會發(fā)展的趨勢，具有非常廣闊的市場經(jīng)濟發(fā)展前景。雙環(huán)戊二烯國內(nèi)主要用于生產(chǎn)不飽和聚酯、乙丙橡膠、石油樹脂及其它精細(xì)化工產(chǎn)品。由于雙環(huán)戊二烯結(jié)構(gòu)的引入，使其延伸產(chǎn)品的性能在耐熱、機械、耐化學(xué)腐蝕等方面都具明顯提高與改進。產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域不斷的擴大，需求旺盛，近幾年以12%的年增長率增長。預(yù)計到2010年雙環(huán)戊二烯需求量將達到13萬噸。國內(nèi)雙環(huán)戊二烯產(chǎn)品主要以石腦油及其它重質(zhì)裂解原料蒸汽裂解制乙烯過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物裂解碳五，經(jīng)預(yù)脫輕、二聚反應(yīng)、預(yù)脫重、脫碳五、雙環(huán)分離精制等制備過程獲得。存在工藝復(fù)雜、生產(chǎn)成本高的特點。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明為了彌補現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種控制操作簡便、污染少的煤焦化粗苯副產(chǎn)物苯頭份提取雙環(huán)戊二烯和輕質(zhì)苯的方法。本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的一種煤焦化粗苯副產(chǎn)物苯頭份提取雙環(huán)戊二烯和輕質(zhì)苯的方法，其特殊之處在于包括如下步驟(1)將苯頭餾分置于聚合反應(yīng)釜，在攪拌條件下，逐步加熱，控制釜內(nèi)溫度90—120°C，壓力0.3_0.6MPa范圍內(nèi)，聚合反應(yīng)2—4小時；取樣定期測定反應(yīng)液中聚合變化情況，測定反應(yīng)液中環(huán)戊二烯殘留量小于0.5mg/L時，聚合反應(yīng)液即可進入脫輕塔；(2)在脫輕塔中聚合反應(yīng)液經(jīng)過回流、分離蒸餾進行脫除苯前輕組分，操作壓力為0.06-l.OMPa，塔釜溫度110—115。C，塔頂溫度45—55t:，嚴(yán)格控制上料速度及回流比，使苯頭油餾出物中苯的含量降至最低，此時脫輕塔釜中富含輕質(zhì)苯及雙環(huán)戊二烯的塔釜底液進入分離精餾塔；(3)在分離精餾塔中輕質(zhì)苯及雙環(huán)戊二烯混合液經(jīng)過回流、分離、精餾，塔頂餾出物即可得到無色透明的輕質(zhì)苯產(chǎn)品，塔釜釜底物即為富含雙環(huán)戊二烯的粗品混合液；在操作壓力0.06—0.lMPa，塔釜操作溫度115—12(TC，塔頂操作溫度65—85。C，嚴(yán)格控制上料速度及回流比，使輕質(zhì)苯餾出物中苯的含量最高，夾帶雙環(huán)戊二烯含量降至最低，此時精餾釜中殘液為富含雙環(huán)戊二烯粗品，該雙環(huán)戊二烯粗品進入脫色釜；(4)在脫色釜中雙環(huán)戊二烯粗品經(jīng)過脫色、分離、真空精餾，操作壓力-0.065—-0.085MPa，操作溫度110—130°C的控制，得到含量在86—92%的雙環(huán)戊二烯產(chǎn)品；釜底重組分殘液送入黑雙環(huán)儲罐，以便集中處理回收及外銷。本發(fā)明的煤焦化粗苯副產(chǎn)物苯頭份提取雙環(huán)戊二烯和輕質(zhì)苯的方法，在步驟(2)脫輕塔中塔釜操作壓力0.08—0.lMPa，塔頂操作壓力0.06—0.08Mpa;在步驟(3)精餾塔中塔釜操作壓力0.08—0.lOMPa，塔頂操作壓力0.06—0.08Mpa。現(xiàn)將開展利用苯頭餾分分離提取雙環(huán)戊二烯及輕質(zhì)苯技術(shù)研發(fā)工作情況報告如下一、工藝技術(shù)方案的制定該方案以苯頭餾分的原料組成及物性參數(shù)特點為依據(jù)，以不同溫度下餾分段，分離蒸餾產(chǎn)物的成分變化數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，通過計算機模擬和小試試驗的反復(fù)驗證分析，制定了從原料進廠檢驗標(biāo)準(zhǔn)及方法，優(yōu)化設(shè)計出目標(biāo)產(chǎn)品制備工藝及操作控制參數(shù)，為該項目順利進行中試，完善放大效應(yīng)，生產(chǎn)出合格產(chǎn)品，并為工業(yè)化生產(chǎn)提供切實可行的工藝技術(shù)及設(shè)計依據(jù)。(一)苯頭餾分原料組成<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>注該苯頭熘分原料組成為山東、山西、河南、河北、江蘇等省粗苯加工企業(yè)獲得的苯頭餾分樣品混合產(chǎn)物，經(jīng)分析綜合樣品結(jié)果。(二)工藝原理焦化粗苯加工提取"三苯"的苯頭餾分中含有環(huán)戊二烯及雙環(huán)戊二烯、苯、二硫化碳及飽和和其它不飽和碳?xì)浠衔?，采用聚合反?yīng)生成雙環(huán)戊二烯，并通過聚合、脫輕、精餾、脫色精制等過程，獲得雙環(huán)戊二烯、輕質(zhì)苯等產(chǎn)品。(三)計算機模擬計算各塔物料組份分析物料平衡<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>本申請人在國內(nèi)裂解碳五分離技術(shù)研發(fā)方面取得較大成績，先后建設(shè)兩套10萬噸/年碳五分離裝置，獲得較好的社會和經(jīng)濟效益。在此基礎(chǔ)上，我們又開展研發(fā)了利用苯頭餾分分離提取雙環(huán)戊二烯的研發(fā)工作。在該項目技術(shù)制備工藝方面，我們根據(jù)苯頭餾分樣品的組成，進行不同溫度、壓力條件、聚合反應(yīng)變化及對產(chǎn)品收率影響因素的分離過程試驗研究的探討，制定了一條適應(yīng)苯頭餾分分離工藝技術(shù)，該技術(shù)路線與裂解碳五分離工藝路線比較，具有工藝簡單、技術(shù)先進、控制操作簡便、生產(chǎn)成本低、無三廢污染，符合國家產(chǎn)業(yè)化政策，屬于節(jié)能環(huán)保型高新項目等優(yōu)點。具體實施方式下面以本申請人進行的中試試驗總結(jié)作為具體實施方式對本發(fā)明詳細(xì)描述1、中試規(guī)模處理苯頭餾分2000噸/年。2、工藝流程簡述將苯頭餾分置于聚合反應(yīng)釜，在攪拌條件下，逐步加熱，控制釜內(nèi)溫度90—120。C，壓力0.3—0.6MPa范圍內(nèi)，聚合反應(yīng)2—4小時。取樣定期測定反應(yīng)液中聚合變化情況，控制反應(yīng)終點，使物料中環(huán)戊二烯聚合反應(yīng)成為雙環(huán)戊二烯，測定反應(yīng)液中環(huán)戊二烯殘留量小于O.5mg/L時，聚合反應(yīng)液即可進入脫輕塔。在脫輕塔中聚合反應(yīng)液經(jīng)過回流、分離蒸餾等工藝過程進行脫除苯前輕組分，操作壓力在O.lMPa左右，塔釜溫度110—115°C，塔頂溫度45—55°C，嚴(yán)格控制上料速度及回流比，使苯頭油餾出物中苯的含量降至最低。此時脫輕塔釜中富含輕質(zhì)苯及雙環(huán)戊二烯的塔釜底液進入分離精餾塔。在分離精餾塔中輕質(zhì)苯及雙環(huán)戊二烯混合液經(jīng)過回流、分離、精餾等工藝過程，塔頂餾出物即可得到無色透明的輕質(zhì)苯產(chǎn)品。塔釜釜底物即為富含雙環(huán)戊二烯的粗品混合液。在操作壓力0.06—0.lMPa，塔釜操作溫度115—12(TC.塔頂操作溫度65—85。C，嚴(yán)格控制上料速度及回流比，使輕質(zhì)苯餾出物中苯的含量最高，夾帶雙環(huán)戊二烯含量降至最低，此時精餾釜中殘液為富含雙環(huán)戊二烯粗品。該雙環(huán)戊二烯粗品進入脫色釜。在此釜中雙環(huán)戊二烯粗品經(jīng)過脫色、分離、真空精餾等工藝過程，操作壓力-O.065—-0.085MPa，操作溫度110—13(TC的控制，得到含量在86—92%的雙環(huán)戊二烯產(chǎn)品。該產(chǎn)品無色透明，質(zhì)量優(yōu)于公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。釜底重組分殘液送入黑雙環(huán)儲罐，以便集中處理回收及外銷。3、主要設(shè)備工藝操作條件(1)聚合反應(yīng)釜釜內(nèi)介質(zhì)是苯頭餾分，控制參數(shù)環(huán)戊二烯〈0.5mg/L釜內(nèi)操作壓力0.3—0.6MPa，操作溫度90—120°C(2)脫輕塔塔釜內(nèi)介質(zhì)是聚合反應(yīng)液，控制參數(shù)苯含量〈5mg/L塔釜操作壓力0.08—0.lMPa，操作溫度110—115。C塔頂操作壓力0.06—0.08MPa，操作溫度45—55。C(3)精餾塔塔釜內(nèi)介質(zhì)是輕質(zhì)苯、雙環(huán)混合液，控制參數(shù)雙環(huán)〉80%塔釜操作壓力0.08—0.10MPa，操作溫度115—120。C塔頂操作壓力0.06—0.08MPa，操作溫度65—85。C(4)脫色釜釜內(nèi)介質(zhì)是粗雙環(huán)戊二烯及聚合物，操作參數(shù)雙環(huán)〉86%釜內(nèi)操作壓力-0.065—-0.085MPa，操作溫度110—130。C4、物料平衡表<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>5、中試產(chǎn)品規(guī)格(1)輕質(zhì)苯苯含量>86%外觀無色透明、無機械雜物(企業(yè)內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)附后)輕質(zhì)苯中試產(chǎn)品質(zhì)量化驗分析單(Wt%)<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>注輕質(zhì)苯外觀無色透明、無機械雜物，內(nèi)控輕質(zhì)苯含量>90%。(2)雙環(huán)戊二烯:雙環(huán)戊二烯含量》86%外觀無色透明、無機械雜物。雙環(huán)戊二烯中試產(chǎn)品質(zhì)量化驗分析單(wt%)<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>注雙環(huán)戊二烯外觀無色透明，無機械雜物內(nèi)控雙環(huán)戊二烯含量》85%。6、中試結(jié)論本發(fā)明人在苯頭餾分提取雙環(huán)戊二烯及輕質(zhì)苯的小試研發(fā)的基礎(chǔ)上，又進行了小試工藝參數(shù)的中試放大驗證試驗。在中試工藝操作運行時間達3400小時，獲得更加完善的生產(chǎn)操作控制條件，生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)量的雙環(huán)戊二烯及輕質(zhì)苯產(chǎn)品，雙環(huán)戊二烯含量達到92%以上，產(chǎn)品推上市場就受到有關(guān)廠家用戶的推崇及關(guān)注，取得了滿意的效果。通過該項目工藝技術(shù)中試的考驗，進一步驗證工藝技術(shù)參數(shù)的可靠性、工藝路線的可操作性、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性、工業(yè)生產(chǎn)可行性，為建設(shè)規(guī)模生產(chǎn)裝置提供了工藝技術(shù)和設(shè)計依據(jù)。六、推廣裝置規(guī)模及產(chǎn)品規(guī)格1、裝置規(guī)模年處理焦化粗苯副產(chǎn)物苯頭餾分1.0萬噸/年。2、產(chǎn)品數(shù)量雙環(huán)戊二烯商品量1600噸/年輕質(zhì)苯7200噸/年苯頭油650噸/年黑雙環(huán)300噸/年3、產(chǎn)品規(guī)格雙環(huán)戊二烯含量>86%、雙環(huán)戊二烯含量》91%，兩種規(guī)格。輕質(zhì)苯(苯含量)》86%、輕質(zhì)苯(苯含量)>90%，兩種規(guī)格。結(jié)論1、利用焦化粗苯副產(chǎn)物苯頭熘分提取雙環(huán)戊二烯及輕質(zhì)苯的研發(fā)項目，采用直接聚合、脫輕分離、脫色精制等工藝技術(shù)生產(chǎn)出雙環(huán)戊二烯、聯(lián)產(chǎn)輕質(zhì)苯。該工藝的研究開發(fā)是用廢棄物，回收增值創(chuàng)效型高新技術(shù)，是節(jié)能、環(huán)保型倡導(dǎo)發(fā)展方向。具有廣闊的發(fā)展前景，經(jīng)濟效益和社會效益顯著。2、制定研發(fā)的苯頭餾分提取雙環(huán)戊二烯、聯(lián)產(chǎn)輕質(zhì)苯的生產(chǎn)技術(shù)工藝路線與裂解碳五分離工藝流程比較，具有工藝簡單、技術(shù)先進可靠、控制操作簡便、投資少、生產(chǎn)成本低、無"三廢"污染等方面特點，技術(shù)達到國內(nèi)領(lǐng)先水平，開創(chuàng)了煤化工付產(chǎn)廢棄物減排增效工業(yè)化生產(chǎn)利用的新途徑。3、驗證了工藝流程中各技術(shù)參數(shù)的可行性。制定的工藝數(shù)據(jù)經(jīng)中試操作驗證，詳實可靠，可使整個工藝制備流程安全穩(wěn)定運行，產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)于常規(guī)產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求。4、為建設(shè)工業(yè)化生產(chǎn)裝置提供了強有力的技術(shù)支持。進一步開發(fā)以煤化工付產(chǎn)為基礎(chǔ)的下游精細(xì)化工產(chǎn)品，開拓雙環(huán)戊二烯及輕質(zhì)苯等產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域，擴大產(chǎn)品市場份額，以滿足市場需求。權(quán)利要求1.一種煤焦化粗苯副產(chǎn)物苯頭份提取雙環(huán)戊二烯和輕質(zhì)苯的方法，其特征在于包括如下步驟(1)將苯頭餾分置于聚合反應(yīng)釜，在攪拌條件下，逐步加熱，控制釜內(nèi)溫度90-120℃，壓力0.3-0.6MPa范圍內(nèi)，聚合反應(yīng)2-4小時；取樣定期測定反應(yīng)液中聚合變化情況，測定反應(yīng)液中環(huán)戊二烯殘留量小于0.5mg/L時，聚合反應(yīng)液即可進入脫輕塔；(2)在脫輕塔中聚合反應(yīng)液經(jīng)過回流、分離蒸餾進行脫除苯前輕組分，操作壓力為0.06-1.0MPa，塔釜溫度110-115℃，塔頂溫度45-55℃，嚴(yán)格控制上料速度及回流比，使苯頭油餾出物中苯的含量降至最低，此時脫輕塔釜中富含輕質(zhì)苯及雙環(huán)戊二烯的塔釜底液進入分離精餾塔；(3)在分離精餾塔中輕質(zhì)苯及雙環(huán)戊二烯混合液經(jīng)過回流、分離、精餾，塔頂餾出物即可得到無色透明的輕質(zhì)苯產(chǎn)品，塔釜釜底物即為富含雙環(huán)戊二烯的粗品混合液；在操作壓力0.06-0.1MPa，塔釜操作溫度115-120℃，塔頂操作溫度65-85℃，嚴(yán)格控制上料速度及回流比，使輕質(zhì)苯餾出物中苯的含量最高，夾帶雙環(huán)戊二烯含量降至最低，此時精餾釜中殘液為富含雙環(huán)戊二烯粗品，該雙環(huán)戊二烯粗品進入脫色釜；(4)在脫色釜中雙環(huán)戊二烯粗品經(jīng)過脫色、分離、真空精餾，操作壓力-0.065--0.085MPa，操作溫度110-130℃的控制，得到含量在86-92％的雙環(huán)戊二烯產(chǎn)品；釜底重組分殘液送入黑雙環(huán)儲罐，以便集中處理回收及外銷。全文摘要本發(fā)明公開了一種煤焦化粗苯副產(chǎn)物苯頭份提取雙環(huán)戊二烯和輕質(zhì)苯的方法。該煤焦化粗苯副產(chǎn)物苯頭份提取雙環(huán)戊二烯和輕質(zhì)苯的方法，其特殊之處在于包括如下步驟(1)將苯頭餾分置于聚合反應(yīng)釜，聚合反應(yīng)2-4小時；(2)在脫輕塔中聚合反應(yīng)液經(jīng)過回流、分離蒸餾，進入分離精餾塔；(3)在分離精餾塔中經(jīng)過回流、分離、精餾，塔頂餾出物即可得到無色透明的輕質(zhì)苯產(chǎn)品，塔釜釜底物即為富含雙環(huán)戊二烯的粗品混合液；(4)在脫色釜中雙環(huán)戊二烯粗品經(jīng)過脫色、分離、真空精餾，得到含量在86-92％的雙環(huán)戊二烯產(chǎn)品。本發(fā)明具有工藝簡單、技術(shù)先進、控制操作簡便、生產(chǎn)成本低、無三廢污染，符合國家產(chǎn)業(yè)化政策。文檔編號C07C13/61GK101225014SQ20081001450公開日2008年7月23日申請日期2008年1月31日優(yōu)先權(quán)日2008年1月31日發(fā)明者周建亞,戴俊堂,王建偉,王勝偉申請人:戴俊堂