一種基于熱高分工藝的二甲苯歧化反應(yīng)產(chǎn)物分離系統(tǒng)及其分離方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于對二甲苯歧化反應(yīng)產(chǎn)物分離領(lǐng)域，涉及一種二甲苯歧化反應(yīng)產(chǎn)物分離 系統(tǒng)及其分離方法，尤其涉及一種基于熱高分工藝的二甲苯歧化反應(yīng)產(chǎn)物分離系統(tǒng)及其分 離方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 對二甲苯(PX)裝置是化纖工業(yè)的核心原料裝置之一，它以重整汽油中的C7_C9芳烴 為原料，生產(chǎn)苯、對二甲苯和鄰二甲苯等產(chǎn)品。其中歧化反應(yīng)單元以甲苯和c 9-c1()芳烴為原 料，通過歧化及烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)，生成苯和c8芳烴。在歧化反應(yīng)流程中，歧化反應(yīng)產(chǎn)物離開反 應(yīng)器的溫度為350~460°C，與進(jìn)料換熱后的溫度為90~120°C，壓力為2.5~3.5MPa，此時的 反應(yīng)產(chǎn)物處于氣液兩相狀態(tài)，為了分離出產(chǎn)物中的氫氣循環(huán)使用及外送，目前國內(nèi)所有的 二甲苯裝置在生產(chǎn)或設(shè)計中，均采用空冷和水冷將反應(yīng)產(chǎn)物溫度降低到30~50°C后，再進(jìn) 行氣液分離。上述流程得到的芳烴產(chǎn)物溫度為40°C左右，而后續(xù)的分餾過程又需要將芳烴 產(chǎn)物升溫至較高的溫度（160~200°C)，如此的重復(fù)冷卻-加熱過程不僅消耗了大量的冷卻 負(fù)荷，也增大了后續(xù)分餾流程的加熱負(fù)荷。
[0003] 因此，亟需研究一種可以減小歧化反應(yīng)空冷器的冷卻負(fù)荷和后續(xù)分餾系統(tǒng)的加熱 負(fù)荷，并且節(jié)約能耗的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供了一種基于熱高分工藝的二甲苯歧化反 應(yīng)產(chǎn)物分離系統(tǒng)及其分離方法。本發(fā)明根據(jù)歧化反應(yīng)產(chǎn)物分離部分的工藝特點，采用熱高 分方法處理換熱后溫度介于90~120°C且壓力介于2.5~3.5MPa的歧化反應(yīng)產(chǎn)物，避免了芳 烴產(chǎn)物的重復(fù)冷卻-加熱過程，將熱量充分回收利用。
[0005] 為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
[0006] 第一方面，本發(fā)明提供了一種基于熱高分工藝的二甲苯歧化反應(yīng)產(chǎn)物分離系統(tǒng)， 所述系統(tǒng)包括依次相連的歧化反應(yīng)系統(tǒng)和反應(yīng)產(chǎn)物分離系統(tǒng)，所述反應(yīng)產(chǎn)物分離系統(tǒng)包括 熱高分罐、換熱器、空冷器、水冷器和反應(yīng)產(chǎn)物分離罐；
[0007] 其中，熱高分罐的氣體出料口依次與換熱器、空冷器、水冷器和反應(yīng)產(chǎn)物分離罐的 進(jìn)料口相連，反應(yīng)產(chǎn)物分離罐的液體出料口與換熱器相連。上述熱高分罐的氣體出料口是 與換熱器的熱媒入口相連，熱高分罐的氣體出料為需要冷卻的物料，作為熱源為換熱器供 熱;反應(yīng)產(chǎn)物分離罐的液體出料口與換熱器冷媒入口相連。
[0008] 本發(fā)明采用熱高分工藝對歧化反應(yīng)產(chǎn)物分離，熱高分處理得到的液相為不需要冷 卻物料，其直接進(jìn)入后續(xù)的分餾系統(tǒng);熱高分處理得到的氣相為需要冷卻的物料，其經(jīng)過換 熱和冷卻至30~50°C后再進(jìn)入反應(yīng)產(chǎn)物分離罐進(jìn)行進(jìn)一步的氣液分離;反應(yīng)產(chǎn)物分離罐分 離出的液體經(jīng)換熱器與熱高分處理得到的氣相換熱后再與熱高分處理得到的液相混合，混 合后溫度可達(dá)80~120°C，充分減少了后續(xù)分餾系統(tǒng)的加熱負(fù)荷。
[0009] 作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述歧化反應(yīng)系統(tǒng)包括依次相連的進(jìn)料換熱器、加熱爐 和歧化反應(yīng)器;其中，歧化反應(yīng)系統(tǒng)的進(jìn)料與進(jìn)料換熱器的冷媒入口相連，其作為冷源用于 冷卻歧化反應(yīng)器的出料。
[0010] 優(yōu)選地，所述歧化反應(yīng)器的出料口經(jīng)進(jìn)料換熱器與熱高分罐的進(jìn)料口相連。
[0011] 作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，反應(yīng)產(chǎn)物分離系統(tǒng)包括壓縮機(jī)，所述反應(yīng)產(chǎn)物分離罐的 氣體出口與壓縮機(jī)的入口相連;反應(yīng)產(chǎn)物分離罐產(chǎn)出的氣相一部分作為產(chǎn)品氫輸出，另一 部分通過壓縮機(jī)返回進(jìn)行歧化反應(yīng)。
[0012] 作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述熱高分罐的溫度為90~130°C，例如90°C、100°C、110 °C、120°C或 130°C等，壓力為2 · 5~3 · 5MPa，例如2 · 5MPa、2 · 7MPa、3MPa、3 · 3MPa 或3 · 5MPa 等。
[0013] 優(yōu)選地，所述反應(yīng)產(chǎn)物分離罐的壓力為2 · 4~3 · 4MPa，例如2 · 4MPa、2 · 7MPa、3MPa、 3.310^或3.4]\0^等。
[0014] 第二方面，本發(fā)明提供了一種上述二甲苯歧化反應(yīng)產(chǎn)物分離系統(tǒng)的分離方法，所 述分離方法包括二級冷凝分離過程，歧化反應(yīng)產(chǎn)物與反應(yīng)進(jìn)料換熱后進(jìn)行第一次氣液分 離，第一次氣液分離得到的氣相經(jīng)換熱和冷卻后進(jìn)行第二次氣液分離。
[0015] 作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，第二次氣液分離得到的液相與第一次氣液分離得到的氣 相換熱后，與第一次氣液分離得到的液相進(jìn)行混合，混合后進(jìn)行后續(xù)分餾操作。
[0016] 優(yōu)選地，歧化反應(yīng)產(chǎn)物與反應(yīng)進(jìn)料換熱后的溫度為90~130°C，例如90°C、100°C、 110°C、120°C 或 130°C 等。
[0017] 優(yōu)選地，第二次氣液分離得到的液相與第一次氣液分離得到的氣相換熱后，與第 一次氣液分離得到的液相進(jìn)行混合，混合后的溫度為80~120°C，例如80°C、90°C、100°C、 110°C 或 120°C 等。
[0018] 優(yōu)選地，第一次氣液分離得到的氣相經(jīng)換熱和冷卻后的溫度為30~50°C，例如30 °C、35°C、40°C、45°C 或 50°C 等。
[0019] 作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，第二次氣液分離得到的氣相一部分作為產(chǎn)品輸出，另一 部分返回進(jìn)行歧化反應(yīng)。
[0020] 其中，本發(fā)明中所述的"一部分"和"另一部分"是指將物料分為兩部分，分別用"一 部分"和"另一部分"進(jìn)行描述，屬于清楚表述。
[0021] 優(yōu)選地，歧化反應(yīng)產(chǎn)物與反應(yīng)進(jìn)料換熱后不進(jìn)行冷卻直接進(jìn)行第一次氣液分離。
[0022] 作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，第一次氣液分離得到的氣相經(jīng)換熱和冷卻后的溫度為30 ~50°C，例如30°C、35°C、40°C、45°C 或50°C等。
[0023] 作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，第一次氣液分離在熱高分罐中進(jìn)行。
[0024] 優(yōu)選地，所述熱高分罐的溫度為90~130°C，例如90°C、100°C、110°C、120°C或130 °(3等，壓力為 2.5~3.5MPa，例如2 · 5MPa、2 · 7MPa、3MPa、3 · 3MPa 或3 · 5MPa 等。
[0025] 作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，第二次氣液分離在反應(yīng)產(chǎn)物分離罐中進(jìn)行。
[0026] 優(yōu)選地，反應(yīng)產(chǎn)物分離罐的壓力為2.4~3.4MPa，例如2.4MPa、2.7MPa、3MPa、 3.310^或3.4]\0^等。
[0027] 上述二甲苯歧化反應(yīng)產(chǎn)物分離系統(tǒng)的分離方法，具體為：
[0028] 歧化反應(yīng)進(jìn)料作為冷媒進(jìn)入進(jìn)料換熱器，經(jīng)換熱后進(jìn)入加熱爐和歧化反應(yīng)器，在 歧化反應(yīng)器中進(jìn)行歧化反應(yīng)，歧化反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)入進(jìn)料換熱器與歧化反應(yīng)進(jìn)料換熱后進(jìn)入熱 高分罐，在熱高分罐中進(jìn)行第一次氣液分離，第一次氣液分離得到的氣相經(jīng)換熱器換熱后 進(jìn)入空冷器和水冷器進(jìn)行冷卻，隨后進(jìn)入反應(yīng)產(chǎn)物分離罐進(jìn)行第二次氣液分離，第二次氣 液分離得到的液相與第一次氣液分離得到的氣相在換熱器中換熱后與熱高分罐中第一次 氣液分離得到的液相進(jìn)行混合，混合后進(jìn)行后續(xù)分餾操作。
[0029] 第二次氣液分離得到的氣相一部分作為產(chǎn)品輸出，另一部分經(jīng)壓縮機(jī)返回進(jìn)行歧 化反應(yīng)。
[0030] 其中，熱高分罐中進(jìn)行第一次氣液分離得到的氣相主要組成為的輕烴和C6 ~C1Q芳烴以及氫氣;熱高分罐中第一次氣液分離得到的液相的主要組成為C6~C1Q芳烴。
[0031] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：
[0032] 本發(fā)明根據(jù)歧化反應(yīng)產(chǎn)物分離部分的工藝特點，采用熱高分分離方法將經(jīng)過換熱 后溫度在90~120°C、壓力介于2.5~3.5MPa的歧化反應(yīng)產(chǎn)物氣液分離，避免了芳烴產(chǎn)物的 重復(fù)冷卻-加熱過程，將熱量充分回收利用。
[0033] 本發(fā)明所采用的熱高分分離流程將經(jīng)過換熱后的歧化反應(yīng)產(chǎn)物分成氣液兩相，液 相不需要冷卻直接進(jìn)入后續(xù)的分餾系統(tǒng);氣相經(jīng)過換熱和冷卻，溫度降至30~50°C，再進(jìn)入 反應(yīng)產(chǎn)物分離罐進(jìn)行氣液分離器;反應(yīng)產(chǎn)物分離罐得到的液相與熱高分罐得到的氣相換熱 后，再與熱高分罐液相混合后溫度為80~120°C，充分減少了后續(xù)分餾系統(tǒng)的加熱負(fù)荷，可 以顯著降低過程能耗，具有更為顯著的節(jié)能特點。
【附圖說明】
[0034]圖1是本發(fā)明所述的二甲苯歧化反應(yīng)產(chǎn)物分離系統(tǒng)及其分離方法的裝置示意圖；
[0035] 其中，1-歧化反應(yīng)進(jìn)料，2-進(jìn)料換熱器，3-加熱爐，4-歧化反應(yīng)器，5-熱高分罐，6-換熱器，7-空冷器，8-水冷器，9-反應(yīng)產(chǎn)物分離罐，10-壓縮機(jī)，11-外送氫，12-補(bǔ)充氫，13-分 饋系統(tǒng)。
【具體實施方式】
[0036] 為更好地說明本發(fā)明，便于理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說 明。但下述的實施例僅僅是本發(fā)明的簡易例子，并不代表或限制本發(fā)明的權(quán)利保護(hù)范圍，本 發(fā)明保護(hù)范圍以權(quán)利要求書為準(zhǔn)。
[0037] 實施例1:
[0038] 如圖1所示，本發(fā)明提供了一種基于熱高分工藝的二甲苯歧化反應(yīng)產(chǎn)物分離系統(tǒng)