一種甲苯歧化生產苯和二甲苯的方法及其設備技術

本發明專利技術公開了一種甲苯歧化生產苯和二甲苯的方法及其設備。由原料預熱器、原料換熱器、原料加熱器、反應精餾塔、反應精餾塔重沸器、反應精餾塔頂冷卻器、反應精餾塔頂回流罐、汽提塔、汽提塔進料預熱器、汽提塔重沸器、汽提塔頂冷卻器、二甲苯產品冷卻器、苯產品冷卻器和汽提塔頂回流罐組成；本發明專利技術使用反應精餾生產苯和二甲苯的方法，實現了甲苯歧化反應單程95~99wt%的轉化率；本發明專利技術的方法消除了傳統甲苯歧化過程中大量甲苯循環的流程，避免了甲苯升溫、汽化、降溫、冷凝、再升溫和汽化的過程，節約能耗46%~80%；本發明專利技術使用反應精餾塔和汽提塔替代了原有的反應器、汽提塔、苯塔和甲苯塔，流程結構簡單，設備投資顯著降低。

【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】本專利技術公開了一種甲苯歧化生產苯和二甲苯的方法及其設備。由原料預熱器、原料換熱器、原料加熱器、反應精餾塔、反應精餾塔重沸器、反應精餾塔頂冷卻器、反應精餾塔頂回流罐、汽提塔、汽提塔進料預熱器、汽提塔重沸器、汽提塔頂冷卻器、二甲苯產品冷卻器、苯產品冷卻器和汽提塔頂回流罐組成；本專利技術使用反應精餾生產苯和二甲苯的方法，實現了甲苯歧化反應單程95~99wt%的轉化率；本專利技術的方法消除了傳統甲苯歧化過程中大量甲苯循環的流程，避免了甲苯升溫、汽化、降溫、冷凝、再升溫和汽化的過程，節約能耗46%~80%；本專利技術使用反應精餾塔和汽提塔替代了原有的反應器、汽提塔、苯塔和甲苯塔，流程結構簡單，設備投資顯著降低。【專利說明】一種甲苯歧化生產苯和二甲苯的方法及其設備
本專利技術涉及苯和二甲苯的生產工藝，具體地說，涉及一種甲苯歧化生產苯和二甲苯的方法及其設備。
技術介紹
我國工業能耗約超過全社會總能耗70%，許多能量密集工業過程的單位產品能耗水平比國際先進水平高30~80%。高耗能工業的節能減排增效是社會、經濟和環境可持續發展的迫切需要。苯和二甲苯是重要的化工溶劑和基本有機化工原料，廣泛用于制取工業溶劑、塑料、橡膠、纖維、藥品、染料、殺蟲劑等。利用甲苯制取苯和二甲苯是以反應、分離等熱加工過程為主的高能耗、高物耗過程工業。現有甲苯歧化制取苯和二甲苯涉及反應器、汽提塔、苯塔和甲苯塔等重要耗能設備，缺乏考慮能量綜合優化的工藝創新設計和全局集成，存在主要問題如下:(1)甲苯歧化反應受化學平衡限制，二甲苯單程轉化率低；(2)在甲苯歧化反應器中，反應產物二甲苯無法及時移出反應體系，導致副反應增多，目標產物二甲苯收率進一步降低；(3)未反應的甲苯、反應產物苯和二甲苯均是近沸點物質，導致流程復雜、分離設備投資大、能耗高；(4)大量未反應完全的甲苯在整個流程中循環，存在反復的升溫、汽化、降溫、冷凝、再升溫和汽化的過程，能量浪費嚴重。因此，甲苯歧化高耗能過程的節能型工藝創新對降低苯和二甲苯生產成本、減少能源和資源消耗極為重要。
技術實現思路
本專利技術的目的是針對現有工藝技術中存在的不足，提供一種流程簡單、能耗小的甲苯歧化生產苯和二甲苯的方法及其設備。本專利技術的目的是通過以下技術方案予以實現: 一種甲苯歧化生產苯和二甲苯的設備，由原料預熱器、原料換熱器、原料加熱器、反應精餾塔、反應精 餾塔重沸器、反應精餾塔頂冷卻器、反應精餾塔頂回流罐、汽提塔、汽提塔進料預熱器、汽提塔重沸器、汽提塔頂冷卻器、二甲苯產品冷卻器、苯產品冷卻器和汽提塔頂回流罐組成； 原料預熱器出口通過管道與原料換熱器進口連接，原料換熱器出口通過管道與原料加熱器進口連接，原料加熱器出口通過管道與反應精餾塔進料入口連接，反應精餾塔的底部通過管道分別與反應精餾塔重沸器入口和原料換熱進口連接，反應精餾塔重沸器出口通過管道與反應精餾塔底部的入口連接，原料換熱器出口通過管道與二甲苯產品冷卻器入口連接，二甲苯產品冷卻器出口通過管線與二甲苯產品出裝置線路連接，反應精餾塔頂部通過管道與原料預熱器入口連接，原料預熱器出口通過管道與反應精餾塔頂冷卻器入口連接，反應精餾塔頂冷卻器出口通過管道與反應精餾塔頂回流罐入口連接，反應精餾塔頂回流罐氣相出口通過管道與燃料氣出裝置線路連接，反應精餾塔頂回流罐液相出口通過管道分別與反應精餾塔頂部的回流入口和汽提塔進料預熱器入口連接，汽提塔進料預熱器出口通過管道與汽提塔進料入口連接，汽提塔底部通過管道分別與汽提塔重沸器入口和汽提塔進料預熱器進口連接，汽提塔重沸器出口通過管道與汽提塔底部的入口連接，汽提塔進料預熱器出口通過管道與苯產品冷卻器的入口連接，苯產品冷卻器的出口通過管道與苯產品出裝置線路連接，汽提塔頂部通過管道與汽提塔頂冷卻器入口連接，汽提塔頂冷卻器出口通過管道與汽提塔頂回流罐入口連接，汽提塔頂回流罐氣相出口通過管線與燃料氣出裝置線路連接，汽提塔頂回流罐液相出口通過管線分別與汽提塔頂和輕烴產品出裝置線路連接。利用上述設備生產苯和二甲苯的方法，包括如下步驟: (1)原料甲苯經升壓至1.8~3.6MPa后，進入原料預熱器與反應精餾塔頂氣相換熱，然后進入原料換熱器與產品二甲苯換熱，再進入原料加熱器升溫至24(T300°C經反應精餾塔的反應段進行歧化反應； (2)反應精餾塔底二甲苯經原料換熱器與進料甲苯換熱后，再進入二甲苯產品冷卻器冷卻至4(T60°C作為產品送出裝置； (3)反應精餾塔頂氣相經原料預熱器與進料甲苯換熱后，再經過反應精餾塔頂冷卻器冷卻至35~45°C后進入反應精餾塔頂回流罐，不凝氣直接出裝置作為燃料氣使用，回流罐液相分兩路:一路液相返回反應精餾塔頂部，另一路進入汽提塔進料預熱器，與產品苯換熱后進入汽提塔； (4)汽提塔底苯經汽提塔進料預熱器與汽提塔進料換熱后，再進入苯產品冷卻器冷卻至4(T60°C作為產品送出裝置； (5)汽提塔頂氣相經汽提塔頂冷卻器冷卻至35~45°C后進入汽提塔頂回流罐，不凝氣直接出裝置作為燃料氣使用，回流罐液相分兩路:一路液相返回汽提塔頂部，另一路作為輕烴產品出裝置。在上述生產方法中，所述反應精餾塔頂壓力為1.6^3.6MPa，塔頂溫度為220~270°C，塔底溫度為26(T320°C;所述`汽提塔頂壓力為0.5~0.9MPa，塔頂溫度為120~150°C，塔底溫度為160~220°C。在上述生產方法中，本專利技術所用的原料是純度為90.0wt%以上的甲苯，產品苯純度為96.0~99.6 wt%，產品二甲苯純度為95.0~99.0wt%。與現有技術相比，本專利技術具有如下有益效果: (1)本專利技術使用反應精餾生產苯和二甲苯的方法，通過反應產物苯和二甲苯的連續移出反應體系，使甲苯歧化反應不斷向目的方向移動，實現了甲苯歧化反應單程95、9 #%的轉化率； (2)本專利技術方法通過甲苯歧化反應與苯、二甲苯分離過程的耦合，消除了傳統甲苯歧化過程中大量甲苯循環的流程，避免了甲苯升溫、汽化、降溫、冷凝、再升溫和汽化的過程，節約能耗46%~80% ； (3)本專利技術使用反應精餾塔和汽提塔替代了原有的反應器、汽提塔、苯塔和甲苯塔，流程結構簡單，設備投資顯著降低。【專利附圖】【附圖說明】圖1為甲苯歧化生產苯和二甲苯的設備結構示意圖。圖2為利用本專利技術設備的生產工藝流程圖。其中，I為原料預熱器，2為原料換熱器，3為原料加熱器，4為反應精餾塔，5為反應精餾塔重沸器，6為二甲苯產品冷卻器，7為反應精餾塔頂冷卻器，8為反應精餾塔頂回流罐，9為汽提塔進料預熱器，10為汽提塔，11為汽提塔重沸器，12為苯產品冷卻器，13為汽提塔頂冷卻器，14為汽提塔頂回流罐。【具體實施方式】如圖1所示，一種甲苯歧化生產苯和二甲苯的設備，由原料預熱器1、原料換熱器2、原料加熱器3、反應精餾塔4、反應精餾塔重沸器5、反應精餾塔頂冷卻器7、反應精餾塔頂回流罐8、汽提塔10、汽提塔進料預熱器9、汽提塔重沸器11、汽提塔頂冷卻器13、二甲苯產品冷卻器6、苯產品冷卻器12和汽提塔頂回流罐14組成；原料預熱器I出口通過管道與原料換熱器2進口連接，原料換熱器2出口通過管道與原料加熱器3進口連接，原料加熱器3出口通過管道與反應精餾塔4進料入口連接，反應精餾塔4的底部通過管道分別與反本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：張冰劍，陳清林，
申請(專利權)人：中山大學，
類型：發明
國別省市：