专利名称：焦化苯及含硫苯的萃取精馏系统及其精制方法
技术领域：
本发明属于化工领域的焦化苯或含硫苯精制技术，尤其是涉及一种焦化苯及含硫 苯的萃取精馏系统及其精制方法。
背景技术：
我国煤炭资源丰富，焦化产业发达，粗苯总产量居世界第一位。粗苯组成复杂，含 有多种杂质，其中硫化物尤其是噻吩系硫化物的存在影响着焦化苯的深度加工，需要予以 脱除。传统的脱除苯中硫化物的方法主要是硫酸精制法和催化加氢法，广泛采用的是硫酸 精制法。但是硫酸精制工艺存在一系列的缺点，如在酸洗过程中破坏了噻吩和甲基噻吩，而 生成的噻吩磺酸和不饱和烃的聚合物会形成酸焦油，而目前的技术无法进行妥善处理，对 环境存在严重污染，造成的影响不可逆转，如今硫酸精制法已经是亟待淘汰的工艺。而一旦 停止硫酸精制法，从普通工艺得到的焦化苯中不仅含有环戊二烯、甲基环己烷等非芳组分， 更含有高达2000 18000ppm的噻吩，其缺点更为明显。通过检索，发现两篇相关专利文献，其一一种由焦化苯分离提纯精制苯的方法 (CN1911879)，以焦化轻苯或焦化轻苯经蒸馏切割得到的含噻吩窄苯馏分，或焦化轻苯经蒸 馏切割得到的含噻吩苯-甲苯馏分为原料，并包括如下步骤将焦化苯原料与混酸溶剂充 分混合反应，使焦化苯中的噻吩转化为噻吩衍生物；将噻吩衍生物萃取至酸层，分出苯层， 经后处理即得精制苯；所述的混酸溶剂选自于含硫、含氮、含磷、含卤素、含稀土元素无机酸 中的两种或两种以上的任意组合的水溶液，混酸溶剂中H+浓度为5-30mol/L。运用该混 酸工艺，苯的收率可达98%以上，噻吩脱除率可达99%以上。其二 一种由焦化苯加氢脱 硫脱氮制精苯的工艺(CN1948244)，主要包括焦化苯预处理精馏步骤、三级脱硫步骤、精制 步骤等。该工艺对焦化苯加氢脱硫脱氮效率高，制得的精苯纯度高，其中硫、氮等杂质的含 量大大降低，能将硫含量大于7000mg/l、氮含量大于500mg/l的焦化苯精制成苯含量大于 99. 9%、硫含量小于lmg/1、氮含量小于5mg/l的精苯。上述两篇文献的技术方案成本较高，且与本专利申请有较大不同。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种焦化苯及含硫苯的萃取 精馏系统及其精制方法，本方法将高含焦化苯处理成顺酐等工业能使用的含噻吩200 300ppm的焦化纯苯和含噻吩不超过3ppm的无硫纯苯。本发明的目的是通过以下技术方案实现的一种焦化苯及含硫苯的萃取精馏系统，由脱非芳塔、无硫纯苯塔、焦化纯苯塔、萃 取剂再生塔、二级萃取精馏塔、二级萃取剂再生塔、噻吩精制塔依次连接构成。而且，所述主萃取剂再生塔的塔釜采出连接焦化纯苯塔的辅助再沸器，采用二级 萃取剂再生塔的塔釜采出连接二级萃取精馏塔的辅助再沸器。一种焦化苯及含硫苯的精制方法，步骤是
(1)萃取精馏脱非芳高含硫焦化苯进入脱轻塔中部进行常压连续精馏，萃取剂自塔上部进料，在塔顶 富集回收环戊二烯、甲基环己烷，塔釜采出进入无硫纯苯塔；(2)萃取精馏制无硫纯苯经脱轻后的原料自无硫纯苯塔中上部进料进行常压或减压连续精馏，萃取剂自塔 上部进料，塔顶得到噻吩含量不大于3mg/l，纯度不低于99. 9 %的无硫纯苯，塔釜采出进入 焦化纯苯塔中部；(3)萃取精馏制焦化纯苯来自无硫纯苯塔塔釜的物料进入该塔中部进行常压或减压连续精馏，萃取剂自塔 上部进料，塔顶得到噻吩含量200-300mg/l、纯度不低于99. 9%的焦化纯苯，塔釜采出进入 主萃取剂再生塔中部；(4)萃取剂再生来自焦化纯苯塔塔釜的物料进入主萃取剂再生塔中部进行减压连续精馏，塔顶采 出物料进入二级萃取精馏塔中部，塔釜得到再生完毕的萃取剂，经过焦化纯苯塔的辅助再 沸器换热后供给脱非芳塔、无硫纯苯塔、焦化纯苯塔；(5) 二级萃取精馏来自主萃取剂再生塔塔顶的物料进入二级萃取精馏塔的中部进行减压连续精馏， 萃取剂自塔上部进料，塔顶采出物返回原料，塔釜采出进入二级萃取剂再生塔；(6) 二级萃取剂再生来自二级萃取精馏塔塔釜的物料进入二级萃取剂再生塔中部进行减压连续精馏， 塔顶得到粗噻吩，进入噻吩精制塔塔釜，塔釜得到再生完毕的萃取剂，经过二级萃取精馏塔 的辅助再沸器换热后供给二级萃取精馏塔；(7)噻吩精制粗噻吩在噻吩精制塔塔釜内减压间歇精馏，塔顶依次得到苯、噻吩、甲苯、过渡组 分产品。而且，所述步骤(1)中萃取剂循环量为原料量的2-20倍。而且，所述萃取剂包括以下一种或几种物质的混合物α -吡咯烷酮、乙二醇、N， N-二甲基甲酰胺、N，N —二甲基乙酰胺、环丁砜、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜、N-甲酰吗 琳、二甘醇、三甘醇、Y-丁内酯、单乙醇胺及其混合物。本发明的优点和有益效果为1、本发明所设计的专用萃取精馏系统，与加氢法比较投资小，成本低，而且可以得 到满足两种不同使用要求的纯苯产品。2、本发明所设计的相互换热系统，即采用萃取剂再生塔的塔釜采出作为焦化纯 苯塔的辅助再沸器热源，采用二级萃取剂再生塔的塔釜采出作为二级萃取精馏塔的辅助再 沸器热源，可以有效回收再生萃取剂的热量，达到很好的节能降耗效果。3、本发明工艺流程合理，且在整个过程中无废物排放，不存在环境污染问题，属于 环境友好型工艺，物料对设备腐蚀小，成本低，收益率高，应用前景广阔，是替代酸洗法粗苯 加工厂的好方法，可有效促进钢铁企业和炼焦企业对副产品的深加工和综合利用。
图1为本发明的萃取精馏系统构成示意图。
具体实施例方式下面结合实施例，对本发明进一步说明；下述实施例是说明性的，不是限定性的， 不能以下述实施例来限定本发明的保护范围。一种焦化苯或含硫苯的萃取精馏系统，由脱非芳塔、无硫纯苯塔、焦化纯苯塔、主 萃取剂再生塔、二级萃取精馏塔、二级萃取剂再生塔、噻吩精制塔等7座塔组成，上述各塔 均安装相应的冷凝器、再沸器，但在焦化纯苯塔塔釜和二级萃取精馏塔塔釜均另安装有一 个辅助再沸器，主萃取剂再生塔的塔釜采出作为焦化纯苯塔的辅助再沸器的热源，二级萃 取剂再生塔的塔釜采出作为二级萃取精馏塔的辅助再沸器的热源，以回收能量。下面通过两个实施例叙述焦化苯及含硫苯的精制方法。首先说明的是本精制方法所使用的萃取剂包括以下一种或几种物质的混合物 α-吡咯烷酮、乙二醇、N，N_ 二甲基甲酰胺、N，N —二甲基乙酰胺、环丁砜、N-甲基吡咯烷酮、 二甲基亚砜、N-甲酰吗琳、二甘醇、三甘醇、Y-丁内酯、单乙醇胺及其混合物。本发明在下 面实施例所提供的萃取剂分别以N-甲酰吗琳、环丁砜作为示例。实施例1 一种焦化苯及含硫苯的精制方法，步骤是(1)萃取精馏脱非芳含噻吩5000ppm、纯度99%，含甲苯0. 3%的高含硫焦化苯原料送入脱非芳塔中 部，萃取剂N-甲酰吗琳自塔上部进料，萃取剂循环量为原料量的8倍，常压操作，塔顶温度 78°C，在塔顶富集回收环戊二烯、甲基环己烷等非芳组分，苯、噻吩、萃取剂等组分作为塔釜 采出进入无硫纯苯塔。(2)萃取精馏制无硫纯苯经脱轻后的原料自无硫纯苯塔中上部进料，萃取剂自塔上部进料，常压操作，塔顶 温度81°C，塔顶得到噻吩含量0. 5mg/l，纯度为99. 7%的无硫纯苯；塔釜采出进入焦化纯苯 塔中部。(3)萃取精馏制焦化纯苯来自无硫纯苯塔塔釜的物料进入该塔中部，萃取剂自塔上部进料，减压操作，操作 压力-50kpa，塔顶温度58. 8°C，塔顶得到噻吩含量200mg/l、纯度为99. 9%的焦化纯苯，塔 釜采出进入主萃取剂再生塔中部。(4)萃取剂再生来自焦化纯苯塔塔釜的物料进入主萃取剂再生塔中部，减压操作，操作压 力-50kpa，塔顶温度65. 1°C，塔顶采出物料含苯31. 5%、噻吩41. 5%，进入二级萃取精馏塔 中部，塔釜得到再生完毕的萃取剂，供给脱非芳塔、无硫纯苯塔、焦化纯苯塔等使用；主萃取 剂再生塔的塔釜采出作为焦化纯苯塔的辅助再沸器的热源。(5) 二级萃取精馏来自主萃取剂再生塔塔顶的物料进入二级萃取精馏塔的中部，萃取剂自塔上部进 料，减压操作，操作压力_60kpa，塔顶温度52. 8 V，塔顶采出物含苯98%，噻吩2%，返回原
5料，塔釜采出进入二级萃取剂再生塔。(6) 二级萃取剂再生来自二级萃取精馏塔塔釜的物料进入该塔中部，减压操作，操作压力_60kpa，塔顶 温度62. 1V，塔顶得到粗噻吩，含苯0. 1 %，噻吩62. 6 %，甲苯37. 2 %，进入噻吩精制塔塔 釜，塔釜得到再生完毕的萃取剂，供给二级萃取精馏塔使用，二级萃取剂再生塔的塔釜采出 作为二级萃取精馏塔的辅助再沸器的热源。(7)噻吩精制粗噻吩在噻吩精制塔塔釜内减压间歇精馏，塔顶依次得到苯、噻吩、甲苯、过渡组 分等产品。实施例2:一种焦化苯及含硫苯的精制方法，步骤是(1)萃取精馏脱非芳含噻吩15000ppm、纯度98%，含甲苯0. 3%的高含硫焦化苯原料进入脱轻塔中部， 萃取剂环丁砜自塔上部进料，萃取剂循环量为原料量的12倍，常压操作，塔顶温度78°C，在 塔顶富集回收环戊二烯、甲基环己烷等非芳组分，苯、噻吩、萃取剂等组分作为塔釜采出进 入无硫纯苯塔。(2)萃取精馏制无硫纯苯经脱轻后的原料自无硫纯苯塔中上部进料，萃取剂自塔上部进料。常压操作，塔顶 温度81°C。塔顶得到噻吩含量lmg/1，纯度为99. 9%的无硫纯苯；塔釜采出进入焦化纯苯 塔中部。(3)萃取精馏制焦化纯苯来自无硫纯苯塔塔釜的物料进入该塔中部，萃取剂自塔上部进料，减压操作，操作 压力-50kpa，塔顶温度58. 8°C，塔顶得到噻吩含量200mg/l，纯度为99. 9%的焦化纯苯，塔 釜采出进入主萃取剂再生塔中部。(4)萃取剂再生来自焦化纯苯塔塔釜的物料进入主萃取剂再生塔中部，减压操作，操作压 力-50kpa，塔顶温度61. 8°C，塔顶采出物料含苯43%，噻吩46. 9%，进入二级萃取精馏塔中 部，塔釜得到再生完毕的萃取剂，供给脱非芳塔、无硫纯苯塔、焦化纯苯塔等使用。(5) 二级萃取精馏来自主萃取剂再生塔塔顶的物料进入二级萃取精馏塔的中部，萃取剂自塔上部进 料。减压操作，操作压力_60kpa，塔顶温度52. 8°C，塔顶采出物含苯98%，噻吩2%，返回原 料，塔釜采出进入二级萃取剂再生塔。(6) 二级萃取剂再生来自二级萃取精馏塔塔釜的物料进入该塔中部。减压操作，操作压力_60kpa，塔顶 温度58. 60C。塔顶得到粗噻吩，含苯2. 1 %，噻吩82%，甲苯15. 9%，进入噻吩精制塔塔釜， 塔釜得到再生完毕的萃取剂，供给二级萃取精馏塔使用。(7)噻吩精制粗噻吩在噻吩精制塔塔釜内减压间歇精馏，塔顶依次得到苯、噻吩、甲苯、过渡组 分等产品。
其他未叙部分与实施例1相同。
权利要求
一种焦化苯及含硫苯的萃取精馏系统，其特征在于由脱非芳塔、无硫纯苯塔、焦化纯苯塔、萃取剂再生塔、二级萃取精馏塔、二级萃取剂再生塔、噻吩精制塔依次连接构成。
2.根据权利要求1所述的焦化苯及含硫苯的萃取精馏系统，其特征在于所述主萃取 剂再生塔的塔釜采出连接焦化纯苯塔的辅助再沸器，采用二级萃取剂再生塔的塔釜采出连 接二级萃取精馏塔的辅助再沸器。
3.一种焦化苯及含硫苯的精制方法，其特征在于步骤是(1)萃取精馏脱非芳高含硫焦化苯进入脱轻塔中部进行常压连续精馏，萃取剂自塔上部进料，在塔顶富集 回收环戊二烯、甲基环己烷，塔釜采出进入无硫纯苯塔；(2)萃取精馏制无硫纯苯经脱轻后的原料自无硫纯苯塔中上部进料进行常压或减压连续精馏，萃取剂自塔上部 进料，塔顶得到噻吩含量不大于3mg/l，纯度不低于99. 9%的无硫纯苯，塔釜采出进入焦化 纯苯塔中部；(3)萃取精馏制焦化纯苯来自无硫纯苯塔塔釜的物料进入该塔中部进行常压或减压连续精馏，萃取剂自塔上部 进料，塔顶得到噻吩含量200-300mg/l、纯度不低于99. 9%的焦化纯苯，塔釜采出进入主萃 取剂再生塔中部；(4)萃取剂再生来自焦化纯苯塔塔釜的物料进入主萃取剂再生塔中部进行减压连续精馏，塔顶采出物 料进入二级萃取精馏塔中部，塔釜得到再生完毕的萃取剂，经过焦化纯苯塔的辅助再沸器 换热后供给脱非芳塔、无硫纯苯塔、焦化纯苯塔；(5)二级萃取精馏来自主萃取剂再生塔塔顶的物料进入二级萃取精馏塔的中部进行减压连续精馏，萃取 剂自塔上部进料，塔顶采出物返回原料，塔釜采出进入二级萃取剂再生塔；(6)二级萃取剂再生来自二级萃取精馏塔塔釜的物料进入二级萃取剂再生塔中部进行减压连续精馏，塔顶 得到粗噻吩，进入噻吩精制塔塔釜，塔釜得到再生完毕的萃取剂，经过二级萃取精馏塔的辅 助再沸器换热后供给二级萃取精馏塔；(7)噻吩精制粗噻吩在噻吩精制塔塔釜内减压间歇精馏，塔顶依次得到苯、噻吩、甲苯、过渡组分产品 O
4.根据权利要求3所述的焦化苯及含硫苯的精制方法，其特征在于所述步骤(1)中 萃取剂循环量为原料量的2-20倍。
5.根据权利要求3或4所述的焦化苯及含硫苯的精制方法，其特征在于所述萃取剂 包括以下一种或几种物质的混合物α “吡咯烷酮、乙二醇、N，N- 二甲基甲酰胺、N, N 一二 甲基乙酰胺、环丁砜、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜、N-甲酰吗琳、二甘醇、三甘醇、Y-丁内 酯、单乙醇胺及其混合物。
全文摘要
本发明涉及一种焦化苯及含硫苯的萃取精馏系统及其精制方法，系统由脱非芳塔、无硫纯苯塔、焦化纯苯塔、主萃取剂再生塔、二级萃取精馏塔、二级萃取剂再生塔、噻吩精制塔等7座塔组成，除各塔相应的冷凝器、再沸器外，焦化纯苯塔和二级萃取精馏塔均另有一个辅助再沸器；其精制方法分为脱非芳、萃取精馏制无硫纯苯、萃取精馏制焦化纯苯、萃取剂再生、二级萃取精馏及二级萃取剂再生、噻吩精制等几步，实现了一个系统生产两种不同硫含量的苯。本发明工艺流程合理，整个过程无废物排放，不存在环境污染问题，属于环境友好型工艺，物料对设备腐蚀小，成本低，收益率高，应用前景广阔，是钢铁企业和炼焦企业对副产品进行深加工和利用的好方法。
文档编号C07C15/06GK101913978SQ201010235638
公开日2010年12月15日 申请日期2010年7月23日 优先权日2010年7月23日
发明者侯文贵, 方正权, 方正飞, 李英栋, 赵海艳, 高庆伟 申请人:天津凯赛特科技有限公司;山西恒强化工有限公司