一種精製粗苯並從中提取噻吩的方法
2024-01-30 09:09:15 2
專利名稱：一種精製粗苯並從中提取噻吩的方法
技術領域：
本發明屬於化工領域，其特徵是涉及一種粗苯精製並從中提取噻吩的方法。
背景技術：
粗苯是煤煉焦過程中生成的粗煤氣中的產物之一，經脫氨後的焦爐煤氣中含有苯、甲苯、二甲苯、三甲苯、噻吩、茚等芳烴，此外還含有不飽和化合物、含硫化合物、脂肪烴、萘、酚類和吡啶類化合物，稱之為粗苯，粗苯為淡黃色透明液體，比水輕，不溶於水，儲存時由於不飽和化合物氧化和聚合形成樹脂物質溶於粗苯中，色澤變暗。由於我國的煉焦行業眾多，年產大量的粗苯，粗苯的直接用途較小，主要用於深加工制苯、甲苯、二甲苯等產品，苯、甲苯、二甲苯都是寶貴的基本有機化工原料，用途廣泛。由於粗苯中還含有一定數量的噻吩，(噻吩是含有一個硫雜原子的五元雜環化合物，分子式為C4H4S,外觀為無色、有刺激 性氣味的液體，熔點-38. 2°C，沸點84. 2°C，相對密度I. 0649，溶於乙醇、乙醚、丙酮、苯等，噻吩具有芳香性，與苯相似，比苯更容易發生親電取代反應，主要取代在2位上，噻吩2位上的氫也很容易被金屬取代，生成汞和鈉等的衍生物，用金屬鈉在液氨和甲醇溶液內還原噻吩，可得二氫噻吩，噻吩也可用作溶劑。)噻吩具有的廣泛用途，應提取出來；另外當苯作溶劑使用製取某些產品時，如果含有微量噻吩將嚴重影響產品質量，甚至使產品報廢，因此也必須將噻吩從苯中提取出來，由於噻吩與苯的沸點接近，難以用一般的分餾法將二者分開。目前粗苯精製並提取噻吩的方法主要有酸洗精製法和加氫精制法，酸洗精製法的優點是工藝簡單、設備投資少，缺點是汙染嚴重、收率低、後處理困難，目前使用已不多；加氫精制法優點是產品純度高，缺點是工藝複雜，設備投資大，能耗高、收率低，兩種方法都具有明顯的缺陷。據公開的文獻報導，目前我國還未有很好的工藝將粗苯精製過程中的噻吩提取出來，這樣既浪費了有限的資源，還會影響苯的質量。為了克服粗苯精製過程中使用酸洗精製法、加氫精制法存在的缺陷，本發明提供了一種以粗苯為原料，經兩苯塔將粗苯分餾為重苯和輕苯兩部分，然後將輕苯加熱為氣相，經過加氫反應器去雜後，提取液相的噻吩油，再將噻吩油經過脫輕、萃取、二次加氫、精餾等工序製得純苯、甲苯、二甲苯、溶劑油和噻吩，該方法具有設備投資少、工藝簡單、生產周期短，產品純度高等一系列優點，與傳統的酸洗法相比，不僅產品質量更好，而且沒有酸鹼等危險操作，沒有酸焦油汙染，更加安全環保，與現在流行的加氫精制法相比，可以得到高附加值的噻吩產品，而且反應溫和，壓力和溫度都有大幅降低，反應壓力和溫度的降低有利於降低反應器的製作難度，反應器的製作材質和工藝要求都有大幅下降，從而進一步降低了投資成本。
發明內容
為了克服粗苯精製過程中使用酸洗精製法汙染嚴重、收率低、後處理困難、加氫精制法工藝複雜，設備投資大，能耗高、收率低的缺陷，本發明以粗苯為原料，通過粗苯脫重、一次加氫、脫輕、萃取、二次加氫和精餾工序來製得純苯、甲苯、二甲苯、溶劑油和噻吩，該方法具有設備投資少、工藝簡單、生產周期短，產品純度高等一系列優點，與傳統工藝相比，不僅產品質量更好，而且無汙染，反應溫和，反應壓力和溫度都有大幅降低，反應壓力和溫度的降低有利於降低反應器的製作難度，反應器的製作材質和工藝要求都有大幅下降，進一步降低了生產成本。本發明可以通過以下技術方案來實現一種精製粗苯並從中提取噻吩的方法，其特徵是由以下步驟構成I.將定量的粗苯送入兩苯塔後再送入蒸汽開始升溫蒸餾，(兩苯塔理論塔板數不低於45塊，控制壓力在-30Kpa—40KPa，塔頂溫度控制在120°C，塔釜溫度控制在> 190°C，回流比為O. 2-0. 3。)餾程大於210°C的部分作為重苯產品，送入儲存設備儲存待用；餾程小於210°C的部分作為輕苯送入下一級設備蒸發器。2.將輕苯送入蒸發器加熱至IOCTC -120°C轉變為氣相後，送入一段加氫反應器，加氫反應器內氫氣純度保持在90%以上，同時加入催化劑ΝΙ-Μ0，用量的摩爾比為氫氣NI-MO = 99-99. 5 O. 5_1，控制壓力在I. 2Mpa、溫度在120°C左右，讓氣態輕苯中硫，氮，氧等雜質和氫發生反應後除去，並將烯烴加氫飽和，(因烯烴和氫的反應在無催化劑的情況下，無論溫度多高都不易發生，而在催化劑的作用下，加氫反應則能順利進行。)剩餘的物料冷卻為液相的噻吩油。(主要成分為苯、甲苯、二甲苯、溶劑油、噻吩)3.將噻吩油送入脫輕塔中部，脫輕塔壓力控制在O. 35Mpa-0. 4MPa，塔頂溫度控制在125°C -130°C，塔釜溫度控制在150°C _155°C，塔頂設二級冷凝器，一級冷凝器溫度控制在70 V _72°C，冷凝液進入脫輕系統全回流，一級冷凝氣相進入二級冷凝器，二級冷凝溫度控制在40°C以下，單獨設儲罐回收低沸點的非芳烴物質備用，脫除輕組分的噻吩油進入萃取系統。4.將脫除輕組分後的噻吩油送入萃取系統，萃取系統由萃取塔與再生塔組成，萃取塔內萃取液採用N-甲醯嗎啉，控制萃取塔塔頂壓力為常壓、溫度為84°C，控制塔釜溫度為145°C，回流比O. 1-0. 3 ;再生塔控制塔頂溫度為55°C、塔釜溫度為183°C，回流比為O. 8-1. 0，塔壓控制在-55KPa左右；噻吩油進入萃取塔的中部，萃取反應發生，從萃取塔塔頂採出噻吩產品(噻吩含量大於90%)，塔底物料送至再生塔中部進行再生，再生塔內剩餘的萃取劑送萃取塔重複利用，經過萃取的噻吩油送下一級。(此時的噻吩油主要成分為苯、甲苯、二甲苯、溶劑油，只含少量噻吩。)5.經過萃取的噻吩油送入二段加氫反應器，調二段加氫反應器內溫度為1900C -200°C，壓力為I. IMpa-L 2MPa，氫氣純度為90%，讓少量的噻吩發生加氫反應，將剩餘的少量噻吩全部脫除，得到加氫油；加氫油進入分餾塔進行精餾，使用普通的精餾技術將加氫油精餾，餾程在80°C -83°C時得到純苯(純度大於99. 99%，硫含量小於O. 1PPM，)，餾程在95°C -100°C時得到純甲苯(純度大於99. 9 %，硫含量小於O. 5PPM，)，餾程在1370C -1400C )時得到二甲苯，餾程在150°C _180°C和180°C _210°C時得到兩種溶劑油。本發明的有益效果是
I.沒有酸鹼等危險操作，沒有酸焦油汙染，安全環保，整個生產過程反應溫和，壓力和溫度都有大幅降低，反應壓力和溫度的降低有利於降低反應器的製作難度，反應器的製作材質和工藝要求都有大幅下降，從而進一步降低了設備的投資成本，還可以得到高附加值的噻吩產品。2.工藝簡單.產品收率高、生產周期短，產品純度高。
具體實施例方式下面結合具體的實施例，進一步詳細描述本發明。實施例I將定量的粗苯送入兩苯塔後送入蒸汽開始升溫蒸餾，(兩苯塔理論塔板數不低於45塊，控制壓力在-30Kpa—40KPa，塔頂溫度控制在120°C，塔釜溫度控制在> 190°C，回流比為O. 2-0. 3。)餾程大於210°C的部分作為重苯產品，送入儲存設備儲存待用；餾程小於210°C的部分作為輕苯送入下一級設備蒸發器。將輕苯送入蒸發器加熱至IOCTC轉變為氣相後，送入一段加氫反應器，加氫反應器內氫氣純度保持在90%以上，同時加入催化劑ΝΙ-Μ0，用量的摩爾比為氫氣NI-MO = 99 1，控制壓力在I. 2Mpa、溫度在120°C左右，讓氣態輕苯中硫，氮，氧等雜質和氫發生反應後除去，並將烯烴加氫飽和，剩餘的物料冷卻為液相的噻吩油。將噻吩油送入脫輕塔中部，脫輕塔壓力控制在O. 35Mpa，塔頂溫度控制在125°C，塔釜溫度控制在150°C，塔頂設二級冷凝器，一級冷凝器溫度控制在70°C，冷凝液進入脫輕系統全回流，一級冷凝氣相進入二級冷凝器，二級冷凝溫度控制在40°C以下，單獨設儲罐回收低沸點的非芳烴物質備用，脫除輕組分的噻吩油進入萃取系統。將脫除輕組分後的噻吩油送入萃取系統，萃取系統由萃取塔與再生塔組成，萃取塔內萃取液採用N-甲醯嗎啉，控制萃取塔塔頂壓力為常壓、溫度為84°C，控制塔釜溫度為145°C，回流比O. 1-0. 3 ;再生塔控制塔頂溫度為55°C、塔釜溫度為183°C，回流比為O. 8-1. 0，塔壓控制在_55KPa左右；噻吩油進入萃取塔的中部，萃取反應發生，從萃取塔塔頂採出噻吩產品(噻吩含量大於90%)，塔底物料送至再生塔中部進行再生，再生塔內剩餘的萃取劑送萃取塔重複利用，經過萃取的噻吩油送下一級。經過萃取的噻吩油送入二段加氫反應器，調二段加氫反應器內溫度為190°C，壓力為I. IMpa，氫氣純度為90%，讓少量的噻吩發生加氫反應，將剩餘的少量噻吩全部脫除，得到加氫油；加氫油進入分餾塔進行精餾，使用普通的精餾技術將加氫油精餾，餾程在80°C -83°C時得到純苯(純度大於99. 99%，硫含量小於O. 1PPM，)，餾程在950C -100°C時得到純甲苯(純度大於99. 9%，硫含量小於O. 5PPM，)，餾程在137°C -140°C )時得到二甲苯，餾程在150°C -180°C和180°C _210°C時得到兩種溶劑油。實施例2將定量的粗苯送入兩苯塔後送入蒸汽開始升溫蒸餾，(兩苯塔理論塔板數不低於45塊，控制壓力在-30Kpa—40KPa，塔頂溫度控制在120°C，塔釜溫度控制在> 190°C，回流比為O. 2-0. 3。)餾程大於210°C的部分作為重苯產品，送入儲存設備儲存待用；餾程小於210°C的部分作為輕苯送入下一級設備蒸發器。將輕苯送入蒸發器加熱至IlCTC轉變為氣相後，送入一段加氫反應器，加氫反應器內氫氣純度保持在90%以上，同時加入催化劑ΝΙ-Μ0，用量的摩爾比為氫氣NI-M0 = 99.25 O. 75，控制壓力在I. 2Mpa、溫度在120°C左右，讓氣態輕苯中硫，氮，氧等雜質和氫發生反應後除去，並將烯烴加氫飽和，剩餘的物料冷卻為液相的噻吩油。將噻吩油送入脫輕塔中部，脫輕塔壓力控制在O. 375MPa，塔頂溫度控制在127. 5°C，塔釜溫度控制在152. 5°C，塔頂設二級冷凝器，一級冷凝器溫度控制在71°C，冷凝液進入脫輕系統全回流，一級冷凝氣相進入二級冷凝器，二級冷凝溫度控制在40°C以下，單獨設儲罐回收低沸點的非芳烴物質備用，脫除輕組分的噻吩油進入萃取系統。將脫除輕組分後的噻吩油送入萃取系統，萃取系統由萃取塔與再生塔組成，萃取塔內萃取液採用N-甲醯嗎啉，控制萃取塔塔頂壓力為常壓、溫度為84°C，控制塔釜溫度為145°C，回流比O. 1-0. 3 ;再生塔控制塔頂溫度為55°C、塔釜溫度為183°C，回流比為O. 8-1. 0，塔壓控制在-55KPa左右；噻吩油進入萃取塔的中部，萃取反應發生，從萃取塔塔頂採出噻吩產品(噻吩含量大於90%)，塔底物料送至再生塔中部進行再生，再生塔內剩餘的萃取劑送萃取塔重複利用，經過萃取的噻吩油送下一級。經過萃取的噻吩油送入二段加氫反應器，調二段加氫反應器內溫度為195°C，壓力為I. 15Mpa，氫氣純度為90%，讓少量的噻吩發生加氫反應，將剩餘的少量噻吩全部脫除，得到加氫油；加氫油進入分餾塔進行精餾，使用普通的精餾技術將加氫油精餾，餾程在80°C -83°C時得到純苯(純度大於99. 99%，硫含量小於O. 1PPM，)，餾程在95°C -100°C時得到純甲苯(純度大於99. 9%，硫含量小於O. 5PPM，)，餾程在137°C -140°C )時得到二甲苯，餾程在150°C _180°C和180°C _210°C時得到兩種溶劑油實施例3將定量的粗苯送入兩苯塔後送入蒸汽開始升溫蒸餾，(兩苯塔理論塔板數不低於45塊，控制壓力在-30Kpa—40KPa，塔頂溫度控制在120°C，塔釜溫度控制在> 190°C，回流比為O. 2-0. 3。)餾程大於210°C的部分作為重苯產品，送入儲存設備儲存待用；餾程小於210°C的部分作為輕苯送入下一級設備蒸發器。將輕苯送入蒸發器加熱至120°C轉變為氣相後，送入一段加氫反應器，加氫反應器內氫氣純度保持在90%以上，同時加入催化劑ΝΙ-Μ0，用量的摩爾比為氫氣NI-MO = 99. 5 O. 5，控制壓力在I. 2Mpa、溫度在120°C左右，讓氣態輕苯中硫，氮，氧等雜質和氫發生反應後除去，並將烯烴加氫飽和，剩餘的物料冷卻為液相的噻吩油。將噻吩油送入脫輕塔中部，脫輕塔壓力控制在O. 4MPa，塔頂溫度控制在130°C，塔釜溫度控制在155°C，塔頂設二級冷凝器，一級冷凝器溫度控制在72°C，冷凝液進入脫輕系統全回流，一級冷凝氣相進入二級冷凝器，二級冷凝溫度控制在40°C以下，單獨設儲罐回收低沸點的非芳烴物質備用，脫除輕組分的噻吩油進入萃取系統。將脫除輕組分後的噻吩油送入萃取系統，萃取系統由萃取塔與再生塔組成，萃取塔內萃取液採用N-甲醯嗎啉，控制萃取塔塔頂壓力為常壓、溫度為84°C，控制塔釜溫度為145°C，回流比O. 1-0. 3 ；再生塔控制塔頂溫度為55°C、塔釜溫度為183°C，回流比為O. 8-1. 0，塔壓控制在_55KPa左右；噻吩油進入萃取塔的中部，萃取反應發生，從萃取塔塔頂採出噻吩產品(噻吩含量大於90%)，塔底物料送至再生塔中部進行再生，再生塔內剩餘的萃取劑送萃取塔重複利用，經過萃取的噻吩油送下一級。經過萃取的噻吩油送入二段加氫反應器，調二段加氫反應器內溫度為200°C，壓力為I. 2MPa，氫氣純度為90%，讓少量的噻吩發生加氫反應，將剩餘的少量噻吩全部脫除，得到加氫油；加氫油進入分餾塔進行精餾，使用普通的精餾技術將加氫油精餾，餾程在80°C _83°C時得到高純苯(純度大於99. 99%，硫含量小於O. 1PPM，)，餾程在95°C-100°C時得到高純甲苯(純度大於99.9%，硫含量小於O. 5PPM，)，餾程在1370C -1400C )時得到二甲苯，餾程在150°C _180°C和180°C _210°C時得到兩種溶劑油。
權利要求
1.一種精製粗苯並從中提取噻吩的方法，其特徵是以粗苯為主要原料，以氫氣、催化劑NI-MO、萃取液N-甲醯嗎啉為輔料,通過粗苯脫重、一次加氫、脫輕、萃取、二次加氫和精餾工序來製得成品。
2.根據權利要求I所述的一種精製粗苯並從中提取噻吩的方法，其第一步的特徵是將定量的粗苯送入兩苯塔後再送入蒸汽開始升溫蒸餾，(兩苯塔理論塔板數不低於45塊，控制壓力在-30Kpa—40KPa，塔頂溫度控制在120°C，塔釜溫度控制在> 190°C，回流比為O.2-0. 3。)餾程大於210°C的部分作為重苯產品，送入儲存設備儲存待用；餾程小於210°C的部分作為輕苯送入下一級設備蒸發器。
3.根據權利要求I所述的一種精製粗苯並從中提取噻吩的方法，其第二步的特徵是將輕苯送入蒸發器加熱至10(TC -120°C轉變為氣相後，送入一段加氫反應器，加氫反應器內氫氣純度保持在90%以上，同時加入催化劑NI-MO，用量的摩爾比為氫氣NI-MO =99-99.5 O. 5-1，控制壓力在I. 2Mpa、溫度在120°C左右，讓氣態輕苯中硫，氮，氧等雜質和氫發生反應後除去，並將烯烴加氫飽和，剩餘的物料冷卻為液相的噻吩油。
4.根據權利要求I所述的一種精製粗苯並從中提取噻吩的方法，其第三步的特徵是將噻吩油送入脫輕塔中部，脫輕塔內的壓力需控制在O. 35Mpa-0. 4MPa，塔頂溫度控制在1250C -130°C，塔釜溫度控制在150°C _155°C，塔頂設二級冷凝器，一級冷凝器溫度控制在700C -720C，冷凝液進入脫輕系統全回流，一級冷凝氣相進入二級冷凝器，二級冷凝溫度控制在40°C以下，單獨設儲罐回收低沸點的非芳烴物質備用，脫除輕組分的噻吩油進入萃取系統。
5.根據權利要求I所述的一種精製粗苯並從中提取噻吩的方法，其第四步的特徵是將脫除輕組分後的噻吩油送入萃取系統，萃取系統由萃取塔與再生塔組成，萃取塔內萃取液採用N-甲醯嗎啉，控制萃取塔塔頂壓力為常壓、溫度為84°C，控制塔釜溫度為145°C，回流比O. 1-0. 3 ;再生塔控制塔頂溫度為55°C、塔釜溫度為183°C，回流比為O. 8-1. 0，塔壓控制在-55KPa左右；噻吩油進入萃取塔的中部，萃取反應發生，從萃取塔塔頂採出噻吩產品(噻吩含量大於90% )，塔底物料送至再生塔中部進行再生，再生塔內剩餘的萃取劑送萃取塔重複利用，經過萃取的噻吩油送下一級。
6.根據權利要求I所述的一種精製粗苯並從中提取噻吩的方法，其第五步的特徵是經過萃取的噻吩油送入二段加氫反應器，調二段加氫反應器內溫度為190°C _200°C，壓力為I. IMpa-l. 2MPa，氫氣純度為90%，讓少量的噻吩發生加氫反應，將剩餘的少量噻吩全部脫除，得到加氫油；加氫油進入分餾塔進行精餾，使用普通的精餾技術將加氫油精餾，餾程在80°C -83°C時得到純苯(純度大於99. 99%，硫含量小於O. 1PPM，)，餾程在95°C -100°C時得到純甲苯(純度大於99. 9%，硫含量小於O. 5PPM，)，餾程在137°C -140°C )時得到二甲苯,餾程在150°C -180°C和180°C _210°C時得到兩種溶劑油。
全文摘要
本發明公開了一種精製粗苯並從中提取噻吩的方法，該發明屬於化工領域。本發明是以粗苯為主要原料，以氫氣、催化劑NI-MO、萃取液N-甲醯嗎啉為輔料，以兩苯塔、蒸發器、一段加氫反應器、脫輕塔、萃取塔、再生塔、二段加氫反應器、分餾塔為設備，通過萃取法來製取苯系列產品及噻吩；該方法的優點是整個生產過程反應溫和，壓力和溫度較低，反應壓力和溫度的降低有利於降低反應器的製作難度，反應器的製作材質和工藝要求都有大幅下降，從而進一步降低了投資成本，且苯系列產品收率高、純度高，和其它工藝相比還可以得到高附加值的產品噻吩。
文檔編號C07D333/10GK102617265SQ201110035180
公開日2012年8月1日 申請日期2011年1月30日 優先權日2011年1月30日
發明者彭宏, 林鵬增, 王晉勇 申請人:江蘇永鵬科技實業有限公司