用於純化枯烯的裝置和方法與流程

2023-07-15 23:52:41

本申請涉及用於純化枯烯的裝置和方法。

具體地，本發明涉及在純化過程中提高能量效率的純化枯烯的裝置和方法。

背景技術：

枯烯為異丙基苯(C6H5CH(CH3)2)，其在多種化學工業、聚合物工業等中用作重要的中間體材料。目前，製備的大多數枯烯(異丙基苯)用於製備苯酚、丙酮等。

通常，在催化劑的存在下，通過使苯和丙烯在液相或氣相條件下反應來製備枯烯。韓國未審查的專利申請公開第10-2011-0082160號以及韓國未審查的專利申請公開第10-2013-0008595號等提出了涉及枯烯製備的技術。

商業上主要通過烷基化反應以及烷基轉移反應製備枯烯。因此，用於製備枯烯的裝置包括烷基化反應單元以及烷基轉移反應單元。

在烷基化反應單元中，苯和丙烯反應生成枯烯(異丙基苯)，並且，通過枯烯與丙烯之間的反應生成如二異丙基苯(DIPB)、三異丙基苯(TIPB)等的多異丙基苯(PIPB)作為副產物。製備枯烯中的競爭性反應是多烷基化反應。換句話說，其是生成上述如DIPB、TIPB等的PIPB的副反應。

烷基轉移反應單元用於使通過上述副反應產生的PIPB等的多烷基化的苯，與苯反應產生額外的枯烯。

此外，除了上述物質以外，在枯烯的製備中還產生如C3(丙烯、丙烷等)等的輕物質(輕質(lights))以及比PIPB重的重物質(重質(heavies))作為另外的產物，並且與這些物質一起，還存在未耗盡的苯、水等。因此，在烷基化反應單元和烷基轉移反應單元中，除了目標產物枯烯(異丙基苯)以外，還排出如C3(丙烯、丙烷等)等的輕質、PIPB、未耗盡的苯、水以及其他重質；這些物質通過純化工藝除去或循環以得到高純度枯烯。

通常，在枯烯的純化工藝中使用三個蒸餾塔。圖1為說明根據現有技術的用於純化枯烯的裝置的構造的示意圖。參照圖1，根據現有技術的枯烯的純化工藝可以示意性地說明如下。

用於純化枯烯的裝置通常被安裝為與上述烷基化反應單元和烷基轉移反應單元連接，並且包括3個蒸餾塔，如第一蒸餾塔、第二蒸餾塔以及第三蒸餾塔。

第一蒸餾塔是苯塔(benzene column)1，其回收來自烷基化反應單元和烷基轉移反應單元的物流中的苯。

在這種情形中，接收從烷基化反應單元排出的物流的輸入管線1b與接收從烷基轉移反應單元排出的物流的輸入線路1c連接到苯塔1的前端部分。此外，流入新鮮苯的輸入管線1a連接到苯塔1的前端部分。此外，如C3等的輕質和水通過輕質輸出管線1d從苯塔1的上部排出，而枯烯流通過枯烯流輸出管線1e從下部排出。另外，通過苯循環管線1f從苯塔1的大致中心處排出苯，排出的苯被循環。

第二蒸餾塔是枯烯塔(cumene column)2，其回收來自由苯塔1的下部排出的枯烯流中的枯烯。

在這種情形中，通過枯烯輸出管線2a從枯烯塔2的上部排出並回收枯烯。此外，通過PIPB輸出管線2b從枯烯塔2的下部排出PIPB流。

第三蒸餾塔是PIPB塔3，其接收並循環從枯烯塔2的下部排出的PIPB流。

在這種情形中，通過PIPB輸出管線3a從PIPB塔3的上部排出並循環PIPB，如DIPB等。此外，通過重質輸出管線3b從PIPB塔3的下部排出重質。

目標產物枯烯(異丙基苯)可以通過如上的純化方法被純化到高純度並被回收。此外，在上述純化工藝中消耗能量。塔1、2和3中每一個均提供有熱源以藉助沸點的差異分離物質，在該分離工藝中消耗大部分的能量。在圖1中，附圖標記C表示冷凝器，以及附圖標記B表示用於供應熱的熱交換器(或再沸器)。

然而，根據現有技術的枯烯純化工藝需要大量的能量消耗。如上所述，塔1、2以及3中每一個均提供有熱源用於物質的分離，並且存在的問題在於，能耗量巨大，特別是在該分離工藝中。

技術實現要素：

技術問題

本申請提供了改進的用於純化枯烯的裝置和方法。

採用根據本申請的用於純化枯烯的裝置和方法，可以節省輔助設備(如冷凝器、熱交換器等)消耗的能量。

技術方案

為解決前述問題而設計本發明，並且本發明涉及一種用於純化枯烯的裝置，其包括：

第一分隔壁型蒸餾塔，其接收來自烷基化反應單元的物流，並且包括第一苯輸出管線以及下輸出管線，其中，通過所述第一苯輸出管線排出苯，以及通過所述下輸出管線排出苯/枯烯/多異丙基苯(PIPB)流；

第二分隔壁型蒸餾塔，其接收來自烷基轉移反應單元的物流以及通過所述第一分隔壁型蒸餾塔的下輸出管線排出的苯/枯烯/PIPB流，並且包括第二苯輸出管線，以及PIPB流輸出管線，其中，通過所述第二苯輸出管線從上部排出苯，以及通過PIPB流輸出管線從下部排出PIPB流；以及

第三蒸餾塔，其接收通過所述第二分隔壁型蒸餾塔的PIPB流輸出管線排出的PIPB流，並且包括PIPB輸出管線以及重質輸出管線，其中，通過所述PIPB輸出管線從上部排出PIPB，以及通過所述重質輸出管線從下部排出重質。

此外，根據本申請的用於純化枯烯的裝置可以進一步包括：合併單元，通過該合併單元合併第一苯輸出管線和第二苯輸出管線；以及苯循環管線，通過該苯循環管線將在上述合併單元中合併的苯供應至選自烷基化反應單元以及烷基轉移反應單元中的任一個或多個反應單元中。

在一個實施例中，第一苯輸出管線和第二苯輸出管線可以滿足以下數學公式1的方式運行。

[數學公式1]

BZ1/BZ2＝1.0至3.0

(在以上數學公式1中，BZ1表示通過第一苯管線排出的苯的流量，而BZ2表示通過第二苯輸出管線排出的苯的流量)。

此外，本申請涉及用於純化枯烯的方法，所述方法包括：

第一分離工序，其中，來自烷基化反應單元的物流被引入第一分隔壁型蒸餾塔中，通過第一苯輸出管線排出苯，並且通過下輸出管線排出苯/枯烯/PIPB流；

第二分離工序，其中，來自烷基轉移反應單元的物流與在第一分離工序中分離的苯/枯烯/PIPB流被引入第二分隔壁型蒸餾塔中，通過第二苯輸出管線排出苯，並且通過PIPB流輸出管線排出PIPB流；以及

第三分離工序，在第三分離工序中，在第二分離工序中分離的PIPB流被引入第三蒸餾塔中，並且將PIPB和重質分離開。

在一個實施例中，根據本申請的用於純化枯烯的方法可以進一步包括將從第一苯輸出管線和第二苯輸出管線排出的苯合併，並將該合併的苯供應到選自烷基化反應單元以及烷基轉移反應單元中的任一個或多個反應單元的步驟。

在一個實施例中，在根據本申請的用於純化枯烯的方法中的第一分離工序以及第二分離工序可以滿足以下數學公式1。

[數學公式1]

BZ1/BZ2＝1.0至3.0

(在以上數學公式1中，BZ1表示通過第一苯管線排出的苯的流量，而BZ2表示通過第二苯輸出管線排出的苯的流量)。

有益效果

採用根據本申請的用於純化枯烯的裝置和方法，可以節省輔助設備(如冷凝器、熱交換器等)消耗的能量。

附圖說明

圖1為說明根據現有技術的用於純化枯烯的裝置的構造的圖。

圖2為說明根據本申請的實施方式的用於純化枯烯的裝置的構造的圖。

圖3為說明對比實施例中採用的用於純化枯烯的裝置的構造的圖。

圖4為說明實施例中採用的用於純化枯烯的裝置的構造的圖。

附圖標記

10：第一蒸餾塔

14：上輸出管線

15，25：分隔壁

16：下輸出管線

18：第一苯輸出管線

20：第二蒸餾塔

24：枯烯輸出管線

26:多異丙基苯(PIPB)流輸出管線

28：第二苯輸出管線

30：第三蒸餾塔

34：PIPB輸出管線

36：重質輸出管線

40：合併單元

42：苯循環管線

具體實施方式

下文中，將參照附圖以及實施例更詳細地描述根據本申請的用於純化枯烯的裝置和方法。

在本申請中，「和/或」用於指代包含此前或此後列出的一個或多個組件。

在本申請中，「連接」、「安裝」、「組合」等是指可以彼此接合或分開的兩個部件，以及指整體結構。具體地，術語如「連接」、「安裝」、「組合」等描述例如配置成通過壓進配合方式、使用溝槽以及凸起的配合方式、使用連接部件，如螺絲、螺栓、小件(piece)、鉚釘、託架(brackets)等的連接方式彼此接合或分開的兩個部件，以及一旦通過焊接、粘合、一體成型等組合即變為不可分離的兩個部件的整體。

在本申請中的術語如「第一」、「第二」、「第三」、「一端」、「另一端」等用於區分一個部件和另一個部件，並且其應理解為每個組件不受上述術語的限制。下文中，在本申請的說明書中，將省略本領域中熟知的任何相關的通用功能或配置的詳細描述。

在本申請中，「A流」是指至少包含『A』組分的物流，其可以包含『A』組分作為主要組分。例如，「多異丙基苯(PIPB)流」是至少包含『PIPB』的物流，並且可包含『PIPB』作為主要組分。

同時，上述「包含PIPB作為主要組分」可以指在該流的各種組分中，PIPB包含最多。

此外，在本申請中，「A/B流」是指至少包含『A』組分和『B』組分的物流，並且「A/B/C流」是指至少包含『A』組分、『B』組分以及『C』組分的物流。例如，「苯/枯烯/PIPB流」可指至少包含「苯」、「枯烯」以及「PIPB」的物流。

本申請涉及用於純化枯烯的裝置。例如，根據本申請的用於純化枯烯的裝置可與枯烯的製備裝置結合安裝。

在一個實施例中，根據本申請的用於純化枯烯的裝置可以與構成枯烯製備裝置的烷基化反應單元以及烷基轉移反應單元結合安裝。

如之前所述，在上述烷基化反應單元中，苯和丙烯反應生成如DIPB、TIPB等的PIPB。

在這種情形中，通過回收管線分離和回收產生的枯烯，而通過分離管線排出包含上述副產物的物流。

除了作為副產物的上述PIPB以外，在從上述烷基化反應單元排出的物流中，還存在如C3(丙烯、丙烷等)等的輕質、少量未回收的枯烯、未耗盡的苯、水、其他高重量的重質等。

此外，在上述烷基轉移反應單元中，通過上述副反應產生的多烷基化的苯(即PIPB)與苯反應生成額外的枯烯。在從上述烷基轉移反應單元中排出的物流中，除了PIPB以外，還存在比PIPB重的重質。

如上所述，根據本申請的用於純化枯烯的裝置可以接收來自烷基化反應單元的物流以及來自烷基轉移反應單元的物流，並對其純化。

具體來講，根據本申請的用於純化枯烯的裝置可通過彼此不同的蒸餾塔分別接收來自烷基化反應單元的物流以及來自烷基轉移反應單元的物流。

在一個實施例中，根據本申請的用於純化枯烯的裝置包括第一蒸餾塔10、第二蒸餾塔20以及第三蒸餾塔30。在這種情形中，三個塔10、20以及30中至少兩個(例如，第一蒸餾塔10和第二蒸餾塔20)可以是分隔壁塔(DWC)。在另一個實施例中，第三蒸餾塔30也可以是分隔壁塔(DWC)。

在具體實施例中，第一蒸餾塔10接收來自烷基化反應單元的物流，並且其可包括：第一苯輸出管線，以及下輸出管線，其中，通過所述第一苯輸出管線排出苯，通過所述下輸出管線排出苯/枯烯/多異丙基苯(PIPB)流。例如，第一苯輸出管線可以位於第一蒸餾塔10的中部區(central area)。

在具體實施例中，第二蒸餾塔20接收來自烷基轉移反應單元的物流以及從所述第一蒸餾塔的下輸出管線排出的苯/枯烯/多異丙基苯(PIPB)流，並且其可以包括：第二苯輸出管線以及PIPB流輸出管線，其中，通過所述第二苯輸出管線排出苯，通過所述PIPB流輸出管線從下部排出PIPB流。例如，第二苯輸出管線可以位於第二蒸餾塔20上方。

在具體實施例中，第三蒸餾塔30接收從所述第二分隔壁型蒸餾塔的PIPB流輸出管線排出的PIPB流，並且其可以包括：PIPB輸出管線以及重質輸出管線，其中，通過所述PIPB輸出管線從上部排出PIPB，所述重質輸出管線從下部排出重質。

下文中，將參照附圖更詳細描述根據本申請的用於純化枯烯的裝置。

圖2是根據本申請的用於純化枯烯的裝置的示例性的圖。

參照圖2，根據本申請的用於純化枯烯的裝置包括第一蒸餾塔10、安裝在第一蒸餾塔10後面的第二蒸餾塔20以及安裝在第二蒸餾塔20後面的第三蒸餾塔30。

在本申請中，塔10、20以及30中的每一個可以選自在一般工業的蒸餾工藝中使用的蒸餾塔，但是至少第一蒸餾塔10和第二蒸餾塔20可為分隔壁型的。此外，對於塔10、20以及30中每一個的操作條件，例如，本申請中塔10、20以及30中每個塔的塔板數、內徑、壓力、溫度、上部流出物和下部流出物的回流比等，沒有特別限制，並且本領域的普通技術人員在能夠實現本申請的目標的範圍內可以自由重新設計這些條件。

如圖2所示，可以在本申請的塔10、20以及30的每一個中安裝冷凝器和/或熱交換器(或再沸器)。在圖2中，附圖標記C表示冷凝器，並且附圖標記B表示熱交換器(或再沸器)。

在這種情形中，是否安裝冷凝器C和/或熱交換器B取決於各塔10、20以及30。

此外，除非另外指明，冷凝器C和熱交換器B即使在圖中說明，也是可以省略的組件，或相反地，即使在圖中沒有說明，它們也是可被包含(安裝)的組件。

第一蒸餾塔10可以包括至少一個或多個安裝在前端部分的輸入管線11和12。

在一個實施例中，輸入管線11和12包括用於來自烷基化反應單元的物流的輸入管線12，其接收從烷基化反應單元排出的物流。

此外，在另一個示例性的實施方式中，輸入管線11和12可以進一步包括苯輸入管線11，其接收新鮮苯。換句話說，根據本申請的用於純化枯烯的裝置可以進一步包括位於前端部分並接收新鮮苯的苯輸入管線。

當通過苯輸入管線11引入額外的新鮮苯時，可在第一蒸餾塔10和/或第二蒸餾塔20中促進枯烯生成反應，提高枯烯產率。

圖2顯示安裝在第一蒸餾塔10的前端部分的兩個輸入管線11和12。

如圖2所示，苯輸入管線11大致安裝在第一蒸餾塔10的頂部，用於來自烷基化反應單元的物流的輸入管線12安裝在苯輸入管線11下方，並且用於來自烷基化反應單元的物流的輸入管線12可以大致安裝在第一蒸餾塔10的中部區，但其不受此限制。

此外，第一蒸餾塔10包括第一苯輸出管線18以及安裝在下部的下輸出管線16。可通過第一苯輸出管線18排出苯，而可通過下輸出管線16排出苯/枯烯/PIPB流。

另外，如圖2所示，第一蒸餾塔10可進一步包括上輸出管線14。在這種情形中，可通過上輸出管線14排出並除去包含如C3等的輕物質(輕質)和水的輕質流。

例如，在第一蒸餾塔10中，可能將流分成三種類型，包括：包含輕質和水的輕質流、包含苯的苯流、以及包含PIPB的苯/枯烯/PIPB流。

在上述三種類型的流中，例如通過上輸出管線14排出並除去輕質和水，而可通過苯輸出管線18排出苯而被循環。

在一個實施例中，在這三種類型的流中，可將通過第一輸出管線18排出的苯供應到烷基化反應單元和/或烷基轉移反應單元以便循環，或可通過苯輸入管線11將其循環至第一蒸餾塔10中。

在這三種類型的流中，例如可通過下輸出管線16排出苯/枯烯/PIPB流接著將其引入第二蒸餾塔20中。

如前所述，第一蒸餾塔10是分隔壁型。

在第一蒸餾塔10內部，豎直安裝分隔壁15。

在一個實施例中，第一蒸餾塔10的內部被分隔壁15隔開，由此，其可以包括輸入部分a，塔頂區b，輸出部分c和塔底區d，其中向輸入部分a中引入來自烷基化反應單元的物流，從塔頂區b排出輕質和水，從輸出部分c排出苯，以及從塔底區d排出苯/枯烯/PIPB流。

如上述的分隔壁型蒸餾塔(DWC)具有將兩個蒸餾塔整合為一個的結構，由此，可以節省安裝中投入的花費，而且，與使用兩個蒸餾塔的情形相比，單位產量所消耗的能量的量可達到較低水平。

第二蒸餾塔20安裝在第一蒸餾塔10的後面，其可以將引入的物流分成苯流和PIPB流。此外，第二蒸餾塔20還可以從引入的物流中分離出枯烯以產生包含上述苯流和PIPB流的三種類型的流。

在一個實施例中，第二蒸餾塔20可為分隔壁型蒸餾塔，其接收來自烷基轉移反應單元的物流以及從第一分隔壁型蒸餾塔的下輸出管線排出的苯/枯烯/PIPB流，並且包括：第二苯輸出管線以及PIPB流輸出管線，其中，通過所述第二苯輸出管線從上部排出苯，以及通過所述PIPB流輸出管線從下部排出PIPB流。

第二蒸餾塔20可具有用於來自烷基轉移反應單元的物流的輸入管線22以及連接到前端部分的第一蒸餾塔10的下輸出管線16。

第二蒸餾塔20可包括第二苯輸出管線28以及PIPB流輸出管線26。

第二苯輸出管線28大體位於第二蒸餾塔20的頂部，可通過其排出苯。此外，PIPB流輸出管線26位於第二蒸餾塔20下方，並且可從中排出PIPB流。

此外，第二蒸餾塔20可進一步包括大體安裝在中部區的枯烯輸出管線24。通過該枯烯輸出管線24，可排出枯烯。

在以上提及的流中，可循環通過第二苯輸出管線28排出的苯。例如，可將通過第二苯輸出管線28排出的苯供應至烷基化反應單元和/或烷基轉移反應單元以便循環，或者可以通過苯輸入管線11將其循環至第一蒸餾塔10中。

在以上提及的流中，可將通過枯烯輸出管線24排出的枯烯回收為產品。具體地，在冷卻後可將上述排出的枯烯運送至儲存罐接著回收。

在以上提及的流中，可將通過PIPB流輸出管線26排出的PIPB流引入第三蒸餾塔30中。

如同第一蒸餾塔10，第二蒸餾塔20為分隔壁型。

在第二蒸餾塔20內部，豎直安裝分隔壁25。

在一個實施例中，第二蒸餾塔20的內部被分隔壁25隔開，由此，其可以包括：輸入部分a，塔頂區b，輸出部分c和塔底區d，其中，向輸入部分a引入來自烷基化反應單元的物流，從塔頂區b排出輕質和水，從輸出部分c排出苯，以及從塔底區d排出苯/枯烯/PIPB流。

換句話說，第一蒸餾塔和/或第二蒸餾塔被內部安裝的分隔壁隔開，由此，其每一個都可以包括向其中引入來自烷基化反應單元的物流的輸入部分、從中排出輕質和水的塔頂區、從中排出苯的輸出部分、以及從中排出苯/枯烯/PIPB流的塔底區。

第三蒸餾塔30安裝在第二蒸餾塔20的後面，其可以接收從第二蒸餾塔20的下部排出的PIPB流並將它們分離成PIPB和重質。

在一個實施例中，第三蒸餾塔30可以包括安裝在上部的PIPB輸出管線34以及安裝在下部的重質輸出管線36。

通過輸出管線34由上部排出在第三蒸餾塔30中分離的PIPB，而排出的PIPB例如可被供應至烷基轉移反應單元以被循環。

從第二蒸餾塔2引入的PIPB流可包含PIPB，如DIPB、TIPB等。

在這種情形中，在上述DIPB和TIPB中的至少一者(如DIPB)可在第三蒸餾塔30中被分離，通過輸出管線34排出，被供應至烷基轉移反應單元並被循環。

此外，在另一個實施方式中，第三蒸餾塔30可以包括多個PIPB輸出管線34，其能按照種類分離PIPB以分別排出。

例如，第三蒸餾塔30包括安裝在具有大體中等塔板數的塔板處的TIPB輸出管線以及安裝在上部的DIPB輸出管線34，由此，其可以按照種類在多個塔板處分離多烷基化的苯。

同時，通過重質輸出管線36排出的重質是該過程中最重的物質，且具體上可以指比PIPB重的物質(具有較高沸點的物質)。這些重質可通過輸出管線36排出、冷卻且接著被運送到儲存罐。

根據本申請的用於純化枯烯的裝置包括如上所述的三個塔10、20和30，並且在它們中至少第一蒸餾塔10和第二蒸餾塔20是分隔壁型。

此外，根據本申請的用於純化枯烯的裝置將來自烷基化反應單元以及烷基轉移反應單元的物流引入彼此不同的蒸餾塔中。此外，待排出的苯不是用單個塔回收、在單個塔中分離或從單個塔中排出，而是，其是在例如在第一蒸餾塔和第二蒸餾塔兩者中分離或從第一蒸餾塔和第二蒸餾塔兩者中排出。因此，可節省在純化過程中額外使用的熱交換器、冷卻器等所消耗的電量。

更具體地，與在單個苯塔1(參見圖1)中的常規分離的情形相比，由於苯在兩個分隔壁型蒸餾塔10和20中通過兩步分離，苯分離的負載減少，因此，可以減少能耗量。換句話說，當苯以常規的方式在一個苯塔1中分離時，需要供應大量的熱能來提高苯的分離效率。然而，採用根據本申請的純化裝置，在枯烯分離的過程中，苯在第一蒸餾塔10中進行初級分離，在第二蒸餾塔20中進行次級分離，因此，供應至第一蒸餾塔10的熱能(熱源的溫度)消耗更少，由此，可以減少整個過程的能耗量。另外，分隔壁被同時用於苯分離的第一蒸餾塔10和第二蒸餾塔20，由此，可進一步增強節能效果。

此外，根據示例性的實施方式，優選分別安裝在第一蒸餾塔10和第二蒸餾塔20中的第一苯輸出管線18以及第二苯輸出管線28以滿足以下數學公式的方式運行。

[數學公式]

BZ1/BZ2＝1.0至3.0

在以上數學公式中，BZ1表示通過第一苯輸出管線18排出的苯的流量，而BZ2表示通過第二苯輸出管線28排出的苯的流量。

在這種情形中，對於經過各輸出管線18和28的苯的流量的實際值沒有限制，優選的是它們具有滿足以上數學公式的流量比BZ1/BZ2。

當經過第一苯輸出管線18和第二苯輸出管線28的苯的流量比BZ1/BZ2滿足以上數學公式時，在整個分離過程中以及能源效率方面存在很大的優勢。

換句話說，當流量比BZ1/BZ2小於1.0時，在減少供應到第一蒸餾塔10的能量中的消耗量方面可具有優勢，但在這種情形中，負載在第二蒸餾塔20上，並且在第二蒸餾塔20中分離的枯烯的純度可能降低。此外，流量比BZ1/BZ2超過3.0時，負載在第一蒸餾塔10上，由此，減少能耗量的效果很小。考慮到這些要點，1.0至3.0的流量比BZ1/BZ2是優選的。

例如，可以通過控制選自第一蒸餾塔10和第二蒸餾塔20中的一個或多個的操作條件以及塔10和20各自的流入和/或流出量等(但不限於此)，來調節流量比BZ1/BZ2。

根據示例性的實施方式，可通過控制第一蒸餾塔10和/或第二蒸餾塔20的選自壓力、溫度、液位(level)等中的一個或多個操作條件來調節流量比BZ1/BZ2。

此外，根據本申請的用於純化枯烯的裝置可以進一步包括：合併單元40，第一苯輸出管線18與第二苯輸出管線28通過該合併單元合併；以及連接到該合併單元40的苯循環管線42。在這種情形中，通過第一苯輸出管線18和第二苯輸出管線28排出的苯可在合併單元40中合併，接著被供應至選自烷基化反應單元以及烷基轉移反應單元中的一個或多個反應單元。

換句話說，根據本申請的用於純化枯烯的裝置可以進一步包括：合併第一苯輸出管線和第二苯輸出管線的合併單元；以及將在所述合併單元中合併的苯供應到選自烷基化反應單元以及烷基轉移反應單元中的一個或多個反應單元的苯循環管線。

根據以上所述的本申請，如在先所提及，可通過改進的純化工藝提高能源效率。特別是，使用兩個分隔壁型蒸餾塔10和20以兩步分離苯，可以使得能耗量得以減少。

此外，用於來自烷基化反應單元的物流的輸入管線12與第一蒸餾塔10的連接以及用於來自烷基轉移反應單元的物流的輸入管線22與第二蒸餾塔20的連接也可以有助於該純化工藝的改進。

具體來講，如在圖1所示的現有技術中，當將兩個物流輸入管線1b和1c連接到苯塔1時，負載在苯塔上，由此降低在分離過程中苯塔1自身的效率，並且，降低在連續進行整個純化過程的效率。

然而，在根據本申請的用於純化枯烯的裝置的情形中，兩個物流被分別引入兩個塔10和20中，由此減少塔10和20各自的負載並且使得純化過程連續且高效。

同時，在本申請中，對於引入或排出各個上述物質或物流的管線沒有限制，它們可以選自金屬管、塑料管等等。而且，每種管線包括柔性材料。此外，所述管線可具有用於各種物質和物流平滑流動而安裝的泵等，或為控制流動安裝的閥等(關閉和/或控制流量)。

本申請還涉及使用上述裝置純化枯烯的方法。根據本申請的用於純化枯烯的方法包括分別在第一蒸餾塔、第二蒸餾塔和第三蒸餾塔中進行的第一分離工序、第二分離工序以及第三分離工序。

換句話說，根據本申請的用於純化枯烯的方法包括：第一分離工序，其中，來自烷基化反應單元的物流被引入第一蒸餾塔中，通過第一苯輸出管線排出苯，而通過下輸出管線排出苯/枯烯/PIPB流；第二分離工序，其中，來自烷基轉移反應單元的物流與在第一分離工序中分離的苯/枯烯/PIPB流被引入第二分隔壁型蒸餾塔中，通過第二苯輸出管線排出苯，而通過PIPB流輸出管線排出PIPB流；以及第三分離工序，其中，在第二分離工序中分離的PIPB流被引入第三蒸餾塔中，將PIPB和重質分離開。

第一分離工序可在第一蒸餾塔10中進行並且包括：將來自烷基化反應單元的物流引入第一蒸餾塔中，通過例如大致位於中部區的第一苯輸出管線排出苯，以及通過位於下部的下輸出管線排出苯/枯烯/PIPB流的步驟。此外，第一分離工序可以進一步包括通過上輸出管線排出輕質和水的步驟。

在第一分離工序中引入的物流可以包括來自烷基化反應單元的物流並且進一步包括包含待引入到苯輸入管線(該苯輸入管線在之前關於第一蒸餾塔已被提及)的苯流。換句話說，第一分離工序可以進一步包括通過安裝在前端部分的苯輸入管線接收苯的步驟。

第二分離工序可在第二蒸餾塔中進行並且包括如下步驟：將來自烷基轉移反應單元的物流引入第二蒸餾塔中，通過例如位於上部的第二苯輸出管線排出苯，以及通過位於下部的PIPB流輸出管線排出PIPB。此外，第二分離工序可以進一步包括通過枯烯輸出管線排出枯烯的步驟。

採用根據本申請的用於純化枯烯的方法，通過第一分離工序和第二分離工序兩個工序分離苯，由此節省能耗。

此外，採用根據本申請的用於純化枯烯的方法，兩股物流(例如，來自烷基化反應單元的物流以及來自烷基轉移反應單元的物流)被分別引入兩個塔10和20中，由此減少塔10和20各自的負載，使得純化過程連續且高效。

而且，根據本申請的用於純化枯烯的方法可以進一步包括：合併從第一苯輸出管線和第二苯輸出管線排出的苯，接著將合併的苯供應到選自烷基化反應單元和烷基轉移反應單元中的任一個或多個反應單元的步驟。

在此，第一分離工序以及第二分離工序可以滿足以下數學公式1。

[數學公式1]

BZ1/BZ2＝1.0至3.0

在以上數學公式1中，BZ1表示通過第一苯管線18排出的苯的流量，而BZ2表示通過第二苯輸出管線28排出的苯的流量。

當經過第一苯輸出管線18和第二苯輸出管線28的苯的流量比BZ1/BZ2滿足以上數學公式時，在整個分離過程中以及能源效率方面存在很大的優勢。

下文中，將提供本申請的實施例以及對比實施例。提供以下實施例僅幫助理解本申請，而不應理解為限制本申請的技術範圍。

[實施例1]

使用如圖4所示裝置純化枯烯。

圖4中所示的裝置與圖2中所示的裝置相同，但是在圖4中，指定Q用來描述塔10和20各自消耗的熱能。

參照圖4，通過兩個輸入管線11和12各自將新鮮苯11以及從烷基化反應單元排出的物流12引入第一蒸餾塔10中。

在第一蒸餾塔10中，通過上輸出管線14除去輕質和水，而通過在中部的第一苯輸出管線18排出苯。而且，來自下部的物流通過下輸出管線16被引入第二蒸餾塔20中。

從烷基轉移反應單元中排出的物流22與來自第一蒸餾塔10的下部流16一起被引入第二蒸餾塔20中。此外，通過第二苯輸出管線28從上部排出苯，而通過枯烯輸出管線24從中部區排出枯烯。與此同時，通過下輸出管線26排出的多異丙基苯流被引入第三蒸餾塔30中。

此外，通過第三蒸餾塔30的上輸出管線34排出多異丙基苯並被循環到烷基轉移反應單元中，而通過下輸出管線36排出重質接著冷卻。在此情形中，第一蒸餾塔10和第二蒸餾塔20採用分隔壁型蒸餾塔(DWC)，並將經過第一苯輸出管線18的苯流量BZ1與經過第二苯輸出管線28的苯流量BZ2的流量比BZ1/BZ2設為2。

在穩定條件下進行如上的純化工序，並測定供應到第一蒸餾塔10的熱能Q1以及供應到第二蒸餾塔20的熱能Q2。結果如下表1所示。

[實施例2]

除了通過改變第一蒸餾塔10和第二蒸餾塔20的內部壓力、溫度以及液位將經過第一苯輸出管線18的苯流量BZ1與經過第二苯輸出管線28的苯流量BZ2的流量比BZ1/BZ2設為1以外，以與實施例1中相同的方式進行枯烯的純化工序。測定供應到第一蒸餾塔10的熱能Q1以及供應到第二蒸餾塔20的熱能Q2。結果如下表1所示。

[實施例3]

除了通過改變第一蒸餾塔10和第二蒸餾塔20的內部壓力、溫度以及液位將經過第一苯輸出管線18的苯流量BZ1與經過第二苯輸出管線28的苯流量BZ2的流量比BZ1/BZ2設為3以外，以與實施例1中相同的方式進行枯烯的純化工序。測定供應到第一蒸餾塔10的熱能Q1以及供應到第二蒸餾塔20的熱能Q2。結果如下表1所示。

[實施例4]

除了通過改變第一蒸餾塔10和第二蒸餾塔20的內部壓力、溫度以及液位將經過第一苯輸出管線18的苯流量BZ1與經過第二苯輸出管線28的苯流量BZ2的流量比BZ1/BZ2設為0.5以外，以與實施例1中相同的方式進行枯烯的純化工序。測定供應到第一蒸餾塔10的熱能Q1以及供應到第二蒸餾塔20的熱能Q2。結果如下表1所示。

[實施例5]

除了通過改變第一蒸餾塔10和第二蒸餾塔20的內部壓力、溫度以及液位將經過第一苯輸出管線18的苯流量BZ1與經過第二苯輸出管線28的苯流量BZ2的流量比BZ1/BZ2設為3.5以外，以與實施例1中相同的方式進行枯烯的純化工序。測定供應到第一蒸餾塔10的熱能Q1以及供應到第二蒸餾塔20的熱能Q2。結果如下表1所示。

[對比實施例]

使用如圖3所示的裝置純化枯烯。

圖3中所示的裝置與圖1中所示的裝置相同，但在圖3中，指定Q用來描述塔1和2各自消耗的熱能。

對比實施例是常規通用的方法，將省略本領域熟知的具體工藝的描述。

參照圖3，新鮮苯1a、從烷基化反應單元排出的物流1b以及從烷基轉移反應單元排出的物流1c分別通過各個輸入管線1a、1b和1c被引入第一蒸餾塔1中。此外，通過上輸出管線1d排出輕質和水、通過中部輸出管線1f排出苯，而通過下輸出管線1e排出枯烯流。

此外，通過在第二蒸餾塔2上部的輸出管線2a排出枯烯而被回收，並且通過在下部的輸出管線2b排出的多異丙基苯流被引入第三蒸餾塔3中。此外，通過在第三蒸餾塔3的上部的輸出管線3a排出多異丙基苯並被循環到烷基轉移反應單元中，而通過在下部的輸出管線3d排出重質並冷卻。

在穩定條件下進行如上的純化工序，並測定供應到第一蒸餾塔1的熱能Q1以及供應到第二蒸餾塔2的熱能Q2。結果如下[表1]所示。

[表1]

如以上[表1]所示，可以看到，根據實施例1至5，當使用兩個DWC時，來自烷基化反應單元和烷基轉移反應單元的物流被分別引入到兩個塔中，並且通過兩步分離苯，有效地減少了熱能。例如，在實施例1的情形中，發現與常規工藝(對比實施例)相比，節約的量為1.7Gcal/小時(節約大約12.5％)。

此外，如以上[表1]所示，可以看到，節約能量的量隨著苯的流量比BZ1/BZ2而變化。特別是，與相反的情形(實施例4和5)相比，當苯的流量比BZ1/BZ2在1.0至3.0的範圍內時(實施例1至3)，節約更多能量。