一种用于芳烃联合装置吸附分离单元抽出液的分隔壁精馏系统及方法

本发明涉及石油化工，具体涉及一种用于芳烃联合装置吸附分离单元抽出液的分隔壁精馏系统及方法。

背景技术：

1、芳烃联合装置是石化工业中生产c6-c8低碳芳烃(苯、甲苯、二甲苯)的核心装置，装置由石脑油预处理、连续重整、异构化、抽提、歧化、吸附分离和二甲苯蒸馏7个单元组成。其中，吸附分离的任务是精馏来自连续重整、异构化、歧化的c8混合芳烃(简记c8a)，得到纯度为99.80％的产品对二甲苯(px)。其中c8a包括四个同分异构体——对二甲苯、邻二甲苯、间二甲苯和乙苯，其沸点非常接近，如果直接进行蒸馏工艺，会导致能耗高，因而多采用吸附分离工艺后再进行蒸馏。吸附分离工艺中，钡/钾离子交换沸石分子筛为吸附剂，对二乙基苯为解吸剂，吸附剂从c8a中吸附px，解吸剂则将其置换出来，吸附分离后形成富含px和对二乙基苯的抽出液馏出。

2、抽出液的蒸馏一般采用抽出液塔-成品塔双塔精馏工艺，抽出液先进入抽出液塔，从塔底得到解吸剂，塔顶馏出物进入成品塔，经分离塔顶得到甲苯(含苯和非芳烃，送甲苯歧化装置)，塔底得到高纯对二甲苯。但双塔精馏工艺投资大，而且塔顶气(抽出液塔顶气约152℃、成品塔塔顶气约122℃)被冷却，导致能耗升高，运行成本高。现有技术也有一些改进方案，例如考虑利用抽出液塔的塔顶气进行压缩提温产蒸汽，但二甲苯的含量高，压缩时易带液；又如考虑在成品塔塔顶气中的甲苯含量高，虽然不易压缩带液，但热负荷小，回收价值不大。因此，如何研究一种新型抽出液精馏工艺降低分离能耗，是目前迫切需要解决的问题。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的技术问题，本发明的第一个目的是：提供一种用于芳烃联合装置吸附分离单元抽出液的分隔壁精馏系统，包括分隔壁精馏塔、甲苯分离流路、对二甲苯分离流路和对二乙基苯分离流路，与抽出液塔-成品塔双塔精馏工艺相比，塔顶气冷却负荷少，系统余热可以充分回收利用，降低能耗和成本，投资大大降低，产生经济效益。

2、本发明的第二个目的是：提供一种用于芳烃联合装置吸附分离单元抽出液的分隔壁精馏方法，采用上述芳烃联合装置吸附分离单元抽出液的分隔壁精馏系统进行精馏。

3、为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

4、一种用于芳烃联合装置吸附分离单元抽出液的分隔壁精馏系统，包括分隔壁精馏塔、甲苯分离流路、对二甲苯分离流路和对二乙基苯分离流路；分隔壁精馏塔包括设置在塔内部的分隔壁，分隔壁的一端固定在塔底，分隔壁的另一端向上延伸并与塔顶留有一定的距离，分隔壁将塔内部空间分隔成左右布置的第一分离室和第二分离室，以及位于分隔壁上方的公共精馏室，第一分离室、第二分离室和公共精馏室流体连通，第一分离室的侧部设有用于接收来自吸附分离单元抽出液的进料口，第一分离室的底部设有第一出料口，第二分离室的底部设有的第二出料口，公共精馏室的顶部设有的第三出料口；甲苯分离流路与公共精馏室的顶部连接，用于分离甲苯；对二乙基苯分离流路与第一分离室的底部连接，用于分离对二乙基苯；对二甲苯分离流路与第二分离室的底部连接，用于分离对二甲苯。

5、进一步的，甲苯分离流路包括依次连接的第一换热器、热泵压缩机、蒸汽发生器、减压阀、空冷器、回流罐和回流泵，第一换热器通过管路与第三出料口连接，第一换热器用于甲苯与对二乙基苯的热交换，回流泵通过管路与公共精馏室连接。

6、进一步的，对二乙基苯分离流路包括第一再沸器和第二换热器，第一再沸器与第一分离室的底部循环连接，第一再沸器用于对二乙基苯与蒸汽的热交换，第二换热器通过管路与第一出料口连接，第二换热器用于抽出液与对二乙基苯的热交换。

7、进一步的，对二甲苯分离流路包括第二再沸器，第二再沸器与第二分离室的底部循环连接，第二再沸器用于对二甲苯与蒸汽的热交换。

8、进一步的，分隔壁的另一端可转动设置有第一回流分布板和第二回流分布板，第一回流分布板位于第一分离室的顶部，第二回流分布板位于第二分离室的顶部。

9、进一步的，第一分离室的内部在竖直方向上间隔设有多个第一板块，第二分离室的内部在竖直方向上间隔设有多个第二板块，第一板块与第二板块水平设置，公共精馏室的内部在竖直方向上间隔设有多个第三板块。

10、一种用于芳烃联合装置吸附分离单元抽出液的分隔壁精馏方法，采用上述用于芳烃联合装置吸附分离单元抽出液的分隔壁精馏系统进行精馏。

11、进一步的，包括以下步骤：抽出液经第二换热器热交换后，从进料口进入第一分离室中，通过第一再沸器供给再沸热使抽出液分离，分离出的对二乙基苯沉降在第一分离室的底部并通过第一出料口排出外部，得到对二乙基苯产品，含有对二甲苯和甲苯的混合物通过第一分离室的顶部进入公共精馏室；公共精馏室内的甲苯通过第三出料口排出，依次经第一换热器换热、热泵压缩机升压提温、蒸汽发生器放热、空冷器冷却、回流罐回流，对甲苯进行冷回流，冷回流后的甲苯一部分回流至公共精馏室，另一部分排出外部，得到甲苯产品；公共精馏室内的对二甲苯在冷回流的作用下沉降至第二分离室的底部，并通过第二再沸器供给再沸热得到对二甲苯产品，再通过第二出料口排出外部。

12、进一步的，对二乙基苯产品先经过第二换热器与抽出液进行热交换，再经过第一换热器与甲苯进行热交换。

13、进一步的，公共精馏室内的压力为4-60kpag，公共精馏室内的温度为100-130℃，回流罐的温度为70-80℃；第一分离室的液相分配比为0.4-0.6，第二分离室的液相分配比为0.4-0.6。

14、本发明具有如下优点：

15、1.本发明采用分隔壁精馏塔(dividing wall column，简称dwc)替换原抽出液塔和成品塔，对新建项目而言，占地面积少，降低投资成本。

16、2.本发明采用分隔壁精馏塔使分离效率提高，分隔壁精馏塔的板数也可以相应减少，相比传统双塔精馏工艺，塔体投资减少约20％-40％；同时，分隔壁精馏塔减少了中间组分对二甲苯在原抽出液塔中的返混，提高了分离效率，精馏效果好，与双塔精馏工艺相比，分离能耗降低约5％-10％。

17、3.本发明通过公共精馏室巧妙将塔顶气转换成以甲苯为主体的c7组分，压缩性能大大改善，为集成热泵奠定了基础。

18、4.本发明通过热泵压缩机提高了塔顶气热量品质，通过蒸汽发生器产生蒸汽回收了塔顶气潜热，极大降低了冷却负荷，实现了余热再利用。

19、5.本发明仅设置单一分隔壁精馏塔，与双塔精馏工艺相比，节省了一套塔顶气冷凝冷却系统，其他配套设置可以在原有装置的基础上进行改造，如第一再沸器和第二再沸器。

20、6.本发明均能保证甲苯、对二甲苯和对二乙基苯产品的质量和产量，无需改变产品质量控制策略。

技术特征：

1.一种用于芳烃联合装置吸附分离单元抽出液的分隔壁精馏系统，其特征在于：包括分隔壁精馏塔、甲苯分离流路、对二甲苯分离流路和对二乙基苯分离流路；分隔壁精馏塔包括设置在塔内部的分隔壁，分隔壁的一端固定在塔底，分隔壁的另一端向上延伸并与塔顶留有一定的距离，分隔壁将塔内部空间分隔成左右布置的第一分离室和第二分离室，以及位于分隔壁上方的公共精馏室，第一分离室、第二分离室和公共精馏室流体连通，第一分离室的侧部设有用于接收来自吸附分离单元抽出液的进料口，第一分离室的底部设有第一出料口，第二分离室的底部设有的第二出料口，公共精馏室的顶部设有的第三出料口；

2.根据权利要求1所述的一种用于芳烃联合装置吸附分离单元抽出液的分隔壁精馏系统，其特征在于：甲苯分离流路包括依次连接的第一换热器、热泵压缩机、蒸汽发生器、减压阀、空冷器、回流罐和回流泵，第一换热器通过管路与第三出料口连接，第一换热器用于甲苯与对二乙基苯的热交换，回流泵通过管路与公共精馏室连接。

3.根据权利要求1所述的一种用于芳烃联合装置吸附分离单元抽出液的分隔壁精馏系统，其特征在于：对二乙基苯分离流路包括第一再沸器和第二换热器，第一再沸器与第一分离室的底部循环连接，第一再沸器用于对二乙基苯与蒸汽的热交换，第二换热器通过管路与第一出料口连接，第二换热器用于抽出液与对二乙基苯的热交换。

4.根据权利要求1所述的一种用于芳烃联合装置吸附分离单元抽出液的分隔壁精馏系统，其特征在于：对二甲苯分离流路包括第二再沸器，第二再沸器与第二分离室的底部循环连接，第二再沸器用于对二甲苯与蒸汽的热交换。

5.根据权利要求1所述的一种用于芳烃联合装置吸附分离单元抽出液的分隔壁精馏系统，其特征在于：分隔壁的另一端可转动设置有第一回流分布板和第二回流分布板，第一回流分布板位于第一分离室的顶部，第二回流分布板位于第二分离室的顶部。

6.根据权利要求1所述的一种用于芳烃联合装置吸附分离单元抽出液的分隔壁精馏系统，其特征在于：第一分离室的内部在竖直方向上间隔设有多个第一板块，第二分离室的内部在竖直方向上间隔设有多个第二板块，第一板块与第二板块水平设置，公共精馏室的内部在竖直方向上间隔设有多个第三板块。

7.一种用于芳烃联合装置吸附分离单元抽出液的分隔壁精馏方法，其特征在于：采用权利要求1-6任一项所述的用于芳烃联合装置吸附分离单元抽出液的分隔壁精馏系统进行精馏。

8.根据权利要求7所述的一种用于芳烃联合装置吸附分离单元抽出液的分隔壁精馏方法，其特征在于：包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的一种用于芳烃联合装置吸附分离单元抽出液的分隔壁精馏方法，其特征在于：对二乙基苯产品先经过第二换热器与抽出液进行热交换，再经过第一换热器与甲苯进行热交换。

10.根据权利要求8所述的一种用于芳烃联合装置吸附分离单元抽出液的分隔壁精馏方法，其特征在于：公共精馏室内的压力为4-60kpag，公共精馏室内的温度为100-130℃，回流罐的温度为70-80℃；第一分离室的液相分配比为0.4-0.6，第二分离室的液相分配比为0.4-0.6。

技术总结本发明涉及一种用于芳烃联合装置吸附分离单元抽出液的分隔壁精馏系统，包括分隔壁精馏塔、甲苯分离流路、对二甲苯分离流路和对二乙基苯分离流路；分隔壁精馏塔包括设置在塔内部的分隔壁，分隔壁的一端固定在塔底，分隔壁的另一端向上延伸并与塔顶留有一定的距离，分隔壁将塔内部空间分隔成左右布置的第一分离室和第二分离室，以及位于分隔壁上方的公共精馏室，第一分离室、第二分离室和公共精馏室流体连通；甲苯分离流路与公共精馏室的顶部连接；对二乙基苯分离流路与第一分离室的底部连接；对二甲苯分离流路与第二分离室的底部连接。与双塔精馏工艺相比，投资大大降低，塔顶气冷却负荷少，系统余热充分回收利用，降低能耗和成本，产生经济效益。技术研发人员：李国庆,李柯,秦培广受保护的技术使用者：华南理工大学技术研发日：技术公布日：2024/5/29