二乙苯制二乙烯苯精餾過(guò)程的改進(jìn)

化I進(jìn)展134●CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS ;2002年增刊二乙苯制二乙烯苯精餾過(guò)程的改進(jìn)楊霞孔令啟畢榮山李玉剛韓方煜(青島科技大學(xué)，青島，266042)摘要首先依據二乙烯苯精餾過(guò)程的流程敘述建立了三塔精餾數學(xué)模型，并依據該數學(xué)模型用通用化工過(guò)程模擬與優(yōu)化軟件ECSS進(jìn)行了流程模擬。根據流程模擬結果對其進(jìn)行改進(jìn):一改進(jìn)是將塔頂冷凝器放在塔上成為臥式分凝回流，之后再全凝，此改進(jìn)可降低管路和冷凝器的壓降;二是將精餾塔由板式塔改為填料塔，降低了塔板壓降，有利于二乙烯苯的精餾分離。并選擇了一種最能降低該精餾過(guò)程塔壓降的填料。關(guān)鍵詞二乙烯苯， 精餾，流程模擬，填料中圖分類(lèi)號TQ 028.1文獻標識碼A引言,CHsCH二乙烯苯常溫下呈無(wú)色或淡黃色液體，有刺激CH3性氣味，分子結構中苯環(huán)上存在兩個(gè)不飽和乙烯運用精餾技術(shù)將二乙烯苯從二乙苯脫氫后的產(chǎn)基，與空氣接觸或陽(yáng)光照射易氧化，色澤加深。在物中分離提純。在二乙烯苯的分子結構中，苯環(huán)上工業(yè)上是制造離子交換樹(shù)脂等高分子材料的重要化存在兩個(gè)不飽和乙烯基，溫度過(guò)高時(shí)易自聚。另工原料1。工業(yè)上，二乙烯苯的制取主要是通過(guò)二乙苯催外，該物質(zhì)沸點(diǎn)高，分離難度大，所需理論板數較化脫氫后精餾制得。由于二乙烯苯在溫度超過(guò)多，對其進(jìn)行濃縮時(shí)，由于板數多,塔的壓降大,105~115C時(shí)，會(huì )產(chǎn)生強烈自聚，因此，必須盡可塔頂釜溫差大，也容易引起本品的自聚，導致設備能地降低精餾塔塔釜溫度,同時(shí)，領(lǐng)考慮到經(jīng)濟因堵塞，所以分離時(shí)需加入阻聚劑。同時(shí)，二乙烯苯素，在控制聚合度的前提下，使全塔熱負荷也.的三種同分異構體的分離也很重要。較低。1.2 目前工業(yè)上采用的流程及改進(jìn)目前工業(yè)上采用板式精餾塔，由于其壓降較工業(yè)上采用的二乙烯苯精餾的工藝流程如下:大，造成塔釜溫度較高，不利于生產(chǎn)，本文嘗試選蒸氣與汽化后的二乙苯形成的混合料氣，在觸媒催用真空精餾填料塔，以最大限度地降低全塔壓降，化作用下，二乙苯脫氫生成二乙烯苯。反應后的產(chǎn)從而降低塔釜溫度,同時(shí)還須選擇一個(gè)適 當的塔壓物經(jīng)三塔負壓精餾流程，最后得到成品二乙烯苯。和最能降低該精餾過(guò)程塔壓降的填料。與板式塔相比，新型填料塔具有生產(chǎn)能力大、在二乙烯苯精餾過(guò)程中，由于二乙烯苯形成的分離效率高、壓力降小、操作彈性大、持液量小等聚合物的堵塞，精餾塔釜再沸器往往被迫停車(chē)清特點(diǎn)。填料是填料塔的核心構件，它提供了氣液兩理。其原因是在保持塔-定真空度的情況下， 由于相接觸傳質(zhì)與換熱的表面，與塔內件-起決定了填冷凝器及塔板壓降過(guò)大而造成塔釜溫度過(guò)高所致。料塔的性能。目前，填料的開(kāi)發(fā)和應用仍是沿著(zhù)散為減少冷凝器，管路及塔板壓降，本文提出兩裝填料與規整填料兩個(gè)方向進(jìn)行。點(diǎn)改進(jìn)。其一是將塔頂冷凝器放在塔上成為臥式分為此，必須首先對該精餾過(guò)程作- -個(gè)模擬， 建凝回流，之后再全凝，此改進(jìn)可降低管路和冷凝器立一個(gè)與實(shí)際情況基本符合的流程模型，然后利用的壓降;其二是將精餾塔由板式塔改為填料塔,因它，對精餾過(guò)程進(jìn)行分析,最終對原流程作出一-定為填料塔降低了塔板樂(lè )路有利于二乙烯苯的精餾的改進(jìn)。中國煤化工1二乙烯苯工藝流程簡(jiǎn)述MHCNMHG1.1 二乙烯苯的制備及提純分離[2-6]第一作者簡(jiǎn)介楊霞， 女，30歲，碩士，助理研究員。二乙烯苯是由二乙苯催化脫氫制得E- mail yangxia@ ess. com. cn。2002年增刊楊霞等:二乙苯制二乙烯苯精餾過(guò)程的改進(jìn)135Table 3 The comparison of T1 of old and new flowsheets2二乙烯苯精餾過(guò)程的模擬及改進(jìn)原流程新流程2.1流程的簡(jiǎn)化與建模塔頂壓力/atm0.0200根據原流程的工藝流程簡(jiǎn)圖，將該流程簡(jiǎn)化成塔釜壓力/atm0.48000.038 0塔頂溫度心10.535 611.523 7三個(gè)復雜精餾塔。同時(shí)，為降低流程模擬的難度,塔底溫度心C164.397690.985 3假定這三個(gè)復雜精餾塔均為- -股進(jìn)料，兩股出料,塔頂冷凝器壓力/atm1.0406 30.96102無(wú)側線(xiàn)采出，塔頂均采用全凝器。由于乙基乙烯苯和高沸物性質(zhì)不詳，故用苯來(lái)代替乙基乙烯苯，聯(lián)Table 4 The comparison of T2 of old and new flowsheets苯來(lái)代替高沸物。流程模型如圖1所示。其中，進(jìn)料的狀態(tài)參數和精餾塔的操作參數如表1和表20.020所示。0.4800.038塔頂溫度心C10.54-5.85塔底溫度/心C164.4083.521.041 .0.299[2Table 5 The comparison of T3 of old and new flowsheets0.020 0塔釜壓力/atm .塔頂溫度心.73.03972.8043塔底溫度/C189.810110.949塔頂冷凝器壓力/atm1.0600.983 07結果證明，改進(jìn)流程比原來(lái)的流程塔壓降降低rig.1 Schematic diagram of the flowsheet modelT1-the first column; T2- -the low - boiling column;0.4 atm,塔釜溫度大約降低70 C,其優(yōu)越性顯而T3-the retfication columm易見(jiàn)。Table 1 The value of the feed parameters3填料的選擇進(jìn)料摩爾組成進(jìn)料狀態(tài)溫度/C進(jìn)料流量為保證建議流程的實(shí)現，填料的選擇成為關(guān)苯二乙苯二乙烯苯聯(lián)苯/kmol+h~ I0.1 0.50.30.1液相50100鍵。由于該分離物系屬熱敏性非極性物系的精餾,且須采用真空精餾，故考慮采用效率較高，阻力較Table 2 The value of three columns operation parameters小，持液量較低，通量較大的規整填料精餾塔[7]。T1T2T3以下幾種填料可用于真空精餾:金屬絲網(wǎng)波紋填塔頂操作壓力/atm0.02料，金屬孔板波墳填料和網(wǎng)孔柵格填料。這三種填塔底操作壓力/atm0.48料的共同特點(diǎn)是:沿程阻力較低，通量大;效率較進(jìn)料板板號高;適用于要求壓降較低的真空精餾系統。理論板數0105同時(shí)，考慮到在該物系的分離過(guò)程中，可能有回流比0.80塔頂出料Amol.h- 140.015.0相當數量的二乙烯苯，乙基乙烯苯會(huì )發(fā)生聚合,因塔底出料/kmol:h-125.0而，所選填料還必須具備抗污染能力強的特點(diǎn)。相注: TI代表粗餾塔, T2代表低沸塔，T3代表精餾塔。比較而言，余屬孔.析波紋埴料在這方面優(yōu)勢明顯,而且中國煤化工要求低，可采用簡(jiǎn)2.2原流程 與新流程的比較單的YHCNMHQ低，這些特點(diǎn)使它對新舊流程進(jìn)行過(guò)程模擬，并將二者的數據進(jìn)更適合大規模的工業(yè)應用。行比較，得到表3~5。各塔的填料計算結果比較見(jiàn)表6。136●化工進(jìn)畏2002年增刊Table 6 The comparison of calculation results of器安裝在塔頂部，以降低塔的壓力降，從而降低塔various packings釜溫度，結果證明，新流程比原來(lái)的流程塔壓降降T1T3低0.4 atm,塔釜溫度大約降低70 C ;液泛氣速/m+s~12.1213.2313.40(3)通過(guò)對二乙烯苯精餾過(guò)程特點(diǎn)和各種填料實(shí)際氣速/m's~ 18.4847.9388.710計算塔徑/m3.4001.2002.000特點(diǎn)的分析,將250型金屬孔板波紋填料確定為最F因子0.7952.0612.625能降低該精餾過(guò)程塔壓降的填料。填料層高度/m3.0303.4503.920文中部分內容參考《ECSS 用戶(hù)手冊》。全塔壓降/mmHg_0.5456.240注: F因子計算公式平(k/m).s。ReferenceslDictionary of Organic Compounds. British Library Cataloguing in4結論Publication Data. I， Buckingham， J. 547. 003. QD246.(1) 本文分析了工業(yè)上實(shí)際應用的二乙苯制二ISBN-O-412- 17000-0乙烯苯的精餾過(guò)程，通過(guò)應用ECSS化工過(guò)程模擬2何炳利， 蘇振蘭. [J]. 離子交換與吸附，1988Divinylbenzene and Ethylvinylbenzene from Diethylbenzene. CA,軟件對二乙烯苯精餾分離過(guò)程進(jìn)行了模擬。首先建82: 17727立了精餾塔模型，并在此基礎上建立了二乙烯苯精Disillation of Viniylbenzenes. CA, 79: 193712餾分離流程模型，計算結果較好地反映了實(shí)際生產(chǎn)5 Manufacture of Divinylbenzene from Diethyl - benzene. CA, 120:301580g的狀況;) Preparation of High - concentration Divinyl - benzene from Diethyl-(2)通過(guò)流程模擬，提出了一種新的改進(jìn)的流benzene. CA, 120; 191304f程，即用填料塔代替原來(lái)的板式塔，并將塔頂冷凝7王樹(shù)楹.現代填料塔技術(shù)指南[M].北京:中國石化出版社Improvement of Divinylbenzene Distillation by DiethylbenzeneYang Xia，Kong Lingqi, Bi Rongshan，Li Yugang， Han Fangyu(Qingdao University of Science and Technology, Qingdao, 266042)Abstract The paper first establishes the three - columns distillation maths model depending on the flowsheet ofthe divinylbenzene distillation process. Then two improvements are prompted: one is that the horizontal partialcondenser takes place of the total condenser, so that the pressure drop of the pump and the condenser isreduced; the other is that the packed columns takes place of the rectification column, so the pressure drop ofthe tray is reduced. And the optimum packing is selected.Keywords divinylbenzene, distillation simulation, packing中國煤化工MYHCNMHG