本發(fā)明屬于化工，具體涉及到一種隔板共沸精餾和萃取相結(jié)合分離復(fù)雜體系中萘系芳烴的方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、催化柴油以及輕循環(huán)油中富含雙環(huán)和多環(huán)芳烴，雙環(huán)芳烴中的α-甲基萘、β-甲基萘、26-二甲基萘、27-二甲基萘、15和16-二甲基萘等是重要的精細(xì)化工原料，其中α-甲基萘是生產(chǎn)聚氯乙烯纖維和滌綸的重要單體，β-甲基萘可作為生物醫(yī)藥的有效成分，26-二甲基萘是高性能新材料pen、pbn、液晶聚合物(lcp)及聚氨酯樹(shù)脂的重要單體，15和16-二甲基萘可通過(guò)異構(gòu)化轉(zhuǎn)化為26-二甲基萘，27-二甲基萘是新材料的重要單體。催化柴油或輕循環(huán)油中組分復(fù)雜，包含鏈烷烴、環(huán)烷烴、單環(huán)芳烴、雙環(huán)及多環(huán)芳烴等，雙環(huán)芳烴含量約為32-37％，包含甲基萘含量約為10-12％，二甲基萘含量約為9-13％，將這部分萘系芳烴提取出來(lái)可以作為精細(xì)化學(xué)品及新材料單體的重要原材料，同時(shí)剩余輕組分和重組分還可作為調(diào)和油繼續(xù)使用。因催化柴油組分復(fù)雜、雙環(huán)芳烴含量相對(duì)較低，造成提取工藝難度大、能耗高，這部分高附加值組分一直沒(méi)有得到合理的利用。

2、根據(jù)催化柴油中各組分的沸點(diǎn)不同，可將餾分大致分為輕組分、中間組分、重組分，與常用于芳烴抽提的富含btx的混合物相比，催化柴油中初始的雙環(huán)芳烴含量較低，如果采用直接萃取或萃取精餾的工藝，含有大量的鏈烷烴、環(huán)烷烴、單環(huán)芳烴等非目標(biāo)產(chǎn)物，所耗費(fèi)的萃取劑用量較大，物流循環(huán)量較大，造成成本較高、能耗較大的問(wèn)題。采用增加預(yù)分餾工藝進(jìn)行前處理，往往需要使用到3個(gè)及以上精餾塔。

3、芳烴萃取工藝中常用的砜類化合物、吡咯烷酮類、酰胺類化合物沸點(diǎn)與目標(biāo)產(chǎn)物雙環(huán)芳烴的沸點(diǎn)接近，使用萃取或萃取精餾工藝后產(chǎn)生的萃取相，溶劑回收塔采用傳統(tǒng)的精餾方式理論塔板數(shù)較高，難以分離回收得到高純度的回收萃取劑。

4、中國(guó)專利cn111954654a公開(kāi)了一種采用萃取精餾和萃取相結(jié)合分離芳烴的方法，第一個(gè)塔為萃取精餾塔，第二個(gè)塔為萃取塔，第三個(gè)塔為溶劑回收塔，萃取精餾塔頂萃余物中未被萃取的苯，進(jìn)入萃取塔被充分回收，再通過(guò)溶劑回收塔回收溶劑。但是，該方法主要適用于原料中芳烴含量較高的物系(芳烴含量為60～98％質(zhì)量，優(yōu)選70-98％)，所提取的有效組分主要為輕質(zhì)芳烴(苯、甲苯、二甲苯)，因此萃取劑的選擇也主要為針對(duì)輕質(zhì)芳烴的環(huán)丁砜、多元醇類。

5、中國(guó)專利cn110393940a公開(kāi)了一種采用隔板塔作為芳烴萃取精餾裝置，將芳烴抽提/萃取精餾和溶劑回收整合為一臺(tái)塔，萃取精餾塔上部連接芳烴冷凝器，下部連接再沸器和換熱器，底部連接溶劑再生器、溶劑冷凝器和收集器。但是，其主要描述了裝置的主要連接結(jié)構(gòu)，并未說(shuō)明所處理的物系組成、進(jìn)料含量、經(jīng)過(guò)裝置后能達(dá)到的提取效果，對(duì)于所使用隔板塔的理論塔板數(shù)、進(jìn)料板位置、采出板位置、隔板位置也并未作出說(shuō)明。

6、中國(guó)專利cn202011077806.2和cn201910947924.5公開(kāi)了采用低共熔溶劑萃取分離的方法，低共熔溶劑包含氫鍵受體和氫鍵供體，氫鍵受體主要為鹵化物的一種或多種，氫鍵供體為弱酸、多元醇、酯類的一種或多種，同時(shí)還加入路易斯酸鹽。但是，該方法適用于原料中非芳含量較低，芳烴(單環(huán)芳烴+多環(huán)芳烴)總體含量較高的應(yīng)用場(chǎng)景，所用萃取劑側(cè)重于單環(huán)芳烴和多環(huán)芳烴的分離，而不是非芳和芳烴的分離。

7、中國(guó)專利cn202110658326.3和cn202111126760.3；公開(kāi)了采用離子液體通過(guò)多級(jí)逆流-錯(cuò)流組合抽提技術(shù)從催化柴油中提取稠環(huán)芳烴，原料和溶劑經(jīng)過(guò)一級(jí)和二級(jí)兩個(gè)萃取塔，在閃蒸罐s1頂部得到非芳烴，閃蒸罐s2頂部得到芳烴，s1和s2底部得到回收溶劑并循環(huán)回到萃取塔。但是，該方法使用的萃取劑為混合離子液體，離子液體回收較為困難、容易被污染難以被回收利用，因此適合于處理一些高附加值、且組成簡(jiǎn)單的物系，對(duì)于組分復(fù)雜的催化柴油并不適用。該技術(shù)中針對(duì)的都是只含有兩種組分的模型化合物，催化柴油真實(shí)組分往往含有十幾種以上組分，該種方法對(duì)于真實(shí)組分的適用性未體現(xiàn)。

8、中國(guó)專利cn115992013a公開(kāi)了一種從礦物油中分離混合二甲基萘的方法和系統(tǒng)，提供一種從礦物油中分離混合二甲基萘的系統(tǒng)，包括：萃取單元、蒸餾分離單元、溶劑凈化單元。蒸餾分離單元包括第一蒸餾塔和第二蒸餾塔，溶劑凈化單元包括反萃塔4。但是，該方法和系統(tǒng)所用原料必須為已經(jīng)經(jīng)過(guò)精餾切分后的250～280c窄餾分段，無(wú)法直接處理柴油原料；且所用的萃取劑為離子液體型萃取劑，價(jià)格較為昂貴。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種隔板共沸精餾和萃取相結(jié)合的方法用于分離復(fù)雜體系中萘系芳烴，該工藝初始富集段采用隔板共沸精餾工藝，在單個(gè)塔同時(shí)實(shí)現(xiàn)輕組分、共沸組分、中間組分、重組分的分離，其中共沸組分與中間組分的分離是通過(guò)共沸劑與目標(biāo)產(chǎn)物(甲基萘和二甲基萘)形成低沸點(diǎn)共沸物，從而實(shí)現(xiàn)其與沸點(diǎn)相近組分的烷烴、烷基苯的分離。本發(fā)明能解決采用單萃取或萃取精餾工藝無(wú)法處理的低含量原料進(jìn)料問(wèn)題；與帶初始富集段的工藝相比，解決了傳統(tǒng)工藝中需要3-4個(gè)塔、且能耗和設(shè)備投資較高的問(wèn)題；萃取提濃段采用高效萃取劑與反萃法的工藝相結(jié)合，解決了萃取劑回收難度大、能耗較高的問(wèn)題。

2、為達(dá)上述目的，本發(fā)明提供一種隔板共沸精餾和萃取相結(jié)合分離復(fù)雜體系萘系芳烴的方法，該方法包括以下步驟：

3、將包含目標(biāo)產(chǎn)物在內(nèi)的原料引入隔板共沸精餾塔，原料與共沸劑在所述隔板共沸精餾塔中共沸并分離得到輕組分、共沸組分、中間組分、重組分，所述共沸劑與目標(biāo)產(chǎn)物形成低沸點(diǎn)共沸物組分并輸出所述隔板共沸精餾塔；所述共沸組分經(jīng)過(guò)分相器后分相得到共沸劑相和油相，所述共沸劑相返回所述隔板共沸精餾塔進(jìn)行循環(huán)利用，所述油相經(jīng)過(guò)萃取、分離，得到目標(biāo)產(chǎn)物萘系芳烴；

4、所述共沸劑為1,3-丙二醇、乙二醇、乙醇胺、水組成的復(fù)配組合物。

5、本發(fā)明的隔板共沸精餾和萃取相結(jié)合分離復(fù)雜體系萘系芳烴的方法，所述共沸劑中1,3-丙二醇、乙二醇、乙醇胺、水的質(zhì)量占比為：1,3-丙二醇40-80％，乙二醇10-40％，乙醇胺5-30％，水5-10％。

6、本發(fā)明的隔板共沸精餾和萃取相結(jié)合分離復(fù)雜體系萘系芳烴的方法，所述含包含目標(biāo)產(chǎn)物在內(nèi)的原料引入隔板共沸精餾塔的中部，所述隔板共沸精餾塔中設(shè)有隔板，共沸劑從所述隔板下方引入；分離得到的輕組分從所述隔板共沸精餾塔的頂部的一側(cè)輸出；所述共沸組分從所述隔板共沸精餾塔的頂部的另一側(cè)輸出；分離得到的中間組分從所述隔板共沸精餾塔的中部輸出；分離得到的重組分從所述隔板共沸精餾塔的塔底輸出。

7、本發(fā)明的隔板共沸精餾和萃取相結(jié)合分離復(fù)雜體系萘系芳烴的方法，所述萃取包括以下步驟：

8、所述油相輸入萃取塔的下部，萃取劑從所述萃取塔的上部輸入，所述萃取塔的上部的萃取劑與由所述萃取塔的下部輸入的所述油相經(jīng)過(guò)多級(jí)逆流液液萃取過(guò)程，將所述油相中的芳烴和非芳分離，并在所述萃取塔的頂部得到富含烷烴的組分，在所述萃取塔的底部得到富含芳烴和萃取劑的萃取相；

9、所述分離包括以下步驟：

10、將所述萃取相輸入溶劑回收塔進(jìn)行分離，在所述溶劑回收塔的塔頂?shù)玫交厥蛰腿?，所述回收萃取劑輸入所述萃取塔的上部循環(huán)利用，所述溶劑回收塔的塔底得到目標(biāo)產(chǎn)物萘系芳烴。

11、本發(fā)明的隔板共沸精餾和萃取相結(jié)合分離復(fù)雜體系萘系芳烴的方法，所述分離還包括反萃過(guò)程，具體包括以下步驟：

12、將所述萃取相輸入所述反萃塔的下部，反萃劑從所述反萃塔的上部輸入，經(jīng)過(guò)多級(jí)逆流液液反萃過(guò)程，將萃取相中的萃取劑和芳烴分離，并在所述反萃塔的頂部得到目標(biāo)產(chǎn)物萘系芳烴，在所述反萃塔的底部得到混合了萃取劑的反萃相；

13、將反萃相輸入溶劑回收塔進(jìn)行分離，在所述溶劑回收塔的塔頂?shù)玫交厥辗摧蛣?，所述回收反萃劑輸入所述反萃塔的上部循環(huán)利用，在所述溶劑回收塔的塔底得到回收萃取劑，所述回收萃取劑輸入所述萃取塔的上部循環(huán)利用。

14、本發(fā)明的隔板共沸精餾和萃取相結(jié)合分離復(fù)雜體系萘系芳烴的方法，所述萃取劑具有親和芳烴的特性，所述萃取劑選自糠醛、環(huán)丁砜、二甲基亞砜(dmso)、n、n-二甲基甲酰胺(dmf)中的至少一種。

15、本發(fā)明的隔板共沸精餾和萃取相結(jié)合分離復(fù)雜體系萘系芳烴的方法，所述萃取劑與萃取塔進(jìn)料物流質(zhì)量比2～4:1。

16、本發(fā)明的隔板共沸精餾和萃取相結(jié)合分離復(fù)雜體系萘系芳烴的方法，所述萃取塔的操作條件為：萃取塔塔頂溫度20～50℃，塔頂壓力0.1～0.3mpa。

17、本發(fā)明的隔板共沸精餾和萃取相結(jié)合分離復(fù)雜體系萘系芳烴的方法，所述反萃劑具有有效結(jié)合萃取劑的特性，同時(shí)與芳烴不互溶，能將萃取劑和芳烴分離，因所選的反萃劑和萃取劑有較大的沸點(diǎn)差，經(jīng)過(guò)蒸餾可實(shí)現(xiàn)萃取劑和反萃劑的分離，所述反萃劑選自水、c1～c4的醇類或酮類中的至少一種，優(yōu)選甲醇、乙醇、異丙醇、水中的至少一種。

18、本發(fā)明的隔板共沸精餾和萃取相結(jié)合分離復(fù)雜體系萘系芳烴的方法，所述反萃劑與進(jìn)入反萃塔的進(jìn)料物流質(zhì)量比為(2～4):1。

19、本發(fā)明的隔板共沸精餾和萃取相結(jié)合分離復(fù)雜體系萘系芳烴的方法，所述反萃塔的操作溫度為20～50℃，操作壓力為0.1～0.3mpa。

20、本發(fā)明的隔板共沸精餾和萃取相結(jié)合分離復(fù)雜體系萘系芳烴的方法，所述目標(biāo)產(chǎn)物包括甲基萘和二甲基萘中的至少一種。

21、本發(fā)明的隔板共沸精餾和萃取相結(jié)合分離復(fù)雜體系萘系芳烴的方法，所述中間組分為已經(jīng)將甲基萘和二甲基萘提取完成后剩余的中間餾分段。

22、本發(fā)明的隔板共沸精餾和萃取相結(jié)合分離復(fù)雜體系萘系芳烴的方法，所述隔板共沸精餾塔的操作條件為：塔頂壓力為0.01～0.05mpa，塔釜溫度為180～220℃。

23、本發(fā)明的隔板共沸精餾和萃取相結(jié)合分離復(fù)雜體系萘系芳烴的方法，所述共沸劑為1,3-丙二醇、乙二醇、乙醇胺、水組成的復(fù)配組合物。

24、本發(fā)明的隔板共沸精餾和萃取相結(jié)合分離復(fù)雜體系萘系芳烴的方法，所述共沸劑與所述原料的質(zhì)量比為0.5～1.2:1。

25、本發(fā)明的隔板共沸精餾和萃取相結(jié)合分離復(fù)雜體系萘系芳烴的方法，所述分相的操作條件為：溫度20～50℃，壓力0.1～0.3mpa。

26、本發(fā)明還提供一種隔板共沸精餾和萃取相結(jié)合分離復(fù)雜體系萘系芳烴的系統(tǒng)，包括：

27、隔板共沸精餾塔，中部設(shè)有原料入口和中間組分出口，頂部的一側(cè)設(shè)有輕組分出口，頂部的另一側(cè)設(shè)有共沸組分出口，塔底設(shè)有重組分出口，所述隔板共沸精餾塔中設(shè)有隔板，所述隔板的下方設(shè)有共沸劑入口；

28、分相器，一側(cè)與所述隔板共沸精餾塔的所述共沸組分出口連通，底部與所述隔板共沸精餾塔的所述共沸劑入口連通；

29、萃取塔，下部與所述分相器的頂部連通，上部的一側(cè)設(shè)有萃取劑入口，上部的另一側(cè)設(shè)有富含烷烴組分出口，底部設(shè)有萃取相出口；以及

30、溶劑回收塔，中部設(shè)有入口，塔底設(shè)有出口，頂部設(shè)有溶劑出口，所述溶劑出口與所述萃取塔的萃取劑入口連通。

31、本發(fā)明的隔板共沸精餾和萃取相結(jié)合分離復(fù)雜體系萘系芳烴的系統(tǒng)，還包括反萃塔，所述反萃塔的下部設(shè)有萃取相入口，所述萃取相入口與所述萃取塔底部的萃取相出口連通；所述反萃塔的上部設(shè)有反萃劑入口，此時(shí)所述溶劑回收塔的所述溶劑出口不與所述萃取塔的萃取劑入口連通，而是與所述反萃塔的上部的所述反萃劑入口連通；所述反萃塔的頂部設(shè)有目標(biāo)產(chǎn)物出口，所述反萃塔的底部設(shè)有反萃相出口，所述反萃相出口與所述溶劑回收塔的中部的所述入口連通，所述溶劑回收塔的塔底的所述出口與所述萃取塔的上部的所述萃取劑入口連通。

32、相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明至少具有以下有益效果：

33、(1)本發(fā)明可用于處理包含鏈烷烴、多環(huán)烷烴、烷基苯、茚、茚滿、萘類、苊及苊烯類在內(nèi)的復(fù)雜組分的原料，尤其對(duì)于甲基萘+二甲基萘含量較低(<30％)的原料，采用單萃取法無(wú)法實(shí)現(xiàn)分離，本發(fā)明的方法具有較好的普適性。

34、(2)針對(duì)復(fù)雜組分原料進(jìn)料，本發(fā)明前序的分離段采用隔板共沸精餾塔，采用單個(gè)塔就可實(shí)現(xiàn)輕組分、共沸組分、中間組分、重組分的分離，能節(jié)約設(shè)備投資并降低能耗。

35、(3)本發(fā)明所采用的共沸劑為復(fù)合配方共沸劑，能與目標(biāo)產(chǎn)物甲基萘和二甲基萘形成低沸點(diǎn)共沸物，從而能將其與普通精餾條件下沸點(diǎn)相近的烷烴、烷基苯進(jìn)行分離，實(shí)現(xiàn)在普通精餾情況下無(wú)法達(dá)到的效果。同時(shí)共沸劑在室溫條件下能與油相進(jìn)行自然分相，具有好回收、能循環(huán)利用的特點(diǎn)。

36、(4)本發(fā)明所采用的萃取劑具有優(yōu)良的芳烴親和性，更進(jìn)一步可以選用復(fù)合萃取劑配方，同時(shí)兼顧了選擇性及芳烴收率，并且對(duì)甲基萘及二甲基萘都有較好的抽提效果。

37、(5)本發(fā)明選用合適的反萃劑，通過(guò)反萃取工藝將目標(biāo)產(chǎn)物和萃取劑進(jìn)行分離，解決了目標(biāo)產(chǎn)物與萃取劑沸點(diǎn)差較小，通過(guò)精餾法能耗較高、難以實(shí)現(xiàn)分離的問(wèn)題。同時(shí)所選的反萃劑簡(jiǎn)單易得、反萃劑與萃取劑的沸點(diǎn)差異較大，通過(guò)簡(jiǎn)單精餾可實(shí)現(xiàn)反萃劑與萃取劑的回收利用。