一種製備異丁烷的系統及分離方法
2023-07-11 04:21:16
一種製備異丁烷的系統及分離方法
【專利摘要】本發明公開了一種製備異丁烷的系統及分離方法。所述系統包括：萃取精餾塔、烷烴水洗塔、汽提塔、烯烴水洗塔、溶劑回收塔、加氫反應器、加氫進出料換熱器、加氫進料加熱器、加氫分離裝置、脫輕塔、異丁烷成品塔。加氫分離裝置包括：加氫後冷器、加氫熱分離罐和加氫冷分離罐；或者包括加氫後冷器和加氫分離罐。方法包括：醚後碳四經過萃取精餾可製得丁烯產品；回收加氫反應後的高壓尾氣，提高異丁烷產品的回收率；不飽和與飽和碳四原料經萃取精餾和加氫後製得異丁烷產品。本發明可以處理所有煉廠碳四和乙烯裝置醚後碳四，將溶劑餘熱回收，提高了裝置的經濟效益。
【專利說明】一種製備異丁烷的系統及分離方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及碳四領域，更進一步說，是涉及一種製備異丁烷的系統及分離方法。
【背景技術】
[0002] 我國許多煉油化工一體化企業輕烴資源豐富，碳四餾分過剩。隨著我國原油加工 能力的迅速提高和乙烯產量的不斷增加，作為石油化工副產品的碳四資源也在不斷擴大。 如何充分、合理地利用煉廠氣及乙烯裝置副產的碳四餾分，發掘碳四產品的潛在價值，成為 人們重點關注的課題之一。碳四餾分中含有的1，3-丁二烯可用萃取精餾的方法分離出來 用作生產合成橡膠，碳四餾分中的異丁烯通過醚化裝置與甲醇反應生成MTBE並可通過進 一步的精密分餾獲得高純度的1-丁烯，其它碳四組分的利用還較少。碳四組分中1-丁烯、 2_丁烯可以用作甲乙酮生產的原料或者氧化脫氫生產丁二烯。正丁烷可以用作生產順酐的 原料，異丁烷可以生產航空燃料、可以做製冷劑，以及異丁醇、環氧丙烷等。近年來由於甲乙 酮、順酐、異丁醇和環氧丙烷等需求量逐年增加，使得丁烷與丁烯分離的工藝，越來越引起 人們的重視。
[0003] 煉廠碳四來源廣泛，主要分為兩種類型，一種是含烯烴彡5%wt的飽和碳四，另一 種烯烴含量40?50%wt的不飽和碳四，乙烯裝置醚後碳四主要是烷烴和單烯烴，烯烴含量 30?60%wt。當前，這些碳四混合物絕大部分作為液化氣燃料燒掉，化工利用率較低，由於 碳四烷烴、烯烴很好的工業應用前景，其分離利用就至關重要。
[0004] 表1碳四餾分中各組分沸點及相對揮發度
[0005]
【權利要求】
1. 一種製備異丁烷的系統，其特徵在於： 所述系統包括：萃取精餾塔、烷烴水洗塔、汽提塔、烯烴水洗塔、溶劑回收塔、加氫反應 器、加氫進出料換熱器、加氫進料加熱器、加氫分離裝置、脫輕塔、異丁烷成品塔； 所述萃取精餾塔頂部連接烷烴水洗塔，萃取精餾塔底部連接汽提塔；汽提塔頂部連接 烯烴水洗塔，汽提塔底部與萃取精餾塔上部連接； 所述烷烴水洗塔頂部連接加氫進出料換熱器；所述加氫進出料換熱器出口連接加氫進 料加熱器後連接加氫反應器上部； 所述烷烴水洗塔和烯烴水洗塔底部連接溶劑回收塔；溶劑回收塔頂部連接異丁烷成品 塔中間再沸器後再連接溶劑回收塔冷凝器，溶劑回收塔冷凝器出口管線分成兩路：一路返 回溶劑回收塔上部，另一路連接萃取精餾塔上部； 所述加氫反應器底部連接加氫進出料換熱器後連接加氫分離裝置，加氫分離裝置頂部 出口管線分成兩路，一路依次連接壓縮機吸入罐、壓縮機後與烷烴水洗塔頂部出口管線合 並後連接加氫進出料換熱器；另一路連接脫輕塔； 加氫分離裝置底部連接脫輕塔；脫輕塔底部連接異丁烷成品塔。
2. 如權利要求1所述的製備異丁烷的系統，其特徵在於： 所述加氫分離裝置包括加氫熱分離罐、加氫後冷器和加氫冷分離罐； 所述加氫反應器底部連接加氫進出料換熱器後連接加氫熱分離罐，加氫熱分離罐頂部 依次連接加氫後冷器和加氫冷分離罐，加氫冷分離罐頂部出口管線分成兩路，一路連接壓 縮機吸入罐，另一路連接脫輕塔上部，加氫熱分離罐底部連接脫輕塔。
3. 如權利要求1所述的製備異丁烷的系統，其特徵在於： 所述加氫分離裝置包括：加氫後冷器和加氫分離罐； 所述加氫反應器底部連接加氫進出料換熱器後依次連接加氫後冷器和加氫分離罐，力口 氫分離罐頂部出口管線分成兩路，一路連接壓縮機吸入罐，另一路連接脫輕塔上部，加氫分 離罐底部連接脫輕塔。
4. 如權利要求1?3之一所述的製備異丁烷的系統，其特徵在於： 所述萃取精餾塔下部分別設置有萃取蒸汽再沸器、萃取溶劑再沸器和萃取中間再沸 器；萃取精餾塔頂部設置有頂部冷凝器； 汽提塔底部依次連接萃取溶劑再沸器、萃取中間再沸器、原料預熱器、溶劑冷卻器後與 萃取精餾塔上部連接。
5. 如權利要求4所述的製備異丁烷的系統，其特徵在於： 所述加氫進料加熱器為電加熱、蒸汽加熱或加熱爐。
6. -種米用如權利要求1?5之一所述的製備異丁燒的系統的分離方法，其特徵在於 所述分離方法包括： 醚後碳四經過萃取精餾可製得丁烯產品； 不飽和碳四原料經萃取精餾、加氫和分離後製得異丁烷產品；飽和碳四原料經加氫分 離後得到異丁烷產品。
7. 如權利要求6所述的製備異丁烷的分離方法，其特徵在於所述方法包括： (a)不飽和碳四氣化後進入萃取精餾塔進行萃取精餾，塔頂得到的碳四烷烴經過烷烴 水洗塔脫除溶劑後進入加氫進出料換熱器； (b)由萃取精餾塔底部採出碳四烯烴與溶劑的混合物進入汽提塔，塔頂得到的碳四烯 烴再經烯烴水洗塔脫除溶劑後得到碳四單烯烴產品； (C)由界外來的飽和碳四與由烷烴水洗塔頂部採出碳四物料混合後依次進入加氫進出 料換熱器、加氫進料加熱器後，進入加氫反應器將少量單烯烴和雙烯烴加氫飽和並脫除微 量有機硫氮雜質； (d) 由汽提塔釜採出的循環溶劑作為熱源依次經過萃取溶劑再沸器、萃取中間再沸器、 原料預熱器換熱後經溶劑冷卻器冷卻至40?60°C後與萃取精餾塔上部連接；同時循環溶 劑抽出一小股物料送去溶劑回收塔； (e) 由烷烴水洗塔、烯烴水洗塔底部採出的溶劑與水的混合物連同循環溶劑抽出的小 股物料合併經溶劑回收塔進出料換熱器換熱後送去溶劑回收塔； (f) 由溶劑回收塔頂部氣相物料經與異丁烷成品塔中間再沸器換熱後由溶劑回收塔冷 凝器冷卻至40?75°C後分兩路，一路作為回流返回溶劑回收塔頂部，另一路作為溶劑送去 萃取精餾塔上部； (g) 加氫反應器底部出料經加氫進出料換熱器換熱後進入加氫分離裝置，分離出的氫 氣一部分作為高壓尾氣送入脫輕塔上部回收所含的碳四烷烴，另一部分作為循環氫返回加 氫反應器上部，加氫分離裝置底部物料進入脫輕塔； (h) 脫輕塔底部物料進入異丁烷成品塔；通過精餾分離由異丁烷成品塔頂部得到異丁 燒廣品。
8. 如權利要求7所述的製備異丁烷的分離方法，其特徵在於： 步驟（c)中，混合碳四物料經加熱至160?400°C後進入加氫反應器； 步驟（g)中，當加氫分離裝置包括加氫熱分離罐、加氫後冷器和加氫冷分離罐時，加氫 反應器底部出料經進出料換熱降溫至50?KKTC後進入加氫熱分離罐，加氫熱分離罐頂部 氣相經過加氫後冷卻器冷卻至35?45°C後進入加氫冷分離罐，加氫冷分離罐頂部分離出 的氫氣一部分作為高壓尾氣引入脫輕塔上部，另一部分進入壓縮機吸入罐，加氫熱分離罐 底部液相進入脫輕塔； 當加氫分離裝置包括加氫後冷器和加氫分離罐時，加氫反應器底部物料經進出料換熱 後，再經加氫後冷器冷卻至35?45°C後進入加氫分離罐，加氫分離罐頂部分離的氫氣一部 分作為的高壓尾氣引入脫輕塔上部，另一部分進入壓縮機吸入罐，加氫分離罐底部液相進 入脫輕塔。
9. 如權利要求7所述的製備異丁烷的分離方法，其特徵在於： 所述加氫反應器為固定床反應器，反應器入口溫度為160?400°C，壓力為1.5? 4. 5MpaG，反應溫升為2?50°C，氫油比為0. 2?5,液體體積空速為0. 5?ΘΙΓ1 ; 萃取精餾塔操作壓力：〇. 1?IMPaG，塔頂操作溫度：40?60°C，塔板數100?200,回 流比1?10,溶劑比5?10 ; 汽提塔操作壓力：〇. 1?IMPaG，塔頂操作溫度：40?60°C，塔板數30?80,回流比1? 10 ； 烷烴水洗塔操作壓力：〇. 1?IMPaG，塔頂操作溫度：35?50°C，塔板數30?90,塔內 件為篩板或填料； 烯烴水洗塔操作壓力：〇. 1?IMPaG，塔頂操作溫度：35?50°C，塔板數30?90,塔內 件為篩板或填料； 溶劑回收塔操作壓力：〇. 005?0. IMPaG，塔頂操作溫度：60?120°C，塔板數20?80， 回流比1?10 ; 脫輕塔操作壓力：1?3MPaG，塔頂操作溫度：20?100°C，塔板數60?150,回流比5? 20 ； 異丁烷成品塔操作壓力：〇. 1?IMPaG，塔頂操作溫度：20?60°C，塔板數80?150,回 流比1?10。
【文檔編號】C07C7/163GK104276916SQ201310286430
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2013年7月9日 優先權日:2013年7月9日
【發明者】張文斌, 王鑫泉, 馬立國, 高聳, 陳皓 申請人:中國石化工程建設有限公司, 中石化煉化工程（集團）股份有限公司