專利名稱：一種從煉廠碳四組分中分離出高純度異丁烷的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種從煉廠碳四組分中分離出高純度異丁烷的方法。
背景技術(shù)：
異丁烷是一種用途廣泛的有機(jī)原料，在一定的反應(yīng)條件下與丁烯發(fā)生加成反應(yīng)生成高辛烷值的汽油組分異辛烷；可以作為氟利昂的替代品用作家用冰箱和冰柜中的制冷齊U，也可以作為噴霧器中的壓縮氣體；可通過(guò)脫氫催化反應(yīng)制得市場(chǎng)緊缺的高附加值的異丁烯。目前，合成異丁烷的原料是煉廠的碳四組分，采用吸附劑或萃取劑實(shí)現(xiàn)沸點(diǎn)相近的烯烴和烷烴的分離。如CN101050159A提出了一種分離丁烷與丁烯的方法及其專用裝置， 采用甲乙酮和極性溶劑為萃取劑，通過(guò)不同配比的萃取劑將碳四組分逐級(jí)進(jìn)行萃取精餾。該方法生產(chǎn)過(guò)程中存在發(fā)泡現(xiàn)象，需使用消泡劑，增加了生產(chǎn)成本，并影響產(chǎn)品純度；使用的萃取劑具有毒性和刺激性氣味，對(duì)不同組分的分離需要不同配比的萃取劑，操作繁瑣，且萃取劑的配比對(duì)分離效果影響顯著，分離效果不穩(wěn)定，產(chǎn)品的純度不易控制，不利于工業(yè)化生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種從煉廠碳四組分中分離出高純度異丁烷的方法，該方法操作過(guò)程簡(jiǎn)單，不需要繁瑣的后續(xù)處理，避免使用具有毒性和刺激性強(qiáng)的萃取齊IJ，萃取劑價(jià)位低廉，生產(chǎn)成本低，異丁烷產(chǎn)品純度高，適合工業(yè)化生產(chǎn)。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是
一種從煉廠碳四組分中分離出高純度異丁烷的方法，其特殊之處在于
I. I將經(jīng)預(yù)處理的煉廠碳四組分原料烴送入萃取塔，以乙腈與水的混合溶液作為萃取齊U，將碳四組分原料烴中烯烴組分和萃取劑從塔底分離出來(lái)，碳四組分原料烴中烷烴組分由塔頂出來(lái)后，進(jìn)入水洗塔；
I. 2進(jìn)入水洗塔的烷烴組分，經(jīng)水洗除去殘留在烷烴中的乙腈，廢水從塔底排出，烷烴即正丁烷、異丁烷、碳五組分由水洗塔塔頂出來(lái)后，進(jìn)入異丁烷精制塔；
I.3進(jìn)入異丁烷精制塔的烷烴，經(jīng)精餾分離，烷烴中輕組分即異丁烷從塔頂分離出來(lái)，烷烴中較重組分即正丁烷、碳五組分從塔底分離出來(lái)。所述碳四組分原料烴為煉廠催化裂化裝置的碳四組分、裂解乙烯裝置的碳四組分、甲基叔丁基醚醚化后碳四組分中至少一種。所述碳四組分原料烴為煉廠催化裂化裝置的碳四組分、裂解乙烯裝置的碳四組分和甲基叔丁基醚醚化后碳四組分。所述萃取劑中乙腈與水的質(zhì)量比為1:0. 02 1:0. 18。所述乙腈與碳四組分原料烴的質(zhì)量比為1:0. 08 1:0. 12。所述步驟I. I中，控制萃取塔的進(jìn)料溫度為80°C 100°C，進(jìn)萃取劑溫度為55°C 75°C，塔頂壓力為0. 5MPa 0. 6MPa，塔頂溫度為45°C 60°C，塔底溫度為125°C 132°C，塔底壓力為0. 6MPa 0. 62MPa，塔的回流比為術(shù)I. 8。所述步驟I. 2中，控制水洗塔進(jìn)料溫度為40°C 45°C，水洗塔中的烷烴與水的質(zhì)量比為I: 0. 5 1:3，進(jìn)水溫度為30°C 35°C，塔頂壓力0. 4MPa 0. 55MPa，塔頂溫度為33°C 40°C，塔底壓力為0. 5MPa 0. 55MPa，塔底溫度為33°C 37°C，使水洗后烷烴中乙腈的含量在IOppm以下。所述步驟1.3中，控制異丁烷塔進(jìn)料溫度30°C 40°C，塔頂壓力0.55MPa 0. 7MPa，塔頂溫度為術(shù)48°C，塔底壓力為0. 72MPa 0. 75MPa，塔底溫度為65°C 75°C，塔的回流比為術(shù)8.0。所述水洗塔為篩板塔或散堆填料塔。
本發(fā)明采用萃取精餾和精密分餾工藝，將碳四組分原料烴先經(jīng)過(guò)萃取塔實(shí)現(xiàn)了沸點(diǎn)接近的烯烴和烷烴的分離，在水洗塔采用水降低分離烷烴中的乙腈含量；再經(jīng)精密分餾工藝，通過(guò)異丁烷精制塔從塔頂分離出異丁烷組分。其有益效果是選用乙腈和水的混合溶液為萃取劑，價(jià)格低廉，避免使用毒性與刺激性很強(qiáng)的有機(jī)溶劑，將沸點(diǎn)相差較小的異丁烷與異丁烯分離。工藝路線簡(jiǎn)單、合理，經(jīng)萃取分離烯烴和烷烴后，異丁烷精制塔操作容易，異丁烷產(chǎn)率為97% 99%，純度為99%，產(chǎn)品純度高，收率好，適合工業(yè)化生產(chǎn)。


圖I為本發(fā)明的工藝流程簡(jiǎn)圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I
如圖I所示，將預(yù)處理的煉廠碳四組分原料烴先經(jīng)萃取塔對(duì)沸點(diǎn)接近的烯烴和烷烴的進(jìn)行分離，在水洗塔采用水降低分離烷烴中的乙腈含量，再經(jīng)精密分餾工藝，利用異丁烷精制塔精餾從塔頂分離出較輕的異丁烷組分。其具體步驟如下
(I)將煉廠碳四組分原料烴(煉廠催化裂化裝置的碳四、裂解乙烯裝置的碳四和甲基叔丁基醚醚化后碳四組分)進(jìn)行預(yù)處理，先水洗脫除原料烴中殘留的雜質(zhì)，然后經(jīng)脫除輕組分去除碳三烴類，所得碳四組分進(jìn)入萃取塔，預(yù)處理后碳四組分中異丁烷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20. 2%。(2)將經(jīng)預(yù)處理的煉廠碳四組分原料烴送入萃取塔，以乙腈與水的混合溶液作為萃取劑，將原料烴中重組分烯烴和萃取劑從塔底分離出來(lái)，原料烴中輕組分烷烴由塔頂出來(lái)后，進(jìn)入水洗塔；其中，原料烴流量為25t/h，進(jìn)料溫度為95°C，乙腈與原料烴的質(zhì)量比(即腈烴比)為1:0. 08，萃取劑的進(jìn)料溫度為70°C，萃取劑中乙腈與水的質(zhì)量比(即腈水)比為1:0. 05，塔頂壓力為0. 55MPa 0. 6MPa，塔頂溫度為45°C 51°C，塔底溫度為126°C 130°C，塔底壓力為0. 6MPa 0. 62MPa，塔回流比為I. 8 2. 4。(3)進(jìn)入水洗塔(篩板塔)原料烴中輕組分烷烴，經(jīng)水洗除去殘留在烷烴中的乙腈，廢水從塔底排出，烷烴即正丁烷、異丁烷、碳五等組分由水洗塔塔頂出來(lái)后，進(jìn)入異丁烷精制塔。其中，進(jìn)料流量為10t/h，進(jìn)料溫度為42°C，水進(jìn)塔溫度為30°C 35°C，進(jìn)水流量為5 t/h，塔頂壓力0. 5MPa 0. 55MPa，塔頂溫度為33°C 37°C，塔底壓力為0. 5MPa 0. 55MPa，塔底溫度為33°C 37°C，使經(jīng)水洗后烷烴中乙腈的含量在IOppm以下。(4)進(jìn)入異丁烷精制塔的烷烴，經(jīng)精餾分離，烷烴中輕組分即異丁烷從塔頂分離出來(lái)；烷烴中較重組分即正丁烷、碳五組分從塔底分離出來(lái)。其中，進(jìn)料流量10t/h，進(jìn)料溫度35°C，塔頂壓力0. 65MPa 0. 7MPa，塔頂溫度為40°C 45°C，塔底壓力為0. 72MPa 0. 75MPa，塔底溫度為65°C 75°C，塔的回流比為9. 0 9. 7。經(jīng)由上述步驟，異丁烷的產(chǎn)量為4. 99t/h，純度為99%。實(shí)施例2
從煉廠碳四組分中分離出高純度異丁烷的具體步驟與實(shí)施例I相同，各塔控制參數(shù)如
下、
(I)將煉廠碳四組分原料烴(煉廠催化裂化裝置的碳四、裂解乙烯裝置的碳四和甲基叔丁基醚醚化后碳四組分)進(jìn)行預(yù)處理，先水洗脫除原料烴中殘留的雜質(zhì)，然后經(jīng)脫除輕組分去除碳三烴類，所得碳四組分進(jìn)入萃取塔，預(yù)處理后碳四組分中異丁烷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20. 2%。(2)將經(jīng)預(yù)處理的煉廠碳四組分原料烴送入萃取塔，以乙腈與水的混合溶液作為萃取劑，將原料烴中重組分烯烴和萃取劑從塔底分離出來(lái)，原料烴中輕組分烷烴由塔頂出來(lái)后，進(jìn)入水洗塔；其中，原料烴流量為30t/h，進(jìn)料溫度為80°C，腈烴比為1:0. 09，萃取劑的進(jìn)料溫度為55°C，腈水比為1:0. 05，塔頂壓力為0. 55MPa 0. 6MPa，塔頂溫度為52°C 58°C，塔釜溫度為125°C 129°C，塔釜壓力為0. 6MPa 0. 62MPa，塔回流比為2. 2 2. 8。(3)進(jìn)入水洗塔(篩板塔)原料烴中輕組分烷烴，經(jīng)水洗除去殘留在烷烴中的乙腈，廢水從塔底排出，烷烴即正丁烷、異丁烷、碳五等組分由水洗塔塔頂出來(lái)后，進(jìn)入異丁烷精制塔。其中，進(jìn)料流量為llt/h，進(jìn)料溫度為40°C，水進(jìn)塔溫度為30°C 35°C，進(jìn)水流量為15 t/h，塔頂壓力為0.5MPa 0.55MPa，塔頂溫度為34°C 38°C，塔釜壓力為0.5MPa 0. 55MPa，塔釜溫度為33°C 37°C，使經(jīng)水洗后烷烴中乙腈的含量在IOppm以下。(4)進(jìn)入異丁烷精制塔的烷烴，經(jīng)精餾分離，烷烴中輕組分即異丁烷從塔頂分離出來(lái)；烷烴中較重組分即正丁烷、碳五組分從塔底分離出來(lái)。其中，進(jìn)料流量llt/h，進(jìn)料溫度30°C，塔頂壓力0. 55MPa 0. 6MPa，塔頂溫度為38°C 43°C，塔釜壓力為0. 72MPa
0.75MPa，塔釜溫度為65°C 75°C，塔的回流比為8. 0 9. O。經(jīng)由上述步驟，異丁烷的產(chǎn)量為5. 88t/h，純度為99%。實(shí)施例3
從煉廠碳四組分中分離出高純度異丁烷的具體步驟與實(shí)施例I相同，各塔控制參數(shù)如
下
(I)將煉廠碳四組分原料烴(煉廠催化裂化裝置的碳四、裂解乙烯裝置的碳四和甲基叔丁基醚醚化后碳四組分)進(jìn)行預(yù)處理，先水洗脫除原料烴中殘留的雜質(zhì)，然后經(jīng)脫除輕組分去除碳三烴類，所得碳四組分進(jìn)入萃取塔，預(yù)處理后碳四組分中異丁烷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20. 2%。(2)將經(jīng)預(yù)處理的煉廠碳四組分原料烴送入萃取塔，以乙腈與水的混合溶液作為萃取劑，將原料烴中重組分烯烴和萃取劑從塔底分離出來(lái)，原料烴中輕組分烷烴由塔頂出來(lái)后，進(jìn)入水洗塔；其中，原料烴流量為40t/h，進(jìn)料溫度為100°C，腈烴比為1:0. 12，萃取劑的進(jìn)料溫度為75°C，腈水比為1:0. 05，塔頂壓力為0. 55MPa 0. 6MPa，塔頂溫度為54°C 60°C，塔底溫度為128°C 132°C，塔底壓力為0. 6MPa 0. 62MPa，塔回流比為2. 0 2. 6。(3)進(jìn)入水洗塔(篩板塔)原料烴中輕組分烷烴，經(jīng)水洗除去殘留在烷烴中的乙腈，廢水從塔底排出，烷烴即正丁烷、異丁烷、碳五等組分由水洗塔塔頂出來(lái)后，進(jìn)入異丁烷精制塔。其中，進(jìn)料流量為16t/h，進(jìn)料溫度為45°C，水進(jìn)塔溫度為30°C 35°C，進(jìn)水流量為48 t/h,塔頂壓力0. 5MPa 0. 55MPa，塔頂溫度為36°C 40°C，塔底壓力為0. 5MPa
0.55MPa，塔底溫度為33°C 37°C，使經(jīng)水洗后烷烴中乙腈的含量在IOppm以下。(4)進(jìn)入異丁烷精制塔的烷烴，經(jīng)精餾分離，烷烴中輕組分即異丁烷從塔頂分離出來(lái)；烷烴中較重組分即正丁烷、碳五組分從塔底分離出來(lái)。其中，進(jìn)料流量12t/h，進(jìn)料溫度40°C，塔頂壓力0. 6MPa 0. 65MPa，塔頂溫度為41°C 46°C，塔底壓力為0. 72MPa 0.75MPa，塔底溫度為65°C 75°C，塔的回流比為8. 8 10。經(jīng)由上述步驟，異丁烷的產(chǎn)量為8. 01t/h，純度為99%。實(shí)施例4
從煉廠碳四組分中分離出高純度異丁烷只調(diào)節(jié)萃取塔的萃取劑中乙腈與水的質(zhì)量比(即腈水比)為1:0. 18，具體步驟及各塔其它控制參數(shù)與實(shí)施例3相同，異丁烷的產(chǎn)量為8. 02t/h，純度為 99%。實(shí)施例5
從煉廠碳四組分中分離出高純度異丁烷只調(diào)節(jié)萃取塔的萃取劑中乙腈與水的質(zhì)量比(即腈水比)為1:0. 02，具體步驟及各塔其它控制參數(shù)與實(shí)施例3相同，異丁烷的產(chǎn)量為
8.02t/h，純度為 99%。本發(fā)明的碳四組分分離結(jié)果如表I所示 表I碳四組分分離結(jié)果數(shù)據(jù)
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權(quán)利要求
1. 一種從煉廠碳四組分中分離出高純度異丁烷的方法，其特征在于 1.1將經(jīng)預(yù)處理的煉廠碳四組分原料烴送入萃取塔，以乙腈與水的混合溶液作為萃取齊U，將原料烴中烯烴組分和萃取劑從塔底分離出來(lái)，原料烴中烷烴組分由塔頂出來(lái)后，進(jìn)入水洗塔； I. 2進(jìn)入水洗塔的烷烴組分，經(jīng)水洗除去殘留在烷烴中的乙腈，廢水從塔底排出，烷烴即正丁烷、異丁烷、碳五組分由水洗塔塔頂出來(lái)后，進(jìn)入異丁烷精制塔； 1.3進(jìn)入異丁烷精制塔的烷烴，經(jīng)精餾分離，烷烴中輕組分即異丁烷從塔頂分離出來(lái)，烷烴中較重組分即正丁烷、碳五組分從塔底分離出來(lái)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的從煉廠碳四組分中分離出高純度異丁烷的方法，其特征在 于所述碳四組分原料烴為煉廠催化裂化裝置的碳四組分、裂解乙烯裝置的碳四組分、甲基叔丁基醚醚化后碳四組分中至少一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的從煉廠碳四組分中分離出高純度異丁烷的方法，其特征在于所述碳四組分原料烴為煉廠催化裂化裝置的碳四組分、裂解乙烯裝置的碳四組分和甲基叔丁基醚醚化后碳四組分。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的從煉廠碳四組分中分離出高純度異丁烷的方法，其特征在于所述萃取劑中乙腈與水的質(zhì)量比為1:0. 02 1:0. 18。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的從煉廠碳四組分中分離出高純度異丁烷的方法，其特征在于所述乙腈與碳四組分原料烴原料烴的質(zhì)量比為1:0. 08 1:0. 12。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的從煉廠碳四組分中分離出高純度異丁烷的方法，其特征在于所述步驟I. I中，控制萃取塔的進(jìn)料溫度為80°C 100°C，進(jìn)萃取劑溫度為55°C 75°C，塔頂壓力為0. 5MPa 0. 6MPa，塔頂溫度為45°C 60°C，塔底溫度為125°C 132°C，塔底壓力為0. 6MPa 0. 62MPa，塔的回流比為術(shù)I. 8。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的從煉廠碳四組分中分離出高純度異丁烷的方法，其特征在于所述步驟I. 2中，控制水洗塔進(jìn)料溫度為40°C 45°C，水洗塔中的烷烴與水的質(zhì)量比為I: 0. 5 1:3，進(jìn)水溫度為30°C 35°C，塔頂壓力0. 4MPa 0. 55MPa，塔頂溫度為33°C 40°C，塔底壓力為0. 5MPa 0. 55MPa，塔底溫度為33°C 37°C，使水洗后烷烴中乙腈的含量在IOppm以下。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的從煉廠碳四組分中分離出高純度異丁烷的方法，其特征在于所述步驟I. 3中，控制脫異丁烷塔進(jìn)料溫度30°C 40°C，塔頂壓力0. 55MPa 0. 7MPa，塔頂溫度為術(shù)480C，塔底壓力為0. 72MPa 0. 75MPa，塔底溫度為65°C 75°C，塔的回流比為術(shù)8. O。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的從煉廠碳四組分中分離出高純度異丁烷的方法，其特征在于所述水洗塔為篩板塔或散堆填料塔。
全文摘要
一種從煉廠碳四組分中分離出高純度異丁烷的方法，將經(jīng)預(yù)處理的煉廠碳四組分原料烴送入萃取塔，以乙腈與水的混合溶液作為萃取劑，將原料烴中重組分烯烴和萃取劑從塔底分離出來(lái)，原料烴中輕組分烷烴由塔頂進(jìn)入水洗塔；經(jīng)水洗除去殘留在烷烴中的乙腈，廢水從塔底排出，烷烴由塔頂進(jìn)入異丁精制烷塔；經(jīng)精餾分離，烷烴中輕組分即異丁烷從塔頂分離出來(lái)，烷烴中較重組分即正丁烷、碳五組分從塔底分離出來(lái)。該方法操作過(guò)程簡(jiǎn)單，不需要繁瑣的后續(xù)處理，避免使用具有毒性和刺激性強(qiáng)的萃取劑，萃取劑價(jià)位低廉，生產(chǎn)成本低，異丁烷產(chǎn)品純度高，收率好，適合工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號(hào)C07C9/12GK102718618SQ201210182538
公開(kāi)日2012年10月10日 申請(qǐng)日期2012年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月6日
發(fā)明者劉聲, 張培麗, 王曉磊, 葛玉林, 趙永祥, 韓會(huì)林 申請(qǐng)人:中國(guó)石油集團(tuán)東北煉化工程有限公司錦州設(shè)計(jì)院