本发明属于石油化工中碳四馏分分离领域，涉及一种采用苯酚、水的二元混合溶剂萃取精馏分离丁烯和丁烷的工艺。具体就是在现有常规工艺基础上，采用萃取精馏方法分离丁烯——丁烷体系。其中，萃取剂选用苯酚、水的二元混合溶剂，纯化后丁烯纯度达到99.0％以上。
背景技术：
丁烯与丁烷相对挥发度接近1，难以采用普通精馏的方法分离。目前，工业上常用萃取精馏进行丁烯和丁烷的分离，其原理是在碳四馏分中加入一种极性溶剂，以增大丁烯和丁烷间的相对挥发度，实现丁烯和丁烷的分离。这种方法操作稳定、生产成本低，因此在炼厂碳四分离中应用最为广泛。
碳四分离过程中溶剂性能将直接影响萃取精馏的分离效果，为增大丁烯和丁烷之间的相对挥发度，所采用的溶剂一般都是具有亲电子基团的极性溶剂。
工业上常用的溶剂有乙腈、N-甲基吡咯烷酮、甲乙酮和N-甲酰吗啉的混合物等。但采用上述溶剂进行碳四分离的过程中存在溶剂/进料比大，塔釜温度高等现象，导致分离过程溶剂损失大、高温位能耗较高等问题。
专利CN101417913A提供了一种用多元混合溶剂萃取精馏分离丁烯和丁烷的方法，该发明采用离子液体、盐类、甲乙酮和N-甲酰吗啉的多元混合物作为溶剂，所分离出丁烯纯度可达98.0％，但汽提塔塔釜温度较高，所需热源等级较高，且运行过程中离子液体损失较大，造成分离过程能耗、物耗较高。
技术实现要素：
为有效分离丁烯和丁烷，实现碳四分离过程的节能降耗，提出一种采用二元混合溶剂分离碳四馏分的新工艺，可显著提高碳四馏分中丁烯和丁烷之间的相对挥发度，同时提高溶剂的溶解性和选择性，从而减小溶剂/进料比，降低萃取精馏塔和再生汽提塔釜温度，减少塔釜热负荷。
为实现上述目的，本发明提出了一种用于萃取精馏分离碳四馏分的二元混合溶剂，该溶剂的组成为：苯酚70～95％，水5～30％。将苯酚和水按比例混合即可得到本发明所述的二元混合溶剂。
采用本发明的二元混合溶剂萃取精馏分离碳四馏分，可提高丁烯和丁烷之间的相对挥发度，减小溶剂/进料比，提高溶剂选择性，降低萃取精馏塔和汽提塔的塔釜温度，减少塔釜热负荷，从而降低操作费用，实现节能降耗的目的。
本发明的技术方案：
一种采用二元混合溶剂分离碳四馏分的装置，包括萃取精馏塔、萃取精馏塔顶冷凝器、萃取精馏塔回流罐、萃取精馏塔回流泵、萃取精馏塔底重沸器、萃取精馏塔釜液泵、汽提塔、汽提塔顶冷凝器、汽提塔回流罐、汽提塔回流泵、汽提塔底重沸器、汽提塔釜液泵和贫溶剂冷却器；萃取精馏塔顶出口与萃取精馏塔顶冷凝器管程入口相连，萃取精馏塔顶冷凝器管程出口与萃取精馏塔回流罐入口相连，萃取精馏塔回流罐出口与萃取精馏塔回流泵入口相连；萃取精馏塔回流泵液相出料分两路连接：(1)萃取精馏塔回流泵液相出料一路与萃取精馏塔顶入口相连；(2)萃取精馏塔回流泵液相出料另一路为丁烷产品；萃取精馏塔底液相出料分两路连接：(1)萃取精馏塔底液相出料一路与萃取精馏塔底重沸器管程入口相连，萃取精馏塔底重沸器管程出口与萃取精馏塔底入口相连；(2)萃取精馏塔底液相出料另一路与萃取精馏塔釜液泵入口相连，萃取精馏塔釜液泵出口与汽提塔进料口相连；汽提塔顶出口与汽提塔顶冷凝器管程入口相连，汽提塔顶冷凝器管程出口与汽提塔回流罐入口相连，汽提塔回流罐出口与汽提塔回流泵入口相连；汽提塔回流泵出料一路与汽提塔顶入口相连，另一路为丁烯产品；汽提塔底出口一路与汽提塔底重沸器管程入口相连，汽提塔底重沸器管程出口与汽提塔底入口相连；汽提塔底出口另一路与汽提塔釜液泵入口相连，汽提塔釜液泵出口与贫溶剂冷却器管程入口相连，贫溶剂冷却器管程出口与萃取精馏塔溶剂进料口相连。
一种采用二元混合溶剂分离碳四馏分的方法，步骤如下：
碳四馏分由萃取精馏塔的中部加入，二元混合溶剂由萃取精馏塔的上部加入，塔顶采出丁烷馏分，经萃取精馏塔顶冷凝器冷凝冷却后进入萃取精馏塔回流罐，萃取精馏塔回流罐中液体经萃取精馏塔回流泵，一部分液体作为塔顶回流，另一部分液体作为丁烷产品出装置；萃取精馏塔底重沸器采用1.0MPag蒸汽作为热源，塔底采出含丁烯的溶剂富液，经萃取精馏塔釜液泵送至汽提塔。汽提塔顶采出丁烯馏分，经汽提塔顶冷凝器冷凝冷却后进入汽提塔回流罐，汽提塔回流罐中液体经汽提塔回流泵，一部分液体作为塔顶回流，另一部分液体作为丁烯产品出装置；汽提塔底重沸器采用1.0MPag蒸汽作为热源，塔底采出贫溶剂经汽提塔釜液泵、贫溶剂冷却器后，至萃取精馏塔上部循环使用。
萃取精馏塔操作参数：塔顶温度为45～55℃，塔底温度为125～140℃，操作压力为0.45～0.55MPag，理论塔板数为150～170，回流比2～4。
汽提塔操作参数：塔顶温度为45～55℃，塔底温度为140～160℃，操作压力为0.35～0.45MPag，理论塔板数为40～60，回流比2～5。
所述的二元混合溶剂为苯酚和水的混合物；苯酚在二元混合溶剂中的质量百分比含量为70～95％，其余为水。
本发明的有益效果：本发明采用苯酚、水的二元混合溶剂萃取精馏分离丁烯和丁烷的工艺，较现有常规工艺，产品纯度高、溶剂比小、溶剂再生过程中所需热源品级较低。
附图说明
图1为采用二元混合溶剂分离碳四馏分的工艺流程示意图。
图中：1萃取精馏塔；2萃取精馏塔顶冷凝器；3萃取精馏塔回流罐；4萃取精馏塔回流泵；5萃取精馏塔底重沸器；6萃取精馏塔釜液泵；7汽提塔；8汽提塔顶冷凝器；9汽提塔回流罐；10汽提塔回流泵；11汽提塔底重沸器；12汽提塔釜液泵；13贫溶剂冷却器。
具体实施方式
下面结合附图和技术方案，进一步说明本发明的具体实施方式。
本发明是通过如下技术方案实现的：
碳四馏分由萃取精馏塔1的中部加入，二元混合溶剂由萃取精馏塔1的上部加入，塔顶采出丁烷馏分，经萃取精馏塔顶冷凝器2冷凝冷却后进入萃取精馏塔回流罐3，萃取精馏塔回流罐中液体经萃取精馏塔回流泵4，一部分液体作为塔顶回流，另一部分液体作为丁烷产品出装置；萃取精馏塔底重沸器5采用1.0MPag蒸汽作为热源，塔底采出含丁烯的溶剂富液，经萃取精馏塔釜液泵6送至汽提塔7。汽提塔7顶采出丁烯馏分，经汽提塔顶冷凝器8冷凝冷却后进入汽提塔回流罐9，汽提塔回流罐中液体经汽提塔回流泵10，一部分液体作为塔顶回流，另一部分液体作为丁烯产品出装置；汽提塔底重沸器11采用1.0MPag蒸汽作为热源，塔底采出贫溶剂经汽提塔釜液泵12、贫溶剂冷却器13后，至萃取精馏塔1上部循环使用。
实施实例：
以某碳四分离流程为例，采用本发明所述工艺。碳四馏分进料量为10t/h，进料组成：丙烷0.08％，丙烯0.02％，异丁烷44.1％，正丁烷15％，1-丁烯16％，异丁烯0.35％，反-2-丁烯14.6％，顺-2-丁烯9.5％，1,3-丁二烯0.35％；溶剂/进料比为10(质量比)，混合溶剂量为100t/h，溶剂组成为苯酚75％，水25％。萃取精馏塔理论板数为165，碳四馏分进料位置为第84块板，混合溶剂进料位置为第12块板，操作压力为0.5MPag，萃取精馏塔顶采出量为6t/h，采出产品中丁烷含量控制在98.2％以上。汽提塔理论板数为45，含丁烯溶剂进料位置为第25块板，操作压力为0.4MPag，汽提塔顶采出量为3.6t/h，采出产品中丁烯含量控制在99.0％以上。
为便于说明本发明的技术优势，将采用本发明所述工艺与已有溶剂进行对比，两种工艺的计算结果中各流股组成如表1所示，塔操作参数如表2所示。
表1各流股组成对比
表2塔操作参数对比
对比结果表明，采用本发明所述的苯酚、水混合物作为溶剂，萃取精馏分离碳四馏分，与现有溶剂体系相比，萃取精馏塔釜组成(不含溶剂)丁烯纯度可达到99.82％，提高丁烯纯度2.18％，溶剂比为10，可降低溶剂比16.7％，并且降低萃取精馏塔和汽提塔塔釜温度，减少塔釜热负荷，合计减少塔釜热负荷9.6％，有效实现节能降耗的目的。