一种醚后碳四净化脱二甲醚塔节能工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]甲基叔丁基醚装置反应后的碳四可以作为脱氢装置的原料生产异丁烯，其中需要对物料进行分离以脱除硫化物、二甲醚、甲醇和碳五等杂质。本发明开发了一种新型的节能工艺，可以有效降低脱二甲醚塔的能耗。
【背景技术】
[0002]混合碳四作为重要的化工原料主要来自炼厂中的催化裂化、延迟焦化和乙烯等装置，其主要组分有正丁烷、异丁烷、正丁烯、异丁烯和丁二烯，均有较高利用价值。国内碳四主要利用异丁烯醚化生产甲基叔丁基醚(MTBE)，而由于异丁烯含量不高，导致碳四利用率较低。因此，将MTBE装置反应后的碳四分离提纯，用于脱氢装置原料，生产高附加值的丁基橡胶，可以提高炼厂效益。
[0003]由于醚后碳四所含杂质种类多，分离过程较为复杂，其中二甲醚和甲醇需要通过精馏操作进行分离。碳四物系与甲醇可形成多种共沸物，又因为异丁烷沸点较低，是重关键组分，其沸点与异丁烷和甲醇的共沸温度接近，所以较难分离，造成精馏塔回流比较大，分离所需能量较高。所以，只有改善脱二甲醚塔的操作参数，优化分离工艺，降低甲醇与碳四共沸造成的高回流比，才能实现节能降耗的目标。
[0004]混合碳四首先经过碱洗、水洗脱除部分硫化物和甲醇，随后进入脱二甲醚塔，塔顶脱除二甲醚和甲醇，塔底出料进入脱碳五塔脱除碳五。脱二甲醚塔底温度一般为85?95°C，塔顶压力约为1.0?1.5MPa，此时需要用蒸汽加热。而且由于甲醇和多种碳四物质的共沸物难以分离，导致回流量较大，冷热公用工程用量均增加。
[0005]东营石大维博化工有限公司申请开发了一种MTBE合成用精制装置，将蒸汽凝液罐顶部蒸汽用于预热碳四原料，并将凝液罐热水用于脱二甲醚塔再沸器，达到了余热回收的效果。但是其采用的脱二甲醚塔仍是传统流程，甲醇只能在塔顶通过气相采出与二甲醚共同脱除，并未解决脱二甲醚塔甲醇与碳四的共沸问题。一方面，由于碳四在与甲醇形成的共沸组成中占90%左右，导致其损失严重；另一方面，异丁烷作为重关键组分，沸点与其和甲醇的共沸温度接近，造成回流比较大，再沸器与冷凝器热负荷均较高，不能有效降低脱二甲醚塔能耗。该专利号为CN201420023712.0。
【发明内容】
[0006]针对以上所述问题，本发明开发了一种脱二甲醚新工艺，将脱二甲醚塔操作压力降低，从而降低塔底温度，采用热水替换蒸汽作为再沸器热源，节省蒸汽；增加甲醇水洗塔，脱二甲醚塔顶气相采出进入甲醇水洗塔，以降低塔顶甲醇回流浓度，减小甲醇与碳四共沸造成的高回流比，降低分离能耗；通过循环水洗冷却器控制回流罐温度，从而控制塔顶回流温度，保证分离效果。
[0007]分离过程中，压力越低物质间挥发度相差越大，越容易分离。因此，在保证塔顶温度不低于水冷温度的前提下，通过选取较低的操作压力，可以降低塔底温度和再沸器热负荷，达到了从“质”和“量”两方面节能的效果。
[0008]甲醇与碳四会形成共沸物，压力为1.3MPa时，异丁烷与甲醇共沸温度为74.48°C，摩尔组成为0.893/0.107 ;正丁烷与甲醇共沸温度为85.26°C，摩尔组成为0.8452/0.1548 ；正丁烯与甲醇共沸温度为80.64°C，摩尔组成为0.8990/0.1010。所以塔顶少量甲醇就会导致大量碳四聚集，从而使回流量增加。另外，甲醇与水互溶，而碳四不溶于水，所以通过增加甲醇水洗塔的方式，将塔顶回流中的甲醇除去，从而降低塔顶甲醇含量，进而改善甲醇与碳四共沸造成的共沸物与异丁烷难分离问题，降低塔顶回流量，最终实现节能目的。
[0009]本发明的技术方案如下:
[0010]一种醚后碳四净化脱二甲醚塔节能工艺，包括进料泵、精馏塔、甲醇水洗塔、回流罐、塔顶回流泵、再沸器、循环水洗泵、循环水冷器。进料泵与精馏塔进料口相连；精馏塔塔顶气相与甲醇水洗塔气相进料口相连；甲醇水洗塔液相出口与回流罐进料口相连；回流罐油相出口与塔顶回流泵进口相连；回流泵出口与精馏塔塔顶回流进口相连；回流罐水相出口与循环水洗泵入口相连；循环水洗泵出口与循环水冷器壳程进口相连；循环水冷器壳程出口与甲醇水洗塔液相进口相连；甲醇水洗塔气相出口与瓦斯管网相连；循环水冷器管程与循环冷却水管线相连；补充新鲜水管线与回流罐入口相连；污水采出管线与循环水洗泵出口相连；精馏塔塔底与再沸器壳程入口相连；再沸器壳程气相出口与精馏塔相连；再沸器管程与循环热媒水相连或者与装置蒸汽凝结水相连。
[0011]脱硫后的混合碳四进入脱二甲醚塔，脱二甲醚塔顶压力为0.6?0.8MPa，塔顶温度为40?50°C，塔底温度为60?70°C;脱二甲醚塔顶气相采出与甲醇水洗塔相连，水洗后进入塔顶回流罐进行气液分离；气相主要为二甲醚，液相分为油相和水相，其中油相为混合碳四，水相为甲醇污水，油相进入回流泵作为塔顶回流，水相经循环水冷器冷却后作为循环洗水。脱二甲醚塔底与釜式再沸器相连，进入再沸器壳程，部分气化后，气相返塔，部分液相采出作为后续处理的进料；釜式再沸器管程采用热水加热，热水可以使用90?110°C热媒水或装置回收的凝结水。
[0012]其工艺过程如下:
[0013](I)脱硫后的碳四通过缓冲罐由进料泵送入脱二甲醚塔，泡点温度进料，脱二甲醚塔的操作压力为0.6?0.8MPa，塔顶温度为40?50°C，控制塔底二甲醚和甲醇浓度为10?50ppm，塔底温度为60?70°C，采用90?110°C热媒水或装置回收的凝结水作为再沸器热源。
[0014](2)脱二甲醚塔顶气相进入甲醇水洗塔，通过循环水洗后液相进入回流罐，通过调节循环洗水量和循环冷却水量控制塔顶回流罐温度为35?40°C，回流罐中的油相进入塔顶回流泵返回塔顶，水相通过循环水洗泵进入循环水冷器，经过循环水冷却后回到甲醇水洗塔作为循环洗水，甲醇水洗塔气相主要为二甲醚，二甲醚进入瓦斯管网。新鲜洗水通过回流罐补充，污水由循环水洗泵出口采出，以控制甲醇浓度，保证吸收效果。
[0015](3)脱二甲醚塔底通过釜式再沸器用90?110°C热媒水或装置回收的凝结水加热，气相返回塔底，液相采出作为后续脱碳五塔进料。
[0016]与