专利名称：一种生产高纯度正戊烷的方法
技术领域：
本发明涉及石油加工过程的双塔精馏、精制和分子筛脱水联合技术，尤其是涉及正戊烷的提纯方法。
从1994年开始我国连续引进UOP分子筛脱蜡技术，正戊烷作为分子筛脱蜡脱附剂的一个组分在市场上出现。到目前为止，各厂使用的正戊烷都是进口产品。从文献上得知，进口的正戊烷都是采用精馏和加氢精制联合工艺生产的，精馏和加氢精制联合工艺，投资大，生产成本高，操作条件苛刻，受规模效益限制，不符合我国国情。正戊烷提纯的精馏技术研究和工业化在国内文献上有过介绍，如1993年《化学世界》第1期35页、1990年《石油炼制》第1期68页、和1999年《催化重整通讯》第4期87页。1987年4月齐鲁石化公司胜利炼油厂以胜利重整拔头油为原料，采用二精馏塔，生产出正戊烷纯度大于40％的戊烷油；1999年4月大连石化公司，以重整戊烷油和拔头油为原料，采用75块浮阀48519mm塔，分出异戊烷纯度18～20％的戊烷油。由于精馏塔的填料板数低、塔板层数少，上述两种精馏分离精度不够。正戊烷除杂质过程是一系列单元操作的连续精制过程，现有文献未见述及，但相近的技术有很多报道，如2000年《现代化工》第3期11页、2000年《化工进展》第3期14页US5396020，UOP。汽油馏分油的脱硫、氮、氧化合物、烯烃和芳烃等杂质的方法有采用化学的、物理的和化学物理的精制手段，被分馏的物系是轻烃混合物，精制的深度不够，不能使正戊烷杂质含量达到进口产品标准。
本发明的目的是提供一种与精馏-加氢精制联合工艺不相同的简易精馏、精制和脱水工艺。
本发明方法采用高效填料进行双塔精馏，然后采用洗涤、萃取和吸附联合精制手段脱出正戊烷中的杂质，分子筛脱水生产出合格产品。本发明，以重整拔头油、戊烷油、碳五轻烃或油田轻质油为原料，由双塔精馏、精制和脱水过程组成。双塔精馏过程的精馏塔采用每米板数为15～20的高效填料填充，每个精馏塔的塔板层数为120-180。精制过程由以下无顺序限制的3个过程组成①碱性水溶液与粗正戊烷体积比为0.2～2分别由泵输入混合器，碱性水溶液为氢氧化钠(NaOH)和甲醇(CH3OH)的混合液，浓度为60～80％，其中NaOH5～14％、CH3OH75～46％。然后将混合液进入沉降分离罐，温度10～30℃，压力0.2～0.5MPa，接触时间2～8min，正戊烷从分离罐上部引出；②粗正戊烷与稀硫酸混合，稀硫酸与粗正戊烷比为0.5～4，稀硫酸的浓度3～10％，混合液进入沉降分离罐，温度10～30℃，压力0.2～0.5MPa，混合接触时间为2～8min，粗正戊烷从分离罐上部引出；③脱芳烃溶剂与粗正戊烷的体积比为0.5～5，分别由泵送入混合器混合接触后，进入沉降分离器分离，抽提温度为50～150℃，抽提压力为0.5～1MPa，粗正戊烷从罐顶部流出。
由于本发明中双塔精馏的精馏塔的填料每米的板数多，精馏塔塔板的层数多，精馏效果好，精制过程采用脱硫，脱烯烃、含氧、氮化合物，脱芳烃联合工艺和脱水工艺，精制效果好，可分离出高纯度的正戊烷。本发明方法投资少，设备简单，生产灵活，操作简单，收率较高。
下面结合实施例对本发明方法做进一步的描述。
实施例1。
本发明中具体工艺包括1.双塔精馏，采用金属波纹板规整形填料填充精馏塔，每米板数为15、填料塔塔板层数为120。由原料泵将重整拔头油从原料罐抽出送进换热器和加热器加热到100～200℃范围内，进入精馏塔，塔顶温度50-90℃，塔顶挥发出＜nC50的轻组分即比正戊烷轻的组分，经冷凝、冷却和压缩后部分回流，部分进入油罐，塔底油经油泵抽出，送入加热器，加热到100～200℃范围内，进入另一精馏塔，塔顶温度50-90℃，塔顶蒸出粗正戊烷，纯度≥95％，经冷凝、冷却后部分回流，回流比为4部分进入油罐，塔底油由泵抽出，经与原料换热和冷凝、冷却后进油罐。
2.精制，①脱硫，一定比例NaOH-CH3OH的水溶液和粗正戊烷分别由泵输入混合器，进行洗涤萃取，粗正戊烷中的硫化合物溶入水溶液中，然后混合液进入沉降分离罐。粗正戊烷比重小，从分离罐上部引出为脱硫后的粗产品。含硫化合物的碱性水溶液比重大，沉于分离罐底部。碱性水溶液可循环使用，根据脱硫效果定期进行更换，排入中和池。
本发明的方法中，碱性水溶液中碱和甲醇的浓度是影响脱硫率的关键因素，在粗正戊烷油品种类、温度、混合比一定时，增加碱和甲醇的浓度，脱硫率增加，但是当碱和甲醇的浓度增加到一定程度以后，脱硫率下降。所以本发明的方法中，碱和甲醇的适宜浓度为NaOH5～14％，CH3OH75～46％，混合液的总浓度为60～80％。本实施例选用NaOH5％，CH3OH75％，碱性水溶液与粗正戊烷体积比为0.2，温度10℃，接触时间2min，压力0.2MPa。
②脱烯烃、含氧、氮化合物，本发明方法中的脱烯烃、含氧、氮化合物的工艺路线和设备与脱硫过程相同、工艺条件不同。洗涤溶剂为3％的稀硫酸，稀硫酸与粗正戊烷比为0.5，混合接触时间为8min，温度10～30℃，压力0.2MPa。
③脱芳烃，环丁砜溶剂和粗正戊烷体积比为0.5，分别由泵送入混合器混合接触后，进沉降分离器分离，比重小的粗正戊烷从罐顶部流出，冷却后进油罐，比重大的环丁砜溶剂由分离器底流出，循环使用，当抽提深度不够时，需提浓处理，补充新鲜环丁砜。
本发明方法中，溶剂是脱芳烃的关键因素，可脱出芳烃的溶剂有环丁砜、二甲基亚砜、三乙二醇醚和二乙二醇醚。抽提温度为50℃，抽提压力为0.2MPa。
3.分子筛脱水净化。
精制后的正戊烷经泵送入装有4A-3A分子筛的脱水塔，净化脱水后，塔顶出正戊烷。本工艺条件吸附温度为10～30℃，吸附压力为0.3MPa，吸附空速为2.0m3·h-1。
实施例2。
以重整戊烷油为原料。
第一步双塔精馏，采用金属波纹板规整形填料填充精馏塔，每米板数为20，每塔的塔板层数为180。其操作条件塔顶温度50～90℃；塔顶压力0.5MPa，回流比6。原料经换热和加热到100～200℃，进入精馏塔，塔顶蒸出＜nC50的轻组分，经冷凝、冷却和压缩后，部分回流，部分进油罐，塔底油由泵抽出送入加热器加热到100～200℃，进另一塔，塔顶蒸出≥95％(重)粗正戊烷，经冷凝、冷却后，部分回流，部分去粗正戊烷罐。
第二步碱性溶液洗涤、萃取脱硫。NaOH-CH3OH的水溶液和粗正戊烷分别由泵输入混合器，进行洗涤萃取，硫化物溶入水溶液中，然后混合液进入沉降分离罐，脱硫后粗正戊烷比重小从罐的上部流出，相对应的含硫水溶液比重大，沉于分离罐底部。水溶液循环使用，当脱硫效果差时，排入中和池，进行处理。本方法操作条件NaOH 14％，CH3OH 46％。碱性水溶液与粗正戊烷体积比为2。接触时间为2min，压力0.5MPa，温度30℃。
第三步进行酸性水溶液洗涤和反应，脱烯烃、含氧、氮化合物。本发明方法中的工艺路线和设备与脱硫过程相同，洗涤溶剂为10％稀硫酸。本过程的操作条件为稀硫酸与粗正戊烷体积比为4，混合接触时间为8min，温度为30℃，压力0.5MPa。
第四步环丁砜溶剂抽提脱芳烃。环丁砜溶剂和粗正戊烷分别由泵送入混合器混合接触后，进沉降分离器分离，比重小的粗正戊烷从罐顶部流出，冷却后进油罐，比重大的环丁砜溶剂由罐底流出，循环使用，当抽提深度不够时，需提浓处理，补充新鲜环丁砜。操作条件环丁砜溶剂和粗正戊烷的体积比为4，抽提温度为150℃，抽提压力为0.2MPa。
第五步分子筛脱水。粗正戊烷经泵送入装有4A-3A分子筛的脱水塔，净化脱水后，塔顶出符合进口标准的正戊烷。本工艺条件吸附温度为10～30℃，吸附压力0.5MPa，吸附空速为每小时2.0立方米(2.0m3·h-1)。
实施例3。
以碳五轻烃为原料。
第一步双塔精馏，采用金属波纹板规整形填料填充精馏塔，每米板数为18，每塔的塔板数为150。其操作条件塔顶温度50～90℃；塔顶压力0.4MPa，回流比5。原料经换热和加热到100～200℃，进入精馏塔，塔顶蒸出＜nC50的轻组分，经冷凝、冷却和压缩后，部分回流，部分进油罐，塔底油由泵抽出送入加热器加热到100～200℃，进另一塔，塔顶蒸出≥95％(重)粗正戊烷，经冷凝、冷却后，部分回流，部分去粗正戊烷罐。
第二步碱性溶液洗涤、萃取脱硫。NaOH-CH3OH的水溶液和粗正戊烷分别由泵输入混合器，进行洗涤萃取，硫化物溶入水溶液中，然后混合液进入沉降分离罐，脱硫后粗正戊烷比重小从罐的上部流出，相对应的含硫水溶液比重大，沉于分离罐底部。水溶液循环使用，当脱硫效果差时，排入中和池，进行处理。本方法操作条件NaOH 8％，CH3OH55％。碱性水溶液与粗正戊烷体积比为0.8。接触时间为5min，压力0.4MPa，温度20℃。
第三步进行酸性水溶液洗涤和反应，脱烯烃、含氧、氮化合物。本发明方法中的工艺路线和设备与脱硫过程相同，洗涤溶剂为10％稀硫酸。本过程的操作条件为稀硫酸与粗正戊烷体积比为1，混合接触时间为6min，温度为20℃，压力0.3MPa。
第四步环丁砜溶剂抽提脱芳烃。环丁砜溶剂和粗正戊烷分别由泵送入混合器混合接触后，进沉降分离器分离，比重小的粗正戊烷从罐顶部流出，冷却后进油罐，比重大的环丁砜溶剂由罐底流出，循环使用，当抽提深度不够时，需提浓处理，补充新鲜环丁砜。操作条件环丁砜溶剂和粗正戊烷的体积比为3，抽提温度为100℃，抽提压力为0.5～1MPa。
第五步分子筛脱水。粗正戊烷经泵送入装有4A-3A分子筛的脱水塔，净化脱水后，塔顶出符合进口标准的正戊烷。本工艺条件吸附温度为20～30℃，吸附压力390～590KPa，吸附空速为每小时2.0立方米(2.0m3·h-1)。
本发明方法，可以适用于重整拔头油、戊烷油、碳五轻烃、油田轻质油等轻烃原料。只需改动其中的部分工艺参数即可。
权利要求
1.一种生产高纯度正戊烷的方法，以重整拔头油、戊烷油、碳五轻烃或油田轻质油为原料，由双塔精馏、精制和分子筛脱水过程组成，其特征在于所述的精制过程，由任意组合的3个过程组成，①碱性水溶液与粗正戊烷体积比为0.2～2，分别由泵输入混合器，然后将混合液进入沉降分离罐，温度10～30℃、压力0.2～0.5MPa、接触时间2～8min，正戊烷从分离罐上部引出；②粗正戊烷与稀硫酸混合，3～10％的稀硫酸与粗正戊烷体积比为0.5～4，混合液进入沉降分离罐，温度10～30℃，压力0.2～0.5MPa，混合接触时间为2～8min，粗正戊烷从分离罐上部引出；③脱芳烃溶剂与粗正戊烷体积比为0.5～5，分别由泵送入混合器混合接触后，进入沉降分离器分离，抽提温度为50～150℃，抽提压力为0.2～0.5MPa，粗正戊烷从罐顶部取出。
2.根据权利要求1所述的生产正戊烷的方法，其特征在于所述的双塔精馏过程的精馏塔采用每米板数为15～20的高效填料填充，每个精馏塔的塔板层数为120-180。
3.根据权利要求1或2所述的生产正戊烷的方法，其特征在于所述的碱性水溶液为氢氧化钠(NaOH)和甲醇(CH3OH)的混合液，浓度为60～80％，其中NaOH 5～14％、CH3OH 75～46％。
全文摘要
本发明涉及石油加工过程的双塔精馏、精制和分子筛脱水联合技术,尤其是涉及正戊烷的提纯方法。与一般的精馏、加氢联合工艺不同,本发明中双塔精馏的精馏塔的高效填料每米的板数多,精馏塔塔板的层数多,精馏效果好,精制过程采用脱硫,脱烯烃、含氧、氮化合物,脱芳烃联合工艺和分子筛脱水工艺,精制效果好,可分离出高纯度的正戊烷。本发明方法投资少,设备简单,生产灵活,操作简单,收率较高。
文档编号C07C7/00GK1342630SQ0012298
公开日2002年4月3日 申请日期2000年9月12日 优先权日2000年9月12日
发明者李季 申请人:李季