专利名称：一种生产高纯度戊烷及戊烷发泡剂的节能工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及利用石油烃裂解制乙烯装置中的副产裂解碳五、炼油厂、油田和天然气回收的碳五、重整装置的拔头油和其它来源的碳五资源生产高纯度戊烷及戊烷发泡剂的工艺。
背景技术：
戊烷消费量的增长与氟利昂禁用有直接关系，根据1992年各国通过的《蒙特利尔议定书》，要求各国在2000年停止使用臭氧层消耗物质氟利昂，戊烷作为最终替代产品，未来几年其发展潜力巨大。戊烷发泡剂为异戊烷、正戊烷和环戊烷单组分及异戊烷、正戊烷或异戊烷、环戊烷的不同比例混合物。目前国内戊烷的主要来源于碳五资源的综合利用。
碳五资源包括石油烃裂解制乙烯装置中的副产裂解碳五、炼油厂、油田和天然气回收的碳五、重整装置的拔头油和其它来源的碳五，其中裂解碳五是碳五资源的主要来源。当今世界乙烯工业仍在迅速发展，石油烃裂解制乙烯装置的生产能力不断增长，而且采用液态烃为裂解原料的装置逐渐增多，预示着可供利用的裂解碳五资源日趋丰富。碳五馏分的分离技术包括采用抽提技术生产异戊二烯和环戊烯等不饱和烃产品，但含有大量饱和烃的抽余碳五目前只能作为汽油调和组分或民用燃料而未能充分利用。
目前的戊烷发泡剂的生产方法为首先将碳五原料依次精馏分离成异戊烷、正戊烷和环戊烷，然后再根据用户要求调和成戊烷发泡剂产品，常见戊烷发泡剂产品中各组分的比例如下正戊烷∶异戊烷为8∶2正戊烷∶异戊烷为7∶3正戊烷∶异戊烷为6∶4正戊烷∶异戊烷为5∶5环戊烷∶异戊烷为67∶32目前使用最多的戊烷发泡剂产品是只含有正、异戊烷的混合戊烷和环戊烷单组分。
常规的生产方法是把原料中的异戊烷、正戊烷和环戊烷彼此完全分离，然后再调和成产品，这个“先分离再混合”过程实际上是一种能量的损耗，并不合理。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术生产能耗高的的不足，提供一种以加氢后的乙烯装置中的副产裂解碳五、炼油厂、油田和天然气回收的碳五、重整装置的拔头油或其它来源的碳五为原料，采用精密精馏和轻组分富集等技术组合生产高纯度戊烷及戊烷发泡剂的节能工艺。
本发明的目的是这样实现的一种生产高纯度戊烷及戊烷发泡剂的节能工艺，采用加氢后的裂解碳五或醚化碳五、炼油厂、油田和天然气回收的碳五、重整装置的拔头油或其它来源的任一种碳五原料或它们任意比例的混合物为原料，原料从原料罐经加温加压后，经由脱轻塔2、异戊烷塔3、混合戊烷塔4、正戊烷塔5、环戊烷塔6五阶段加温加压精馏塔顺序连接，连续精馏，分别从异戊烷塔获得异戊烷、从正戊烷塔获得正戊烷、从环戊烷塔获得环戊烷和从混合戊烷塔获得可直接用作戊烷发泡剂的混合戊烷。
所述的各阶段工艺条件如下原料罐进料温度为常温，压力为0.55～1.0MPa，经预热器1预热至80～100℃后进入脱轻塔2中部，从塔顶脱除碳4组分，脱轻塔2为加压操作，塔内为规整填料和分布器，操作压力为0.55～0.85MPa，塔顶温度为55～77℃，塔底温度为97～118℃，塔底采出物S3进入异戊烷塔3；异戊烷塔为加压操作，塔内为规整填料和分布器，操作压力为0.25～0.45MPa，塔顶温度为57～79℃，塔底温度为73～94℃，异戊烷塔塔顶设有轻组分富集段，塔顶富集的轻组分S4返回原料罐，异戊烷产品S5由侧线采出，塔底采出物S6进入混合戊烷塔4；混合戊烷塔为加压操作，塔内为规整填料和分布器，操作压力为0.25～0.45MPa，塔顶温度为64～80℃，塔底温度为77～95℃，混合戊烷S7由该塔塔顶采出，塔底采出物S8进入正戊烷塔5；正戊烷塔为加压操作，塔内为规整填料和分布器，操作压力为0.25～0.45MPa，塔顶温度为64～88℃，塔底温度为82～105℃，该塔塔顶设有轻组分富集段，塔顶富集的轻组分S9返回原料罐，高纯度的正戊烷产品S10由侧线采出，塔底采出物S11进入环戊烷塔6；环戊烷塔为加压操作，塔内为规整填料和分布器，操作压力为0.15～0.45MPa，塔顶温度为61.3～103℃，塔底温度为91～112℃，该塔塔顶设有轻组分富集段，塔顶富集的轻组分S12返回原料罐，高纯度的环戊烷产品S13由侧线采出，塔底采出重组分S14；显而易见，在实际应用中，生产单位可通过改变混合戊烷塔的塔顶和塔底的采出量任意调整混合戊烷产品中异戊烷的含量，使其达到戊烷发泡剂的产品标准，其它戊烷发泡剂产品可以通过异戊烷、混合戊烷、正戊烷和环戊烷任意两者的混合来进行生产。
本发明的优点是1、产品纯度高，所生产的各种戊烷产品的纯度可达到99.8％(质量)以上。
2、可直接生产只含有异戊烷和正戊烷两种组分任意比例的戊烷发泡剂产品出厂，无需调和。
3、由于异戊烷和正戊烷不需要完全分离因此比现有工艺节能。
4、由于本工艺所生产的各种戊烷产品纯度高，并能够直接生产出作为戊烷发泡剂产品的只含有异戊烷和正戊烷两种组分任意比例的混合戊烷，而不需要将各种戊烷完全分离，故成本大幅度降低。
图1为本发明工艺流程图；其中，1-预热器；2-脱轻塔；3-异戊烷塔；4-混合戊烷塔；5-正戊烷塔；6-换戊烷塔；S1-原料；S2-C4组分；S4，S9，S12-轻组分；S3，S6，S8，S11-塔釜液；S5-异戊烷；S7-混合戊烷；S10-正戊烷；S13-环戊烷；S14-重组分。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明对本发明作进一步详细说明参见附图1，一种生产高纯度戊烷及混合戊烷的节能工艺，采用加氢后的裂解碳五或醚化碳五、炼油厂、油田和天然气回收的碳五、重整装置的拔头油或其它来源的任一种碳五原料或它们任意比例的混合物为原料S1，原料从原料罐经加温加压后，经由脱轻塔2、异戊烷塔3、混合戊烷塔4、正戊烷塔5、环戊烷塔6五阶段加温加压精馏塔顺序连接，连续精馏，分别从异戊烷塔获得异戊烷S5、从正戊烷塔获得正戊烷S10、从环戊烷塔获得环戊烷S13和从混合戊烷塔获得混合戊烷S7。
实施例1以加氢后裂解碳五为原料，原料组成见下表
进料S1的温度为常温，加压至0.55MPa，经预热器1预热至80.0℃后进入脱轻塔2中部，从塔顶脱除C4组分S2，脱轻塔内为板波型规整填料和二级槽型分布器，操作压力为0.55MPa，塔顶温度为55℃，塔底温度为97℃，塔底采出物S3进入异戊烷塔3；异戊烷塔塔内为丝网型规整填料和二级槽型分布器，操作压力为0.25MPa，塔顶温度为57℃，塔底温度为73℃，该塔塔顶设有轻组分富集段，塔顶富集的轻组分S4返回原料罐，纯度≥99.0％(w/w，下同)的异戊烷产品S5由侧线采出，塔底采出物S6进入混合戊烷塔4；混合戊烷塔塔内为丝网型规整填料和二级槽型分布器，操作压力为0.25MPa，塔顶温度为57.6℃，塔底温度为77℃，含异戊烷90％和正戊烷10％的的混合戊烷S7由该塔塔顶采出，塔底采出物S8进入正戊烷塔5；正戊烷塔塔内为丝网型规整填料和二级槽型分布器，操作压力为0.25MPa，塔顶温度为64℃，塔底温度为82℃，该塔塔顶设有轻组分富集段，塔顶富集的轻组分S9返回原料罐，纯度≥99.0％正戊烷S10产品由侧线采出，塔底采出物S11进入环戊烷塔；环戊烷塔塔内为丝网型规整填料和二级槽型分布器，操作压力为0.25MPa，塔顶温度为79℃，塔底温度为91℃，该塔塔顶设有轻组分富集段，塔顶富集的轻组分S12返回原料罐，纯度≥99.0％的环戊烷产品S13由侧线采出，塔底采出重组分S14。
实施例2原料同实例1，进料S1的温度为常温，加压至1.0MPa，经预热器1预热至100℃后进入脱轻塔2中部，从塔顶脱除C4组分S2，脱轻塔内为板波型规整填料和二级槽型分布器，操作压力为0.85MPa，塔顶温度为77℃，塔底温度为118℃，塔底采出物S3进入异戊烷塔3；异戊烷塔塔内为丝网型规整填料和二级槽型分布器，操作压力为0.45MPa，塔顶温度为79℃，塔底温度为94℃，该塔塔顶设有轻组分富集段，塔顶富集的轻组分S4返回原料罐，纯度≥99.0％(w/w，下同)的异戊烷产品S5由侧线采出，塔底采出物S6进入混合戊烷塔4；混合戊烷塔塔内为丝网型规整填料和二级槽型分布器，操作压力为0.45MPa，塔顶温度为86.8℃，塔底温度为95℃，含异戊烷10％和正戊烷90％的的混合戊烷S7由该塔塔顶采出，塔底采出物S8进入正戊烷塔5；正戊烷塔塔内为丝网型规整填料和二级槽型分布器，操作压力为0.45MPa，塔顶温度为88℃，塔底温度为105℃，该塔塔顶设有轻组分富集段，塔顶富集的轻组分S9返回原料罐，纯度≥99.0％正戊烷S10产品由侧线采出，塔底采出物S11进入环戊烷塔；环戊烷塔塔内为丝网型规整填料和二级槽型分布器，操作压力为0.45MPa，塔顶温度为103℃，塔底温度为112℃，该塔塔顶设有轻组分富集段，塔顶富集的轻组分S12返回原料罐，纯度≥99.0％的环戊烷产品S13由侧线采出，塔底采出重组分S14。
实施例3以加氢后的甲基叔戊基醚法中未反应的碳五为原料，原料组成见下表
原料S1的温度为常温，加压至0.55MPa经预热器1预热至98.0℃后进入脱轻塔2中部，从塔顶脱除C4组分S2，脱轻塔内为板波型规整填料和二级槽型分布器，操作压力为0.6MPa，塔顶温度为61.3℃，塔底温度为104.4℃，塔底采出物S3进入异戊烷塔3；异戊烷塔塔内为丝网型规整填料和二级槽型分布器，操作压力为0.25MPa，塔顶温度为56.2℃，塔底温度为73.8℃，该塔塔顶设有轻组分富集段，塔顶富集的轻组分S4返回原料罐，纯度≥99.8％(w/w，下同)的异戊烷S5产品由侧线采出，塔底采出物S6进入混合戊烷塔4；混合戊烷塔塔内为丝网型规整填料和二级槽型分布器，操作压力为0.25MPa，塔顶温度为62.5℃，塔底温度为77.1℃，含异戊烷30％和正戊烷70％的混合戊烷产品S7由该塔塔顶采出，塔底采出物S8进入正戊烷塔5；正戊烷塔塔内为丝网型规整填料和二级槽型分布器，操作压力为0.25MPa，塔顶温度为64.5℃，塔底温度为92.0℃，该塔塔顶设有轻组分富集段，塔顶富集的轻组分S9返回原料罐，纯度≥99.8％正戊烷产品S10由侧线采出，塔底采出物S11进入环戊烷塔6；环戊烷塔塔内为丝网型规整填料和二级槽型分布器，操作压力为0.15MPa，塔顶温度为61.3℃，塔底温度为86.7℃，该塔塔顶设有轻组分富集段，塔顶富集的轻组分S12返回原料罐，纯度≥99.8％的环戊烷产品S13由侧线采出，塔底采出重组分S14。
本发明公开了利用碳五资源生产高纯度戊烷及戊烷发泡剂的节能工艺，本领域技术人员可通过借鉴本文内容，适当改变工艺参数、结构设计等环节实现。本发明的系统已通过较佳实例进行了描述，相关技术人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的系统进行改动或适当变更与组合，来实现本发明技术。特别需要指出的是，所有相类似的替换和改动对本领域技术人员来说都是显而易见的，它们都被视为包括在本发明精神、范围和内容中。
权利要求
1.一种生产高纯度戊烷及混合戊烷的节能工艺，采用加氢后的裂解碳五或醚化碳五、炼油厂、油田和天然气回收的碳五、重整装置的拔头油或其它来源的任一种碳五原料或它们任意比例的混合物为原料，原料从原料罐经加温加压后，由脱轻塔[2]、异戊烷塔[3]、混合戊烷塔[4]、正戊烷塔[5]、环戊烷塔[6]五阶段加温加压精馏塔顺序连接，经连续精馏分别从异戊烷塔获得异戊烷、从正戊烷塔获得正戊烷、从环戊烷塔获得环戊烷和从混合戊烷塔获得混合戊烷。
2.根据权利要求1所述的生产高纯度戊烷及混合戊烷的节能工艺，其特征在于原料罐进料温度为常温，加压至0.55～1.0MPa，经预热器[1]预热至80～100℃后进入脱轻塔[2]中部。
3.根据权利要求1所述的生产高纯度戊烷及混合戊烷的节能工艺，其特征在于脱轻塔[2]为加压操作，塔内为规整填料和分布器，从塔顶脱除碳4组分，操作压力为0.55～0.85MPa，塔顶温度为55～77℃，塔底温度为97～118℃，塔底采出物S3进入异戊烷塔[3]。
4.根据权利要求1所述的生产高纯度戊烷及混合戊烷的节能工艺，其特征在于异戊烷塔[3]为加压操作，塔内为规整填料和分布器，操作压力为0.25～0.45MPa，塔顶温度为57～79℃，塔底温度为73～94℃，异戊烷产品S5由侧线采出，塔底采出物S6进入混合戊烷塔[4]。
5.根据权利要求4所述的生产高纯度戊烷及混合戊烷的节能工艺，其特征在于异戊烷塔塔顶设有轻组分富集段，塔顶富集的轻组分S4返回原料罐。
6.根据权利要求1所述的生产高纯度戊烷及混合戊烷的节能工艺，其特征在于混合戊烷塔[4]为加压操作，塔内为规整填料和分布器，操作压力为0.25～0.45MPa，塔顶温度为57.6～86.8℃，塔底温度为77～95℃，混合戊烷S7由塔顶采出，塔底采出物S8进入正戊烷塔[5]。
7.根据权利要求1所述的生产高纯度戊烷及混合戊烷的节能工艺，其特征在于正戊烷塔[5]为加压操作，塔内为规整填料和分布器，操作压力为0.25～0.45MPa，塔顶温度为64～88℃，塔底温度为82～105℃，高纯度的正戊烷产品S10由侧线采出，塔底采出物S11进入环戊烷塔[6]。
8.根据权利要求1或7所述的生产高纯度戊烷及混合戊烷的节能工艺，其特征在于正戊烷塔[5]塔顶设有轻组分富集段，塔顶富集的轻组分S9返回原料罐。
9.根据权利要求1所述的生产高纯度戊烷及混合戊烷的节能工艺，其特征在于环戊烷塔[6]为加压操作，塔内为规整填料和分布器，操作压力为0.15～0.45MPa，塔顶温度为61.3～103℃，塔底温度为91～112℃，高纯度的环戊烷产品S13由侧线采出，塔底采出重组分S14。
10.根据权利要求1或9所述的生产高纯度戊烷及混合戊烷的节能工艺，其特征在于环戊烷塔塔[6]顶设有轻组分富集段，塔顶富集的轻组分S12返回原料罐。
全文摘要
一种生产高纯度戊烷及戊烷发泡剂的节能工艺，采用加氢后的裂解碳五或醚化碳五、炼油厂、油田和天然气回收的碳五、重整装置的拔头油或其它来源的任一种碳五原料或它们任意比例的混合物为原料，原料从原料罐经加温加压后，经由脱轻塔2、异戊烷塔3、混合戊烷塔4、正戊烷塔5、环戊烷塔6五阶段加温加压精馏塔顺序连接，连续精馏，分别从异戊烷塔获得异戊烷、从正戊烷塔获得正戊烷、从环戊烷塔获得环戊烷和从混合戊烷塔获得可直接用作戊烷发泡剂的混合戊烷。本发明所生产的戊烷纯度可达99.8％以上，并可直接生产戊烷发泡剂产品。
文档编号C07C7/04GK1919809SQ20061001435
公开日2007年2月28日 申请日期2006年6月15日 优先权日2006年6月15日
发明者李崇, 王芳, 苗向阳, 张大治, 李雪, 张力擎, 张曾, 刘锋 申请人:天津天大天海化工新技术有限公司