一种制备异丁烷的系统及方法
【专利摘要】本发明公开了一种制备异丁烷的系统及方法。系统包括：萃取精馏塔、烷烃水洗塔、汽提塔、烯烃水洗塔、溶剂回收塔、脱轻塔、加氢反应器、加氢进出料换热器、加氢进料加热器、加氢分离装置、稳定塔和异丁烷成品塔。加氢分离装置包括：加氢后冷器、加氢热分离罐和加氢冷分离罐；或者包括加氢后冷器和加氢分离罐。方法包括：醚后碳四经过萃取精馏可制得丁烯产品；不饱和与饱和碳四原料经萃取精馏和加氢后制得异丁烷产品。本发明可以处理所有炼厂碳四和乙烯装置醚后碳四，将溶剂余热回收，提高了装置的经济效益。
【专利说明】一种制备异丁烷的系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及碳四领域，更进一步说，涉及一种制备异丁烷的系统及方法。
【背景技术】
[0002]随着石油化工加工深度的不断深入，对炼油装置及乙烯装置副产的C4馏分中各组分的合理利用日益受到重视。C4馏分中含有的1，3-丁二烯可用萃取精馏的方法分离出来用作生产合成橡胶，C4馏分中的异丁烯通过醚化装置与甲醇反应生成MTBE并可通过进一步的精密分馏获得高纯度的1-丁烯，其它碳四组分的利用还较少。C4组分中1-丁烯、2-丁烯可以用作甲乙酮生产的原料或者氧化脱氢生产丁二烯。正丁烷可以用作生产顺酐的原料，异丁烷可以生产航空燃料、可以做制冷剂，以及异丁醇、环氧丙烷等。近年来由于甲乙酮、顺酐、异丁醇和环氧丙烷等需求量逐年增加，使得丁烷与丁烯分离的工艺，越来越引起人们的重视。
[0003]炼厂碳四来源广泛，主要分为两种类型，一种是含烯烃≤5%wt的饱和碳四，另一种烯烃含量40~50%wt的不饱和碳四，乙烯装置醚后碳四主要是烷烃和单烯烃，烯烃含量30~60%wt。当前，这些碳四混合物绝大部分作为液化气燃料烧掉，化工利用率较低，由于碳四烷烃、烯烃很好的工业应用前景，其分离利用就至关重要。
[0004]表1C4馏分中各组分沸点及相对挥发度
[0005]
【权利要求】
1.一种制备异丁烷的系统，其特征在于: 所述系统包括:萃取精馏塔、烷烃水洗塔、汽提塔、烯烃水洗塔、溶剂回收塔、脱轻塔、加氢反应器、加氢进出料换热器、加氢进料加热器、加氢分离装置、稳定塔、异丁烷成品塔；所述萃取精馏塔顶部连接烷烃水洗塔，萃取精馏塔底部连接汽提塔；汽提塔顶部连接烯烃水洗塔，汽提塔底部与萃取精馏塔上部连接； 所述烷烃水洗塔顶部连接脱轻塔；所述脱轻塔底部连接加氢进出料换热器、加氢进料加热器后连接加氢反应器上部； 所述烷烃水洗塔和烯烃水洗塔底部连接溶剂回收塔；溶剂回收塔顶部连接异丁烷成品塔中间再沸器后再连接溶剂回收塔冷凝器，溶剂回收塔冷凝器出口管线分成两路:一路返回溶剂回收塔上部，另一路连接萃取精馏塔上部； 所述加氢反应器底部连接加氢进出料换热器后连接加氢分离装置，加氢分离装置依次连接压缩机吸入罐、压缩机后与脱轻塔底部出口管线合并后连接加氢进出料换热器； 加氢分离装置底部连接稳定塔；稳定塔底部连接异丁烷成品塔。
2.如权利要求1所述的制备异丁烷的系统，其特征在于: 所述加氢分离装置包括加氢热分离罐、加氢后冷器和加氢冷分离罐； 所述加氢反应器底部连接加氢进出料换热器后连接加氢热分离罐，加氢热分离罐顶部依次连接加氢后冷器和加氢冷分离罐，加氢冷分离罐顶部连接压缩机吸入罐；加氢热分离罐底部连接稳定塔。
3.如权利要求1所述的制备异丁烷的系统，其特征在于: 所述加氢分离装置包括:加氢后冷器和加氢分离罐； 所述加氢反应器底部连接加氢进出料换热器后依次连接加氢后冷器和加氢分离罐，加氢分离罐顶部连接压缩机吸入罐，加氢分离罐底部连接稳定塔。
4.如权利要求1~3之一所述的制备异丁烷的系统，其特征在于: 所述萃取精馏塔下部分别设置有萃取蒸汽再沸器、萃取溶剂再沸器和萃取中间再沸器；萃取精馏塔顶部设置有顶部冷凝器； 汽提塔底部依次连接萃取溶剂再沸器、萃取中间再沸器、原料预热器、溶剂冷却器后与萃取精馏塔上部连接。
5.如权利要求4所述的制备异丁烷的系统，其特征在于: 所述加氢进料加热器为电加热、蒸汽加热或加热炉。
6.一种采用如权利要求1所述的制备异丁烷的系统的方法，其特征在于所述方法包括: 醚后碳四经过萃取精馏可制得丁烯产品； 不饱和碳四原料经萃取精馏、加氢和分离后制得异丁烷产品；饱和碳四原料经加氢分离后得到异丁烷产品。
7. 如权利要求6所述的制备异丁烷的方法，其特征在于所述方法包括: (a)不饱和碳四气化后进入萃取精馏塔进行萃取精馏，塔顶得到的碳四烷烃经过烷烃水洗塔脱除溶剂后进入脱轻塔； (b)由萃取精馏塔底部采出碳四烯烃与溶剂的混合物进入汽提塔，塔顶得到的碳四烯烃再经烯烃水洗塔脱除溶剂后得到碳四单烯烃产品；(C)由界外来的饱和碳四与由烷烃水洗塔顶部采出碳四物料混合后进入脱轻塔精馏，塔釜物料经加热后进入加氢反应器将少量单烯烃和双烯烃加氢饱和并脱除微量有机硫氮等杂质； Cd)由汽提塔釜采出的循环溶剂作为热源依次经过萃取溶剂再沸器、萃取中间再沸器、原料预热器换热后经溶剂冷却器冷却至40~60°C后与萃取精馏塔上部连接；同时循环溶剂抽出一小股物料送去溶剂回收塔； Ce)由烷烃水洗塔、烯烃水洗塔底部采出的溶剂与水的混合物连同循环溶剂抽出的小股物料合并经溶剂回收塔进出料换热器换热后送去溶剂回收塔； (f)由溶剂回收塔顶部气相物料经与异丁烷成品塔中间再沸器换热后由溶剂回收塔冷凝器冷却至40~75°C后分两路，一路作为回流返回溶剂回收塔顶部，另一路作为溶剂送去萃取精馏塔上部； (g)加氢反应器底部出料经进出料换热后进入加氢分离装置，分离出的氢气返回加氢反应器，加氢分离装置底部物料进入稳定塔； (h)稳定塔底部物料进入异丁烷成品塔；通过精馏分离由异丁烷成品塔顶部得到异丁烧广品。
8.如权利要求7所述的制备异丁烷的方法，其特征在于: 步骤(c)中，塔釜物料经加热至160~40(TC后进入加氢反应器； 步骤(g)中，当加氢分离装置包括加氢热分离罐、加氢后冷器和加氢冷分离罐时，加氢反应器底部出料经进出料换热降温至50~100°C后进入加氢热分离罐，加氢热分离罐顶部气相经过加氢后冷却器冷却至35~45°C后进入加氢冷分离罐； 当加氢分离装置包括加氢后冷器和加氢分离罐时，加氢反应器底部物料经进出料换热后，再经加氢后冷器冷却至35~45°C后进入加氢分离罐。
9.如权利要求7所述的制备异丁烷的方法，其特征在于: 所述加氢反应器为固定床反应器，反应器入口温度为160~400°C，压力为1.5~4.5MpaG,反应温升为2~50°C，摩尔氢油比为0.2~5，液体体积空速为0.5~eh — 1 ; 萃取精馏塔操作压力:0.1~IMPaG，塔顶操作温度:40~60°C，塔板数100~200，回流比I~10，溶剂比5~10 ; 汽提塔操作压力:0.1~IMPaG，塔顶操作温度:40~60°C，塔板数30~80，回流比I~10 ； 烷烃水洗塔操作压力:0.1~IMPaG，塔顶操作温度:35~50°C，塔板数30~90，塔内件为筛板或填料； 烯烃水洗塔操作压力:0.1~IMPaG，塔顶操作温度:35~50°C，塔板数30~90，塔内件为筛板或填料； 溶剂回收塔操作压力=0.005~0.1MPaG,塔顶操作温度:60~120°C，塔板数20~80，回流比I~10 ; 脱轻塔操作压力:1~3MPaG，塔顶操作温度:20~60°C，塔板数60~150，回流比5~20 ； 稳定塔操作压力:0.1~IMPaG，塔顶操作温度:-20~100°C，塔板数20~80，全回流操作；异丁烷成品塔操作压力:0.1~IMPaG，塔顶操作温度:20~60°C，塔板数80~150，回流比I~10。
【文档编号】C07C7/00GK104177213SQ201310188879
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2013年5月21日 优先权日:2013年5月21日
【发明者】王鑫泉, 马立国, 张文斌 申请人:中国石化工程建设有限公司, 中石化炼化工程（集团）股份有限公司