高效精制1-丁烯的余热利用节能工艺及装置的制作方法

本发明属于1-丁烯的精制及节能，具体涉及一种高效精制1-丁烯的余热利用节能工艺及装置。

背景技术：

1、1-丁烯是一种化学性质较活泼的α-烯烃，用途十分广泛，是一种重要的化工原料，可作为共聚单体生产线性低密度聚乙烯(lldpe)、高密度聚乙烯(hdpe)和聚1-丁烯(pb-1)，还可用来生产丁二烯、异戊二烯和各类碳八以上偶数碳原子α烯烃等。促进油品添加剂、高端润滑油等助剂行业的蓬勃发展，为1-丁烯的发展提供了新的市场空间。

2、目前国内1-丁烯生产技术主要为混合碳四分离法，其余部分采用丁烯异构化和乙烯二聚法生产。混合碳四分离的普遍做法是混合碳四线通过丁二烯抽提、选择加氢等技术实现丁二烯的转化或分离，在通过精馏+异丁烯正构化(或醚化)或聚异丁烯等技术的组合、优化实现异丁烷及异丁烯的分离或转化。然后通过萃取精馏或精密精馏脱除1-丁烯以外的2-丁烯及正丁烷等重组分，得到1-丁烯产品。

3、精密精馏的主要工艺是齐鲁石化的两段精馏工艺，该工艺流程简单，对环境无污染，但分离丁烯-1塔板数目过多，一般采用上下塔替代单塔，且回流比过大，能耗较高。

4、cn112358375a和cn112321382a公开了两种1-丁烯精制的节能工艺，采用先脱重后脱氢的工艺，同时采用热泵精馏技术，降低能耗。该方法没有考虑上下塔的实际设备问题，且热泵精馏存在装置负荷波动不能过大的缺点。

5、cn105837390a公开了一种由c4烃混合物获得高纯度1-丁烯的方法，在两级中实现的异丁烯转化，每级包括反应器和用于回收反应产物的蒸馏塔；回收过量的醇；采用至少两座蒸馏塔回收1-丁烯；在于还采用包括一个或多个串联的反应器的进一步转化阶段以便完成异丁烯脱除，该方法聚合物级1-丁烯的回收最大化。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是提供一种高效精制1-丁烯的余热利用节能工艺，在满足1-丁烯产品指标和收率要求的条件下，克服热泵精馏的缺点；发明还提供其装置，增加装置的经济效益，设备简单，操作方便。

2、本发明所述的高效精制1-丁烯的余热利用节能工艺：醚后碳四混合物主要包括正丁烷、异丁烷、反-2-丁烯、1-丁烯、异丁烯、顺-2-丁烯以及碳二碳三组分，首先经过脱轻塔脱除比1-丁烯沸点低的组分，然后进入脱重塔脱除沸点比1-丁烯高的组分；

3、所述的脱重塔的上下塔通过压缩机，通过下塔塔顶气相为上塔供热，上塔压力至塔顶温度为100～125℃，下塔压力至塔釜温度为55℃～70℃。

4、所述的高效精制1-丁烯的余热利用节能工艺，包括以下步骤：

5、(1)醚后碳四混合物，主要包括正丁烷、异丁烷、反-2-丁烯、1-丁烯、异丁烯、顺-2-丁烯以及碳二碳三组分，进入脱轻塔进行精馏，含碳二、碳三、异丁烷的轻组分从脱轻塔上塔塔顶脱出，随后进入燃料气管网；

6、(2)脱轻塔下塔塔釜重组分进入脱重塔，脱重塔上下塔间的压缩机，将下塔塔顶气相压缩，提高上塔压力，为上塔提供热源，上塔塔釜液相经节流阀节流后进入下塔塔顶，作为回流液为下塔提供回流；上塔塔顶气相为其他物流供热后，经辅助冷却器冷却，一部分回流返回上塔，一部分作为1-丁烯产品采出；下塔塔釜液一部分经热水加热后，以气相或气液相混合态返回下塔塔釜，为下塔供热，一部分作为富含2-丁烯、正丁烷的重组分采出，去往烷基化装置。

7、脱轻塔的进料口位于脱轻塔上塔的底部，脱轻塔上塔塔顶的压力控制在0.55～0.8mpag，优选为0.65～0.75mpag；温度控制在40～60℃，优选为45～48℃。

8、脱轻塔全塔压降70～130kpa，优选为100～120kpa；塔釜温度控制55～75℃，优选为60～66℃，塔顶回流比为60～80。

9、脱重塔上进料口位于塔底部，塔顶压力控制1.8～2.3mpag，塔顶温度控制100～120℃，全塔压降40～70kpa，优选为50～56kpa，塔釜温度控制105～125℃，塔顶回流比为30～60。

10、脱重塔下塔进料口位于塔顶部，塔顶压力控制0.4～0.8mpag，塔顶温度控制40～60℃，全塔压降40～70kpa，优选为50～56kpa，塔釜温度控制55～70℃，塔顶回流比为1～2。

11、压缩机排出压力应大于脱重塔上塔压力0.1～0.2mpa。

12、节流阀出口压力应大于脱重塔下塔压力0.1～0.2mpa。

13、所述的高效精制1-丁烯的余热利用节能工艺的装置，包括脱轻塔上塔、脱轻塔下塔、脱重塔上塔、脱重塔塔间压缩机、脱重塔下塔；脱轻塔上塔的塔底设置有醚后碳四原料进料口，脱轻塔上塔通过脱轻塔上塔釜液泵与脱轻塔下塔连接，脱轻塔下塔的塔底设置有脱轻塔再沸器，通过再沸器连接脱轻塔下塔釜液泵，与脱重塔上塔连接，脱重塔上塔通过脱重塔上塔塔釜液节流阀与脱重塔下塔连接，脱重塔下塔底部与脱重塔再沸器连接，脱重塔再沸器的出口通过循环管与脱重塔下塔连接，脱重塔再沸器的出口与混合2-丁烯产品罐连接；脱重塔上塔的塔底与脱重塔下塔的塔底之间设置有脱重塔塔间压缩机；脱重塔上塔的塔顶与脱重塔上塔气相供热器连接，脱重塔上塔气相供热器与脱重塔上塔回流泵连接，脱重塔上塔回流泵与1-丁烯产品罐连接；脱轻塔上塔的塔顶设置有脱轻塔冷凝器，与脱轻塔冷凝器连接的有干气产品管线和液化气产品管线。

14、脱重塔上塔气相供热器上设置有脱重塔上塔供热热量源；脱重塔再沸器上设置有热水供热热量源。

15、与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：

16、(1)本发明所述的高效精制1-丁烯的工艺，利用原有工艺独特的上下塔结构，结合压缩机改变热源等级的技术手段实现1-丁烯回收过程中塔顶气相余热的利用，具有明显的的节能特点，通过压缩机提高脱重塔上塔压力，使上塔气相直接为其他装置供热，降低蒸汽和循环水的用量，操作简单，提高装置的经济效益；

17、(2)本发明所述的高效精制1-丁烯的工艺，利用脱重塔上下塔间的压缩机，降低下塔压力，使其直接使用热水等废热源供热，回收其他装置低温热，具有明显的的节能特点；

18、(3)本发明所述的高效精制1-丁烯的工艺，改变热泵精馏技术装置操作尽量稳定的要求，改变负荷时不需要对蒸汽和循环水等公用工程进行剧烈调节，降低操作难度，增加装置运行的安全性；

19、(4)本发明所述的高效精制1-丁烯的工艺，利用独特的双塔结构和上下塔间的压缩机，实现上下塔分别提供再沸和回流，增加理论板数，增多精馏塔的调节手段，精馏塔理论塔板减少，降低塔设备费用。

技术特征：

1.一种高效精制1-丁烯的余热利用节能工艺，其特征在于：醚后碳四混合物主要包括正丁烷、异丁烷、反-2-丁烯、1-丁烯、异丁烯、顺-2-丁烯以及碳二碳三组分，首先经过脱轻塔脱除比1-丁烯沸点低的组分，然后进入脱重塔脱除沸点比1-丁烯高的组分；

2.根据权利要求1所述的高效精制1-丁烯的余热利用节能工艺，其特征在于：包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的高效精制1-丁烯的余热利用节能工艺，其特征在于：脱轻塔的进料口位于脱轻塔上塔的底部，脱轻塔上塔塔顶的压力控制在0.55～0.8mpag；温度控制在40～60℃。

4.根据权利要求2所述的高效精制1-丁烯的余热利用节能工艺，其特征在于：脱轻塔全塔压降70～130kpa，塔釜温度控制55～75℃，塔顶回流比为60～80。

5.根据权利要求2所述的高效精制1-丁烯的余热利用节能工艺，其特征在于：脱重塔上进料口位于塔底部，塔顶压力控制1.8～2.3mpag，塔顶温度控制100～120℃，全塔压降40～70kpa，塔釜温度控制105～125℃，塔顶回流比为30～60。

6.根据权利要求2所述的高效精制1-丁烯的余热利用节能工艺，其特征在于：脱重塔下塔进料口位于塔顶部，塔顶压力控制0.4～0.8mpag，塔顶温度控制40～60℃，全塔压降40～70kpa，塔釜温度控制55～70℃，塔顶回流比为1～2。

7.根据权利要求2所述的高效精制1-丁烯的余热利用节能工艺，其特征在于：压缩机排出压力应大于脱重塔上塔压力0.1～0.2mpa。

8.根据权利要求2所述的高效精制1-丁烯的余热利用节能工艺，其特征在于：节流阀出口压力应大于脱重塔下塔压力0.1～0.2mpa。

9.一种权利要求1-8任一项所述的高效精制1-丁烯的余热利用节能工艺的装置，其特征在于：包括脱轻塔上塔(2)、脱轻塔下塔(7)、脱重塔上塔(10)、脱重塔塔间压缩机(15)、脱重塔下塔(17)；脱轻塔上塔(2)的塔底设置有醚后碳四原料进料口(1)，脱轻塔上塔(2)通过脱轻塔上塔釜液泵(6)与脱轻塔下塔(7)连接，脱轻塔下塔(7)的塔底设置有脱轻塔再沸器(8)，通过再沸器(8)连接脱轻塔下塔釜液泵(9)，与脱重塔上塔(10)连接，脱重塔上塔(10)通过脱重塔上塔塔釜液节流阀(16)与脱重塔下塔(17)连接，脱重塔下塔(17)底部与脱重塔再沸器(18)连接，脱重塔再沸器(18)的出口通过循环管(20)与脱重塔下塔(17)连接，脱重塔再沸器(18)的出口与混合2-丁烯罐(21)连接；脱重塔上塔(10)的塔底与脱重塔下塔(17)的塔底之间设置有脱重塔塔间压缩机(15)；脱重塔上塔(10)的塔顶与脱重塔上塔气相供热器(11)连接，脱重塔上塔气相供热器(11)与脱重塔上塔回流泵(13)连接，脱重塔上塔回流泵(13)与1-丁烯产品罐(14)连接；脱轻塔上塔(2)的塔顶设置有脱轻塔冷凝器(3)，与脱轻塔冷凝器(3)连接的有干气产品管线(4)和液化气产品管线(5)。

10.根据权利要求9所述的高效精制1-丁烯的余热利用节能工艺的装置，其特征在于：脱重塔上塔气相供热器(11)上设置有脱重塔上塔供热热量源(12)；脱重塔再沸器(18)上设置有热水供热热量源(19)。

技术总结
本发明属于1‑丁烯的精制及节能技术领域，具体涉及一种高效精制1‑丁烯的余热利用节能工艺及装置。所述的高效精制1‑丁烯的余热利用节能工艺：醚后碳四混合物，首先经过脱轻塔脱除比1‑丁烯沸点低的组分，然后进入脱重塔脱除沸点比1‑丁烯高的组分；所述的脱重塔的上下塔通过压缩机，通过下塔塔顶气相为上塔供热，上塔压力至塔顶温度为100～125℃，下塔压力至塔釜温度为55℃～70℃。本发明提供一种高效精制1‑丁烯的余热利用节能工艺，在满足1‑丁烯产品指标和收率要求的条件下，克服热泵精馏的缺点；发明还提供其装置，增加装置的经济效益，设备简单，操作方便。

技术研发人员：张麟平,侯磊,郭岩锋,吕爱梅,杨忠梅
受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15