一种碳四一体化装置的制作方法

1.本实用新型涉及石油化工技术领域，具体为一种碳四一体化装置。


背景技术：

2.我国的碳四烃资源丰富，石油炼制和化工生产中副产大量的碳四烃，由于工艺技术的落后，碳四烃作为液化气主要成份一直当成民用燃料消费，随着我国石油炼制和石油化工生产能力的迅速提高，作为石油化工副产品的碳四烃资源不断扩大，总量已经超过了3.0mt/a。而我国碳四馏分的利用率不足40％，并且主要集中在烯烃，其余大多作为低价值的燃料。如何充分合理利用这些副产资源，进行深加工产品的开发，将碳四烃资源从低附加值燃料变成高附加值的化工产品已经引起了广泛关注。到了90年代分离技术的进步，以及在精细化工技术的基础上，碳四烃深加工开始步入多元化发展，在现有的工业基础上，最大限度开发了碳四烃的利用价值，发展能耗低、污染少、利用率高、附加值高的下游产品，将成为提高石化企业综合竞争力的一个重要手段。
3.碳四烃是正丁烷、异丁烷、正丁烯、异丁烯和丁二烯等的总称，主要来源于催化裂化(催化碳四烃)和蒸汽裂解(乙烯裂解副产碳四烃)，此外还有油田气回收、乙烯齐聚、异丁烷和丙烯共氧化制环氧丙烷等的副产物。叔丁醇是一种重要的工业原料，可用来制备甲基丙烯腈或甲基丙烯醛，而这两种物质是制备甲基丙烯酸甲酯的中间体。由混合碳四选择性地水合异丁烯制取叔丁醇时，主要解决两个问题：一是要选择合适的催化剂，二是要提高异丁烯的转化率。
4.过去采用的催化剂是无机酸、强酸性离子交换树脂、固体酸等。使用无机酸作催化剂时，存在着异丁烯的聚合、异丁烯的水合和设备的腐蚀等问题。使用强酸性树脂或固体酸作催化剂时，虽可避免上述缺点，但存在着水合活性低、异丁烯的转化率低、催化剂寿命短、叔丁醇在高温下易分解等问题口。而在杂多酸作为催化剂时，并在低于100℃反应温度下，取得了异丁烯催化水合制叔丁醇的较好效果。因此，提出了一种碳四一体化装置。


技术实现要素：

5.解决的技术问题
6.针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种碳四一体化装置，具备在低温制备叔丁醇，提升叔丁醇的制备效率的优点，解决了水合活性低、异丁烯的转化率低、催化剂寿命短、叔丁醇在高温下易分解的问题。
7.(二)技术方案
8.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种碳四一体化装置，包括反应器、分离塔以及共沸精馏塔，所述反应器的两个进料端口分别连接催化剂进料端和混合碳四进料端，所述反应器的出料端与所述分离塔的进料端相连，所述分离塔的顶部出料端连接有冷凝器一，所述冷凝器一的出料端分为两股，一股回流至所述分离塔内，另一股与所述共沸精馏塔的进料端相连，所述分离塔的底部出料端连接有再沸器一，所述再沸器一的出
料端分为两股，一股回流至所述反应器的催化剂进料端，另一股回流至所述分离塔内，所述共沸精馏塔的顶部出料端设有冷凝器二，所述共沸精馏塔的底部出料端设有再沸器二。
9.优选的，所述反应器为连续逆流多级反应器。
10.优选的，所述分离塔为减压精馏塔。
11.优选的，所述反应器中设有填料。
12.优选的，所述反应器中的填料为颗粒型填料或规整填料。
13.(三)有益效果
14.与现有技术相比，本实用新型提供了一种碳四一体化装置，具备以下有益效果：
15.该碳四一体化装置，以浓杂多酸水溶液为催化剂,采用连续逆流多级反应器对混合碳四与杂多酸水溶液逆流接触，合成叔丁醇，使碳四中的异丁烯的转化率达到85％以上，再通过设置分离塔和共沸精馏塔，对叔丁醇进行分离，使叔丁醇纯度可达99.9％以上，使碳四可以在低温下制备叔丁醇，提升叔丁醇的制备效率。
附图说明
16.图1为本实用新型的结构示意图。
17.图中：
18.1、反应器；2、分离塔；3、共沸精馏塔；4、冷凝器一；5、再沸器一；6、冷凝器二；7、再沸器二。
具体实施方式
19.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
20.实施例
21.一种碳四一体化装置，包括反应器1、分离塔2以及共沸精馏塔3，反应器1的两个进料端口分别连接催化剂进料端和混合碳四进料端，反应器1的出料端与分离塔2的进料端相连，分离塔2的顶部出料端连接有冷凝器一4，冷凝器一4的出料端分为两股，一股回流至分离塔2内，另一股与共沸精馏塔3的进料端相连，分离塔2的底部出料端连接有再沸器一5，再沸器一5的出料端分为两股，一股回流至反应器1的催化剂进料端，另一股回流至分离塔2内，共沸精馏塔3的顶部出料端设有冷凝器二6，共沸精馏塔3的底部出料端设有再沸器二7。
22.本实施例中，具体的，反应器1为连续逆流多级反应器。
23.本实施例中，具体的，分离塔2为减压精馏塔。
24.本实施例中，具体的，反应器1中设有填料，为了增加分离效率，可以在分离段中加入填料。
25.本实施例中，具体的，反应器1中的填料为颗粒型填料或规整填料，颗粒的形状是任意的，无特别限制，如拉西环、鲍尔环、矩鞍环、十字格环、泰勒环等，规整填料可以是丝网波纹填料、孔板波纹填料、格里奇格栅填料、脉冲填料等，填料的材质可以是金属(如不锈钢、钼合金等)、塑料(如聚丙烯、聚氯乙烯等)和陶瓷，只要它们不被杂多酸腐蚀，不发生反
应，不影响产品质量即可。
26.参阅图1，以浓杂多酸水溶液为催化剂，在连续逆流多级反应器中，温度为60～80℃，压力为0.8～1mpa下，混合碳四与杂多酸水溶液逆流接触，合成叔丁醇，异丁烯的转化率达到85％以上，从反应器1顶部收集残余的碳四混合物，而生成的叔丁醇和杂多酸水溶液从反应器1底部进入分离塔2，分离塔2顶部收集叔丁醇共沸物，杂多酸水溶液从分离塔2底部补加水一起进入反应器1上部，使水合反应的杂多酸水溶液浓度维持一定，分离塔1采用减压蒸馏，在60～70℃下，得到85％的叔丁醇水溶液，再经过共沸精馏塔3，叔丁醇纯度可达99.9％以上，该过程是目前混合碳四或抽余碳四中异丁烯分离和综合利用较先进的工艺过程。
27.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。


技术特征：
1.一种碳四一体化装置，其特征在于：包括反应器(1)、分离塔(2)以及共沸精馏塔(3)，所述反应器(1)的两个进料端口分别连接催化剂进料端和混合碳四进料端，所述反应器(1)的出料端与所述分离塔(2)的进料端相连，所述分离塔(2)的顶部出料端连接有冷凝器一(4)，所述冷凝器一(4)的出料端分为两股，一股回流至所述分离塔(2)内，另一股与所述共沸精馏塔(3)的进料端相连，所述分离塔(2)的底部出料端连接有再沸器一(5)，所述再沸器一(5)的出料端分为两股，一股回流至所述反应器(1)的催化剂进料端，另一股回流至所述分离塔(2)内，所述共沸精馏塔(3)的顶部出料端设有冷凝器二(6)，所述共沸精馏塔(3)的底部出料端设有再沸器二(7)。2.根据权利要求1所述的一种碳四一体化装置，其特征在于：所述反应器(1)为连续逆流多级反应器。3.根据权利要求1所述的一种碳四一体化装置，其特征在于：所述分离塔(2)为减压精馏塔。4.根据权利要求1所述的一种碳四一体化装置，其特征在于：所述反应器(1)中设有填料。5.根据权利要求4所述的一种碳四一体化装置，其特征在于：所述反应器(1)中的填料为颗粒型填料或规整填料。

技术总结
本实用新型涉及石油化工技术领域，且公开了一种碳四一体化装置，包括反应器、分离塔以及共沸精馏塔，所述反应器的两个进料端口分别连接催化剂进料端和混合碳四进料端，所述反应器的出料端与所述分离塔的进料端相连，所述分离塔的顶部出料端连接有冷凝器一，所述冷凝器一的出料端分为两股，一股回流至所述分离塔内；以浓杂多酸水溶液为催化剂,采用连续逆流多级反应器对混合碳四与杂多酸水溶液逆流接触，合成叔丁醇，使碳四中的异丁烯的转化率达到85％以上，再通过设置分离塔和共沸精馏塔，对叔丁醇进行分离，使叔丁醇纯度可达99.9％以上，使碳四可以在低温下制备叔丁醇，提升叔丁醇的制备效率。醇的制备效率。醇的制备效率。


技术研发人员：杨阳 郭佳佳 唐伯国 杨士兴
受保护的技术使用者：天津天大凯泰化工科技有限公司
技术研发日：2022.12.01
技术公布日：2023/3/21