[發明專利]一種萃取精餾和加氫組合工藝制備異丁烷的系統及方法

有效

• 申請號: 201310067949.9
• 申請日: 2013-03-04
• 公開（公告）號: CN104030876A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發明（設計）人: 王鑫泉;馬立國
• 申請（專利權）人: 中國石化工程建設有限公司;中石化煉化工程（集團）股份有限公司
• 主分類號: C07C9/12
• 分類號: C07C9/12;C07C7/08;C07C7/163;C07C11/08
• 代理公司: 北京思創畢升專利事務所 11218
• 代理人: 趙宇

技術領域

本發明涉及碳四領域，更進一步說，涉及一種萃取精餾和加氫組合工藝制備異丁烷的系統及方法。

背景技術

隨著石油化工加工深度的不斷深入，對煉油廠催化裂化裝置及乙烯裝置副產的C₄餾分中各組分的合理利用日益受到重視。C₄餾分中含有的1，3-丁二烯可用萃取精餾的方法分離出來用作生產合成橡膠，C₄餾分中的異丁烯通過醚化裝置與甲醇反應生成MTBE并可通過進一步的精密分餾獲得高純度的1-丁烯，其它碳四組分的利用還較少。C₄組分中1-丁烯、2-丁烯可以用作甲乙酮生產的原料或者氧化脫氫生產丁二烯。正丁烷可以用作生產順酐的原料，異丁烷可以生產航空燃料、可以做制冷劑，以及異丁醇、環氧丙烷。近年來由于甲乙酮、順酐、異丁醇和環氧丙烷等需求量逐年增加，使得丁烷與丁烯分離的工藝，越來越引起人們的重視。

煉廠碳四來源廣泛，主要分為兩種類型，一種是含烯烴≤5%wt的飽和碳四,另一種烯烴含量40～50%wt的不飽和碳四，乙烯裝置醚后碳四主要是烷烴和單烯烴，烯烴含量30～60%wt。當前，這些碳四混合物絕大部分作為液化氣燃料燒掉，化工利用率較低，由于碳四烷烴、烯烴很好的工業應用前景，其分離利用就至關重要。

表1C₄餾分中各組分沸點及相對揮發度

C₄餾分由10多種沸點相近，彼此間易形成共沸物的組分組成，如表1所示，從中分離出純度符合應用要求的烷烴和烯烴難度較高，一是異丁烯與1-丁烯之間的相對揮發度僅為1.005，常壓沸點僅差0.64℃，用普通精餾的方法很難分離，目前多采用催化蒸餾技術使異丁烯與甲醇反應合成MTBE從而除去異丁烯；二是醚化后的C₄烴中正丁烷與反-2-丁烯的相對揮發度也較小，且正丁烷的揮發能力介于1-丁烯和反-2-丁烯之間，用普通精餾的方法需要相當多的理論板數，工藝較為復雜。現有技術中普遍采用萃取精餾法。常用的選擇性溶劑有二甲基甲酰胺（DMF）、乙腈和（ACN）、N-甲基吡咯烷酮（NMP）和N-甲酰嗎啉（NFM）等，如日本瑞翁公司專利JP6-92876、法國石油研究院專利EP0501848A1采用DMF萃取劑三塔流程萃取精餾分離丁烷與丁烯的技術，缺點是需要使用氣體壓縮機，投資和能耗較大；德國Krup?Uhde公司基于芳香烴萃取精餾的豐富經驗，開發了嗎啉溶劑工藝，該工藝采用兩塔流程分離丁烷與丁烯的萃取精餾技術，并于1998年首次投入工業化生產，該工藝的優點是取消了壓縮機，缺點是溶劑的沸點太高，能耗較大。

中國專利CN1358697A公開了用甲乙酮系列混合溶劑分離丁烷與丁烯的方法，中國專利CN1681754A公開了采用極性溶劑二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、乙腈等作為溶劑分離丁烷和丁烯的方法；中國專利CN101417913A公開了采用離子液體、鹽類、甲乙酮和N-甲酰嗎啉的多元混合溶劑分離丁烷與丁烯的方法。這些方法其實質都是采用不同的溶劑，通過提高丁烷與丁烯的相對揮度，達到分離的目的。但缺點是只適用于烯烴含量較高的碳四混合物，如烯烴含量較低，則經濟效益低，且大多沒有涉及換熱網絡的優化，節能效果不佳。

中國專利CN102294203A公開了一種催化熱裂解制乙烯中的碳四二段加氫裝置及工藝，通過采用二段選擇性加氫，避免了1，3-丁二烯深度加氫引起反應器結焦、降低催化劑使用壽命和裝置運行周期的問題，可直接對混合碳四直接進行加氫，提高了原料的利用率。但是對于含二烯烴少量或沒有的碳四混合物沒有涉及具體的分離方法，也沒有涉及有機硫氮等雜質的脫除方法。

中國專利CN102188985A公開了一種碳四餾分選擇加氫催化劑及其制備方法，該催化劑可以碳四餾分中的炔烴選擇性加氫，丁二烯基本不損失，催化劑具有高活性、高選擇性并且制備方法簡單，應用廣泛。但該發明主要是對碳四餾分中炔烴的選擇性加氫，沒有烷、烯混合物中單烯烴的加氫方法，且只是催化劑的制備，沒有涉及分離方法，也沒有涉及有機硫氮等雜質的脫除方法。

發明內容

為解決現有技術對于煉廠碳四混合物和乙烯裝置醚后碳四無法統一處理來制得高純度的異丁烷的問題，本發明提供了一種萃取精餾和加氫組合工藝制備異丁烷的系統及方法。通過將萃取精餾和加氫工藝進行組合，本發明原則上可以處理所有煉廠碳四和乙烯裝置醚后碳四，同時，萃取系統通過采用換熱網絡優化技術，將溶劑余熱回收，提高了裝置的經濟效益。

本發明的目的之一是提供一種萃取精餾和加氫組合工藝制備異丁烷的系統。