[發明專利]一種加氫和異構化生產異丁烷的組合裝置及方法

在審

• 申請號: 201610258430.2
• 申請日: 2016-04-22
• 公開（公告）號: CN107304157A
• 公開（公告）日: 2017-10-31
• 發明（設計）人: 馬立國;楊照;高聳;王鑫泉
• 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: C07C7/04
• 分類號: C07C7/04;C07C9/10;C07C7/00;C07C5/03;C07C5/27;C07C9/12
• 代理公司: 北京思創畢升專利事務所11218
• 代理人: 高爽

技術領域

本發明涉及碳四輕烴領域，更進一步說，涉及一種加氫和異構化生產異丁烷的組合裝置及方法。

背景技術

隨著石油化工加工深度的不斷深入，對液化氣、油田伴生氣、煉油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。異丁烷可以生產甲基丙烯酸甲酯、異丁烯、異丁醇、環氧丙烷等。近年來由于異丁烯、異丁醇和環氧丙烷等需求量逐年增加，使得異丁烷的利用越來越引起人們的重視，且因國內油品升級帶動的烷基化裝置大規模擴張，煉廠碳四中的異丁烷將迅速由過剩轉為平衡，甚至(很可能)不足。同時，隨頁巖氣伴生的丁烷量持續增加，因其含大量正丁烷，將導致煉廠碳四中的正丁烷更加難尋出路，附加值將持續下降。

煉廠碳四來源廣泛，主要分為兩種類型，一種是含烯烴≤5wt％的飽和碳四，另一種是烯烴含量40～50wt％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30～60wt％。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，由于對于異丁烷的需求旺盛，而正丁烷經濟價值有限，由此如何提高異丁烷的產量就至關重要。

中國專利文獻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，可直接對混合碳四進行加氫，提高了原料的利用率。但是對于含少量或沒有二烯烴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，更沒有涉及異構化反應等。

中國專利文獻CN102188985A公開了一種碳四餾分選擇加氫催化劑及其制備方法，該催化劑可將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，應用廣泛的特點。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，也沒有涉及異構化反應等。

中國專利文獻CN201410444683.X和CN1170632A公開了正丁烷異構化制備異丁烷的催化劑和應用，但主要是催化劑體系和工藝操作參數，不涉及流程開發，更不涉及含烯烴物料的加氫分離。

中國專利文獻CN200680015930.8公開了正丁烷至異丁烷的異構化方法，但正異丁烷混合物通過選擇性滲透膜進行分離，而非傳統成熟的精餾分離方法，工藝應用較難實現。

發明內容

為解決現有技術中低價值的正丁烷大量富余，而高附加值的異丁烷不足等問題，本發明提供了一種生產異丁烷的組合裝置及方法。通過將加氫、異構化工藝進行組合，本發明可以處理所有富含碳四輕烴，包括液化氣、油田伴生氣、煉廠碳四和乙烯裝置醚后碳四等，同時，通過采用換熱網絡優化技術，將余熱回收，提高了裝置的經濟效益。

本發明的目的之一是提供一種加氫和異構化生產異丁烷的組合裝置，該組合裝置包括：一段加氫反應器、一段加氫分離裝置、一段加氫循環泵、一段循環冷卻器、加氫進出料換熱器、二段加氫反應器、二段加氫進料加 熱器、二段加氫分離裝置、脫輕塔、異丁烷成品塔、異構化進出料換熱器、異構化進料加熱器和異構化反應器；其中，

碳四進料管線連接一段加氫反應器、一段加氫分離裝置、加氫進出料換熱器、二段加氫進料加熱器后連接二段加氫反應器上部；

一段加氫分離裝置底部連接一段加氫循環泵，泵出口分兩路，一路連接一段循環冷卻器后與碳四進料管線合并，然后進入一段加氫反應器；另一路連接加氫進出料換熱器；

二段加氫反應器底部連接加氫進出料換熱器后連接二段加氫分離裝置，二段加氫分離裝置依次連接壓縮機吸入罐、壓縮機后與一段加氫分離裝置底部管線合并，然后連接加氫進出料換熱器；

二段加氫分離裝置底部連接脫輕塔進出料換熱器后與異構化反應后碳四出料管線合并連接脫輕塔；

脫輕塔底部連接脫輕塔進出料換熱器后連接異丁烷成品塔，異丁烷成品塔側線依次連接異構化進出料換熱器、異構化加熱器后連接異構化反應器入口；

異構化反應器出口連接異構化進出料換熱器后連接脫輕塔。

所述一段加氫反應器頂部設置有新鮮氫氣進料管線。