[發明專利]用于碳四分離的熱泵精餾工藝

在審

• 申請號: 201610817873.0
• 申請日: 2016-09-13
• 公開（公告）號: CN107814679A
• 公開（公告）日: 2018-03-20
• 發明（設計）人: 王政;喬樹華;王猛;劉海軍;馮國衛;龔國強;張金甫;王世明
• 申請（專利權）人: 河北新欣園能源股份有限公司
• 主分類號: C07C7/04
• 分類號: C07C7/04;C07C9/10;C07C9/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及熱泵精餾技術領域，具體涉及一種用于碳四分離的熱泵精餾工藝。

背景技術

碳四原料是重要的石油化工資源，在之前的一段時間內，煉油廠碳四主要用于制作燃料。隨著經濟和技術的進步，碳4的綜合利用成為工業當中越來越受到重視，以碳4為原料的高附加值產品生產工藝層出不窮。烷基化油和MTBE的需求在不斷增長，越來越多的廠家開始進行碳4的深加工。而在工業生產當中，由于異丁烷和異丁烯的需求量遠大于正丁烷和正丁烯，因此碳4異構化即將正構烷烯烴轉化為異構烷烯烴在整個碳4深加工當中占有重要的環節。

碳4異構化過程當中，碳4原料經異構化后，需進行正構和異構的分離，異構碳4進入下一個工藝流程，MTBE或烷基化反應，正構碳4循環回反應器繼續反應。需精餾的物料中往往含有約2-3%的碳5組分，塔頂采出異丁烷，塔中采出正丁烷，塔底采出碳5重組分。由于碳4正構和異構烷烯烴性質接近，故其需要較大的回流比才能夠完成分離任務，因此碳4異構化裝置配有一個大型的精餾塔，而此精餾過程的能耗非常高，如何降低分離能耗成為一個重要的研究課題。

常規精餾塔的操作特點是塔底溫度低，塔頂溫度高，常規的傳熱方式，需要外來冷劑對塔頂制冷，從塔頂移出熱量，同時又需要外來熱劑加熱塔底，向塔提供熱量。如果把塔頂氣體的熱量傳給塔底物料，則存在塔頂溫度比塔底溫度低的問題。而熱泵精餾是將塔頂蒸汽通過壓縮機壓縮后升溫升壓，達到所需的溫度和壓力后經過塔釜的蒸發器放出熱量，塔頂蒸汽冷凝成液相，塔釜料液被加熱，熱泵精餾將塔頂的蒸汽的熱量送入塔釜，同時節約了大部分冷卻水用量，從而達到了節能的目的。碳4的分離當中，由于原料中含有少量碳5組分，導致塔頂塔底溫差約60℃，這將大大提高熱泵精餾系統中壓縮機的能耗，導致節能效果變差。如何在工業中將熱泵技術與碳4分離高效結合起來，是一個值得研究的問題。

發明內容

本發明針對現有技術存在的缺陷，提供了一種用于碳四分離的熱泵精餾工藝。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種用于碳四分離的熱泵精餾工藝，通過兩個串聯精餾塔完成異丁烷、正丁烷和碳5重組分的分離，異丁烷正丁烷混合物自前精餾塔進料，前精餾塔塔頂采出異丁烷，前精餾塔塔中采出部分正丁烷，前精餾塔塔底采出正丁烷和碳5重組分，前精餾塔塔底采出中正丁烷和碳5重組分組成比例為5:1~2:1，前精餾塔塔底采出進入后精餾塔，后精餾塔塔頂采出剩余正丁烷，后精餾塔塔底采出碳5重組分，前精餾塔塔頂蒸汽經蒸汽壓縮機壓縮升溫升壓的加壓蒸汽，進入前精餾塔再沸器作為熱源來加熱塔釜物料，在前精餾塔再沸器中冷凝成液相，經前精餾塔空冷器降溫后一部分作為塔頂回流，一部分作為異丁烷出料；前精餾塔塔底組分進入后精餾塔采用常規精餾，后精餾塔塔頂蒸汽經后精餾塔空冷器冷卻為液相，一部分作為后精餾塔塔頂回流，一部分作為后精餾塔正丁烷出料，后精餾塔再沸器熱源為新鮮蒸汽。

本發明工藝優點在于：利用雙塔的工藝流程，可大大降低精餾塔塔釜的溫度，從而使熱泵精餾能耗更低，由于碳5含量約2-3%，故后精餾塔相較前精餾塔體積相差很多，投資遠低于節省的能耗，故采用雙塔工藝的碳4熱泵精餾有較好的節能降耗效果。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

圖1是本發明熱泵精餾工藝流程圖。

圖中1進料、2前精餾塔、3塔頂蒸汽、4塔頂回流、5蒸汽壓縮機、6異丁烷出料、7加壓蒸汽、8冷凝液相、9前精餾塔空冷器、10前精餾塔再沸器、11后精餾塔、12后精餾塔空冷器、13后精餾塔正丁烷出料、14新鮮蒸汽、15后精餾塔再沸器、16前精餾塔正丁烷出料。

具體實施方式