[發明專利]具有熱泵熱集成的1-丁烯精制節能工藝及裝置

有效

• 申請號: 202011007779.1
• 申請日: 2020-09-23
• 公開（公告）號: CN112321382B
• 公開（公告）日: 2022-07-19
• 發明（設計）人: 劉奉強;周鵬;龐泉德
• 申請（專利權）人: 山東齊魯石化工程有限公司
• 主分類號: C07C7/163
• 分類號: C07C7/163;C07C7/04;C07C11/08;B01D3/14;B01D3/32
• 代理公司: 青島發思特專利商標代理有限公司 37212
• 代理人: 耿霞

本發明涉及1?丁烯精制技術領域，具體涉及一種具有熱泵熱集成的1?丁烯精制節能工藝及裝置。所述的具有熱泵熱集成的1?丁烯精制節能工藝，MTBE的醚后碳四混合物經過選擇加氫反應后，得到主要組分為氫氣、水、甲醇、碳三、1?丁烯、異丁烷、正丁烷、反?2?丁烯和順?2?丁烯的含1?丁烯的混合物，先經脫重塔脫除含正丁烷、反?2?丁烯和順?2?丁烯的重組分，再經脫輕塔脫除含異丁烷和碳三的輕組分，從脫輕塔塔底得到1?丁烯。本發明的具有熱泵熱集成的1?丁烯精制節能工藝及裝置，利用具有熱泵熱集成的技術手段實現脫重塔和脫輕塔的熱泵精餾系統和余熱再利用的能量集成，具有明顯的節能特點，提高了經濟效益。

技術領域

本發明涉及1-丁烯精制技術領域，具體涉及一種具有熱泵熱集成的1-丁烯精制節能工藝及裝置。

背景技術

1-丁烯是碳四烯烴，可用作聚乙烯共聚單體，也可以生產甲乙酮、戊醛、異癸醇等精細化工產品，用途非常廣泛。聚合級1-丁烯可以由乙烯二聚生產，由于乙烯本身很昂貴，所以生產成本很高，無法大規模在產業上應用，而石油烴裂解過程產生的混合碳四，經抽提脫除1,3-丁二烯后，再經醚化反應脫除異丁烯的醚后碳四是生產高純度1-丁烯的優良原料。因此，如何從混合碳四中提取1-丁烯是人們研究的熱點問題?，F在1-丁烯大部分來自于混合碳四，主要是通過萃取精餾和超精密精餾分離得到。

萃取精餾分離1-丁烯的工藝較多，較典型的是德國Krupp Uhde公司提出的兩塔萃取正丁烯工藝。該工藝采用嗎琳和N-甲基嗎啉混合物為萃取劑，二者混合質量比1:1將含正丁烯45-53wt％的碳四物料送入萃取精餾塔，丁烷組分在塔頂分離出去，塔底富含正丁烯的物料送入汽提塔進行溶劑回收，汽提塔塔頂得到97％以上的正丁烯，進一步分離可得到高純度的1-丁烯。但該工藝流程較長，能耗高，而且萃取劑化學穩定性差，高溫下易分解。

國內主要是煙臺大學研究1-丁烯的萃取工藝，曾開發出以甲乙酮和極性溶劑混合物為萃取劑分離1-丁烯的工藝。工藝采用兩塔萃取精餾流程，含丁烯的碳四物料經萃取精餾塔脫除，并在解析塔中完成溶劑回收。萃取精餾塔和解析塔都在加壓下操作，塔釜溫度均低于170℃，可用廉價的蒸汽加熱，丁烯產品純度大于97％。但萃取劑選擇性不夠好，且萃取劑消耗量大。

國內市場主要采用超精密精餾分離方法，包括脫輕塔和脫重塔二部分，脫輕塔脫除碳四中低沸點的碳三、異丁烷以及與水的共沸物，塔底產品再經脫重塔脫除高沸點的正丁烷、2-丁烯，塔頂得到質量分數大于99.5％的1-丁烯。該工藝雖然流程簡單，但所需塔板數多，回流比大，能耗也較高，生產的1-丁烯質量分數均大于99％。

專利CN2014101190893公開了一種1-丁烯分離純化的節能工藝流程，來自MTBE的醚化后碳四混合物經過選擇加氫反應后，經過脫異丁烷精餾塔脫除比較輕的異丁烷組分，同時，H₂、H₂O和甲醇與烴類形成低沸點共沸物從塔頂脫除，然后經過1-丁烯精餾塔脫除比較重的組分正丁烷、反-2-丁烯和順-2-丁烯，從塔頂可以得到高純度的1-丁烯，整個過程利用過程集成手段實現脫異丁烷塔和1-丁烯精制塔的熱量集成，從而得到節能的1-丁烯精密分離工藝，但是該方法工藝流程的節能效果還有待進一步提高。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的是提供一種具有熱泵熱集成的1-丁烯精制節能工藝及裝置，利用具有熱泵熱集成的技術手段實現脫重塔和脫輕塔的熱泵精餾系統和余熱再利用的能量集成，并且利用空冷器減少對公用工程的消耗，具有明顯的節能特點，降低了蒸汽和循環水用量，塔的工作壓力低，操作簡單，提高了1-丁烯精制工藝的經濟效益。

本發明所述的具有熱泵熱集成的1-丁烯精制節能工藝，MTBE的醚后碳四混合物經過選擇加氫反應后，得到主要組分為氫氣、水、甲醇、碳三、1-丁烯、異丁烷、正丁烷、反-2-丁烯和順-2-丁烯的含1-丁烯的混合物，先經脫重塔脫除含正丁烷、反-2-丁烯和順-2-丁烯的重組分，再經脫輕塔脫除含異丁烷和碳三的輕組分，從脫輕塔塔底得到1-丁烯；