一种制备异丁烷的系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种制备异丁烷的系统及方法。系统包括：萃取精馏塔、烷烃水洗塔、汽提塔、烯烃水洗塔、溶剂回收塔、碳四溶剂预热器、碳四凝液预热器、第一进出料换热器、碳四蒸汽预热器、加氢反应器、第二进出料换热器、加氢进料加热器、加氢出料冷却器、加氢分离装置、脱轻塔和异丁烷成品塔。加氢分离装置包括：加氢后冷器、加氢热分离罐和加氢冷分离罐；或者包括加氢分离罐。方法包括：醚后碳四经过萃取精馏可制得丁烯产品；不饱和与饱和碳四原料经萃取精馏和加氢后制得异丁烷产品。本发明专利技术可以处理所有炼厂碳四和乙烯装置醚后碳四，将溶剂余热回收，提高了装置的经济效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及碳四领域，更进一步说，涉及。
技术介绍
我国许多炼油化工一体化企业轻烃资源丰富，碳四馏分过剩。随着我国原油加工 能力的迅速提高和乙烯产量的不断增加，作为石油化工副产品的碳四资源也在不断扩大。 如何充分、合理地利用炼厂气及乙烯装置副产的碳四馏分，发掘碳四产品的潜在价值，成为 人们重点关注的课题之一。碳四馏分中含有的1，3-丁二烯可用萃取精馏的方法分离出来 用作生产合成橡胶，碳四馏分中的异丁烯通过醚化装置与甲醇反应生成MTBE并可通过进 一步的精密分馏获得高纯度的1-丁烯，其它碳四组分的利用还较少。碳四组分中1-丁烯、 2_丁烯可以用作甲乙酮生产的原料或者氧化脱氢生产丁二烯。正丁烷可以用作生产顺酐的 原料，异丁烷可以生产航空燃料、可以做制冷剂，以及异丁醇、环氧丙烷等。近年来由于甲乙 酮、顺酐、异丁醇和环氧丙烷等需求量逐年增加，使得丁烷与丁烯分离的工艺，越来越引起 人们的重视。 炼厂碳四来源广泛，主要分为两种类型，一种是含烯烃彡5%wt的饱和碳四，另一 种烯烃含量40~50%wt的不饱和碳四，乙烯装置醚后碳四主要是烷烃和单烯烃，烯烃含量 30~60%wt。当前，这些碳四混合物绝大部分作为液化气燃料烧掉，化工利用率较低，由于 碳四烷烃、烯烃很好的工业应用前景，其分离利用就至关重要。 表1碳四馏分中各组分沸点及相对挥发度 碳四馏分由10多种沸点相近，彼此间易形成共沸物的组分组成，如表1所示，从 中分离出纯度符合应用要求的烷烃和烯烃难度较高，一是异丁烯与1-丁烯之间的相对挥 发度仅为1. 〇〇5,常压沸点仅差0.64°C，用普通精馏的方法很难分离，目前多采用催化蒸 馏技术使异丁烯与甲醇反应合成MTBE从而除去异丁烯；二是醚化后的碳四烃中正丁烷与 反-2- 丁烯的相对挥发度也较小，且正丁烷的挥发能力介于1- 丁烯和反-2- 丁烯之间，用 普通精馏的方法需要相当多的理论板数，工艺较为复杂。现有技术中普遍采用萃取精馏法。 常用的选择性溶剂有二甲基甲酰胺（DMF)、乙腈（ACN)、N-甲基吡咯烷酮（NMP)和N-甲酰吗 啉（NFM)等，如日本瑞翁公司专利JP6-92876、法国石油研究院专利EP0501848A1采用DMF 萃取剂三塔流程萃取精馏分离丁烷与丁烯的技术，缺点是需要使用气体压缩机，投资和能 耗较大；德国KrupUhde公司基于芳香烃萃取精馏的丰富经验，开发了吗啉溶剂工艺，该工 艺采用两塔流程分离丁烷与丁烯的萃取精馏技术，并于1998年首次投入工业化生产，该工 艺的优点是取消了压缩机，缺点是溶剂的沸点太高，能耗较大。 中国专利CN1358697A公开了用甲乙酮系列混合溶剂分离丁烷与丁烯的方法，中 国专利CN1681754A公开了采用极性溶剂二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、乙腈等作为溶 剂分离丁烷和丁烯的方法；中国专利CN101417913A公开了采用离子液体、盐类、甲乙酮和 N-甲酰吗啉的多元混合溶剂分离丁烷与丁烯的方法。这些方法其实质都是采用不同的溶 齐U，通过提高丁烷与丁烯的相对挥度，达到分离的目的。但缺点是只适用于烯烃含量较高的 碳四混合物，如烯烃含量较低，则经济效益低，且大多没有涉及换热网络的优化，节能效果 不佳。 中国专利CN102294203A公开了一种催化热裂解制乙烯中的碳四二段加氢装置 及工艺，通过采用二段选择性加氢，避免了 1，3-丁二烯深度加氢引起反应器结焦、降低催 化剂使用寿命和装置运行周期的问题，可直接对混合碳四直接进行加氢，提高了原料的利 用率。但是对于含二烯烃少量或没有的碳四混合物没有涉及具体的分离方法，也没有涉及 有机硫氮等杂质的脱除方法。 中国专利CN102188985A公开了一种碳四馏分选择加氢催化剂及其制备方法，该 催化剂可以碳四馏分中的炔烃选择性加氢，丁二烯基本不损失，催化剂具有高活性、高选择 性并且制备方法简单，应用广泛。但该专利技术主要是对碳四馏分中炔烃的选择性加氢，没有 烷、烯混合物中单烯烃的加氢方法，且只是催化剂的制备，没有涉及分离方法，也没有涉及 有机硫氮等杂质的脱除方法。 中国专利CN102146009A公开了一种不饱和碳四的加氢方法，该方法利用不饱和 碳四与氢气混合后通过两段加氢反应，所得反应产物经冷却、分离后得到饱和碳四产品。但 该专利技术主要是涉及不饱和碳四馏分加氢反应生成饱和碳四的方法，没有涉及有机硫氮等杂 质的脱除方法，也没有涉及如何分离饱和碳四组分中的正丁烷和异丁烷。
技术实现思路
为解决现有技术对于炼厂碳四混合物和乙烯装置醚后碳四无法统一处理来制得 高纯度的异丁烷的问题，本专利技术提供了。通过将萃取精馏和 加氢工艺进行合理组合，本专利技术原则上可以处理所有炼厂碳四和乙烯装置醚后碳四，同时， 萃取系统通过采用换热网络优化技术，将溶剂余热回收，提高了装置的经济效益。 本专利技术的目的之一是提供一种制备异丁烷的系统。 包括：萃取精馏塔、烷烃水洗塔、汽提塔、烯烃水洗塔、溶剂回收塔、加氢反应器、碳 四溶剂预热器、碳四凝液预热器、第一进出料换热器、碳四蒸汽预热器、第二进出料换热器、 加氢进料加热器、加氢出料冷却器、加氢分离装置、脱轻塔、异丁烷成品塔； 所述萃取精馏塔顶部连接烷烃水洗塔，萃取精馏塔底部连接汽提塔；汽提塔顶部 连接烯烃水洗塔，汽提塔底部与萃取精馏塔上部连接； 所述烷烃水洗塔顶部连接碳四溶剂预热器、碳四凝液预热器、第一进出料换热器、 碳四蒸汽预热器、第二进出料换热器；所述第二进出料换热器出口连接加氢进料加热器后 连接加氢反应器上部或所述第二进出料换热器直接连接加氢反应器上部； 所述烷烃水洗塔和烯烃水洗塔底部连接溶剂回收塔；溶剂回收塔顶部连接异丁烷 成品塔中间再沸器后再连接溶剂回收塔冷凝器，溶剂回收塔冷凝器出口管线分成两路：一 路返回溶剂回收塔上部，另一路连接萃取精馏塔上部； 所述加氢反应器底部连接第二进出料换热器、第一进出料换热器、加氢出料冷却 器后连接加氢分离装置，加氢分离装置依次连接压缩机吸入罐、压缩机后与烷烃水洗塔顶 部出口管线合并后连接第一进出料换热器； 加氢分离装置底部连接脱轻塔；脱轻塔底部连接异丁烷成品塔。 所述加氢分离装置是为了分离氢气和烃类，加氢分离装置可采用以下两种组成之 A)加氢分离装置包括加氢热分离罐、加氢后冷器和加氢冷分离罐； 所述加氢反应器底部连接第二进出料换热器、第一进出料换热器、加氢出料冷却 器后连接加氢热分离罐，加氢热分离罐顶部依次连接加氢后冷器和加氢冷分离罐，加氢冷 分离罐顶部连接压缩机吸入罐；加氢热分离罐底部连接脱轻塔。 B)加氢分离装置包括：加氢分离罐； 所述加氢反应器底部连接第二进出料换热器、第一进出料换热器、加氢出料冷却 器后依次连接加氢出料冷却器和加氢分离罐，加氢分离罐顶部连接压缩机吸入罐，加氢分 离罐底部连接脱轻塔。 所述反应出料经第二进出料换热器、第一进出料换热器、加氢出料冷却器换热后 可以有两种方式，一种为先进入加氢热分离罐进行气液分离，顶部气相经过加氢后冷却器 冷却后进入加氢冷分离罐，冷分离罐顶部连接压缩机吸入罐，底部连接加氢热分离罐，加氢 热分离罐底部液相连接脱轻塔；另一种方式为直接进入加氢分离罐经过气液分离，顶部气 相连接压缩机吸入罐，底部液相连接脱轻塔。 优选采用第二种方式本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备异丁烷的系统，包括：萃取精馏塔、烷烃水洗塔、汽提塔、烯烃水洗塔、溶剂回收塔、加氢反应器、碳四溶剂预热器、碳四凝液预热器、第一进出料换热器、碳四蒸汽预热器、第二进出料换热器、加氢进料加热器、加氢出料冷却器、加氢分离装置、脱轻塔、异丁烷成品塔；其特征在于：所述萃取精馏塔顶部连接烷烃水洗塔，萃取精馏塔底部连接汽提塔；汽提塔顶部连接烯烃水洗塔，汽提塔底部与萃取精馏塔上部连接；所述烷烃水洗塔顶部连接碳四溶剂预热器、碳四凝液预热器、第一进出料换热器、碳四蒸汽预热器、第二进出料换热器；所述第二进出料换热器出口连接加氢进料加热器后连接加氢反应器上部或所述第二进出料换热器直接连接加氢反应器上部；所述烷烃水洗塔和烯烃水洗塔底部连接溶剂回收塔；溶剂回收塔顶部连接异丁烷成品塔中间再沸器后再连接溶剂回收塔冷凝器，溶剂回收塔冷凝器出口管线分成两路：一路返回溶剂回收塔上部，另一路连接萃取精馏塔上部；所述加氢反应器底部连接第二进出料换热器、第一进出料换热器、加氢出料冷却器后连接加氢分离装置，加氢分离装置依次连接压缩机吸入罐、压缩机后与烷烃水洗塔顶部出口管线合并后连接第一进出料换热器；加氢分离装置底部连接脱轻塔；脱轻塔底部连接异丁烷成品塔。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：马立国，王鑫泉，杨照，张文斌，刘江峰，陈钢，聂毅强，
申请(专利权)人：中国石化工程建设有限公司，中石化炼化工程集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11