利用反应分离耦合工艺从费托合成油中分离1-辛烯的方法与装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于从费托合成油轻质油中分离1‑辛烯的方法及装置，包括如下步骤：窄馏分切割得到C8窄馏分；萃取精馏或共沸精馏脱除含氧化合物；加入反应剂将其中一类物质转化为其衍生物，通过可逆反应辅助分离的方法得到C8正构烃；通过反应精馏的方法将1‑辛烯转化烯烃衍生物与烷烃分离，然后烯烃衍生物通过逆反应重新得到1‑辛烯产品。本发明专利技术的特点是借助可逆反应辅助分离的方法，将沸点极其相近或存在共沸的混合物分离问题转化为沸点相差较大的混合物分离问题，通过窄馏分切割、萃取/共沸精馏、反应分离耦合的方法，从费托合成油中分离出高附加值的1‑辛烯产品，同时能耗及设备费用较低，可创造较高的经济效益。

【技术实现步骤摘要】
利用反应分离耦合工艺从费托合成油中分离1-辛烯的方法与装置
本专利技术涉及一种从费托合成油中分离提纯1-辛烯的方法，特别适用于煤基原料生产高纯度1-辛烯过程。
技术介绍
费托合成即煤间接液化过程，在催化剂存在的条件下将煤气化产生的合成气(CO、H2)转化为汽油、柴油及其他烃类产品。反应粗产品主要为轻质油、重质油及重质蜡。其中轻质油中的主要物质为正构烷烃和正构烯烃，且烯烃组分多为α-烯烃。以常规石脑油和柴油为主要产品时，需要对烯烃进行加氢处理。若能够采用适当的方法将需要的α-烯烃组分从产品中分离出来进一步生产高值产品，将大大提高过程的经济效益。目前国内尚不具备从F-T合成油中分离提纯α-烯烃的能力，全球也仅有南非Sasol公司拥有此类技术，因此若能开发出α-烯烃的分离提纯技术，不仅能达到费托合成轻质油增值利用的目的，对全球α-烯烃的产能及市场也必将产生重大的影响。南非Sasol合成燃料厂从合成原油中抽提线性α-烯烃是其发展最主要的动力，并先后开发出三条α-烯烃生产线(DeKLERKARNO.费-托法炼油技术[M].华炜,译.中国石化出版社,2013.)。第一条1-辛烯抽提生产线于1999年试运行，产能为50kt/a，该工艺采用萃取蒸馏技术，首先用碳酸钾溶液中和费托合成原油中的羟酸，采用NMP作为萃取剂脱除馏分中的含氧化合物，通过一系列超精馏除去馏分中的正辛烷及异辛烯，并用NMP作为萃取剂精馏除去环烯烃，最终得到1-辛烯产品。第二条1-辛烯抽提生产线采用共沸蒸馏，以三氟乙酸-水混合物为夹带溶剂，其优势是可以将之前独立的酸脱除和含氧化合物脱除过程合并，省略碳酸钾中和步骤，节省设备及操作费用。第三条1-辛烯抽提线于2008年试运行，该工艺与前两条路线有显著差异，其从轻油中抽提1-庚烯，经羰基化后生成辛醛，加氢生成1-辛醇，脱水生成1-辛烯。专利CN102452886A提出了一种由费托合成油品中提纯1-辛烯的方法。该方法以费托合成轻油为原料，经过两次切割得到C8馏分；通过共沸精馏以三氟乙酸-水为共沸剂同时脱除酸和有机含氧化合物；通过萃取精馏分离C8馏分的烷烃和烯烃，萃取剂为NMP、DMF或一些离子液体，也可为NMP-水二元溶剂；通过精密精馏进一步提纯C8烯烃得到1-辛烯产品。但是该流程能耗较高，且离子液体价格昂贵，目前难以工业利用。专利CN103360195A提出了一种从碳氢(氧)混合物中分离提纯1-辛烯的方法，优选费托合成法得到的含1-辛烯流股。首先经过预分馏单元得到C8流股，预分馏单元可为两塔及以上分离或隔壁塔单塔分离；进入共沸精馏塔脱除酸和含氧化合物，共沸剂为醇、酮、酯、醚等含氧化合物的水溶液，优选低碳醇水溶液；然后进入共沸剂回收塔；先后进入两个精分塔，得到富1-辛烯物流；之后进入萃取精馏塔进一步纯化，进入萃取剂回收塔，萃取剂为乙二醇、苯乙酮、NMP等一种或几种，塔釜得到1-辛烯产品。但是该流程能耗及设备费用较高。专利DE19719377-A1提出了一种从费托合成油中分离1-戊烯，1-己烯，1-庚烯，1-辛烯等α-烯烃的方法。其先将与目标α-烯烃沸点接近的叔烯烃用甲醇醚化生成沸点很高的醚，然后通过分馏和萃取精馏法得到纯净的α-烯烃。α-烯烃和剩余的甲醇进入吸收塔，分离α-烯烃和甲醇。但是该流程适用于含有叔烯烃较多的情况，费托合成油中叔烯烃的含量极低。上述文献普遍存在流程复杂，能耗及设备费用较高的缺陷。本专利技术提出了一种高效的从费托油中分离提纯1-辛烯的新工艺方法与装置。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决上述现有技术的缺陷，提出一种高效节能的将α-烯烃逐步从费托合成油中分离提纯的方法与装置。本专利技术实现目的的技术方案如下：一种用于从费托合成油中分离1-辛烯的方法，包括如下步骤：窄馏分切割得到C8窄馏分段；萃取精馏或共沸精馏脱除含氧化合物；利用正构烃和异构烃的反应动力学差异，加入反应剂将其中一类物质转化为其衍生物，通过可逆反应辅助分离的方法得到C8正构烃；利用正构烷烃和正构烯烃的化学稳定性差异，通过反应精馏的方法将1-辛烯转化烯烃衍生物与烷烃分离，然后烯烃衍生物通过逆应重新得到1-辛烯产品。用于从费托合成油中分离1-辛烯的方法的步骤如下⑴费托合成轻油原料进行窄馏分切割处理，得到C8窄馏分段；切除C7及更轻的组分和C9及更重的组分；⑵上一步骤得到的C8窄馏分段进行共沸精馏或萃取精馏处理，加入第三方试剂除去窄馏分中的含氧化合物；⑶上一步骤得到的除去含氧化合物的C8窄馏分段进入反应分离耦合单元，加入络合反应剂，利用正构烃和异构烃存在反应动力学差异，通过反应分离耦合的方式将其分离；⑷上一步骤得到的正构烃进入另一反应分离耦合单元，加入反应剂，利用烯烃含有不饱和双键容易发生化学反应，烷烃性质稳定的特点，通过反应分离耦合的方式将其分离，并通过逆反应重新得到1-辛烯。而且，所述步骤⑵中萃取精馏采用的萃取剂为糠醛、二丙酮醇中的至少一种；或，所述步骤⑵中共沸精馏采用的共沸剂可为甲醛(FA)、乙醛(AH)等低碳醛中的一种或多种的水溶液，也可为低碳醛与低碳醇、酮、酯、醚中一种或多种物质的混合物水溶液。而且，所述步骤⑶中加入的络合反应剂为易于与异构烷烃发生反应生成络合晶体，或者是易于正构烷烃发生反应生成络合晶体的化合物。而且，所述步骤⑶中加入的络合反应剂为离子液体修饰的尿素或硫脲。而且，所述步骤⑷中加入的反应剂为卤素。一种用于从费托合成油中分离1-辛烯的系统，系统的具体结构和连接关系如下：隔壁塔(T11)、脱轻塔(T12)、脱重塔(T13)、共沸精馏塔(T21)、共沸剂回收塔(T22)、萃取精馏塔(T23)、萃取剂回收塔(T24)、正构烃反应器(R31)、异构烃反应器(R32)、抽滤器(F32)、正构烃分离器(T33)、正构烃分离塔(T34)、正构烯烃反应精馏塔(T41)、逆反应精馏塔(T42)、正构烯烃反应器(R41)、逆反应器(R42)、正构烷烃分离塔(T43)、正构烯烃分离塔(T44)、冷凝器、再沸器、泵以及相关的进料管线和连接以上设备的管线，连接关系如下：原料从隔壁塔(T11)进料口加入，进料口设置在隔壁塔(T11)预分离塔中上部；隔壁塔(T11)塔顶物流经冷凝器进入回流缓冲罐，一部分作为回流，一部分采出；塔釜物流一部分经再沸器返回隔壁塔(T11)，一部分采出；隔壁塔(T11)主塔中部设有出料口，通过管道与共沸精馏塔(T21)中上部的进料口相连；共沸精馏塔(T21)塔釜物流一部分经再沸器返回共沸精馏塔(T21)，一部分采出；塔顶物流经冷凝器进入分相器，一部分返回共沸精馏塔(T21)，一部分进入共沸剂回收塔(T22)中上部的进料口；共沸剂回收塔(T22)塔顶物流与共沸精馏塔(T21)塔顶物流经同一冷凝器进入分相器；塔釜物流一部分经再沸器返回共沸剂回收塔(T22)，一部分进入正构烃反应器(R31)进料口，正构烃反应器(R31)底部出料口采出的物流经过滤器(F32)和蠕动泵进入正构烃分离器(T33)；正构烃分离器(T33)设有两个出料口，下部出料口与正构烃反应器(R31)进料口相连，上部出料口与正构烯烃反应精馏塔(T41)进料口相连；正构烯烃反应精馏塔(T41)在反应段设有两个不同高度的进料口，塔顶物流经冷凝器进入回流缓冲罐，一部本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于从费托合成油中分离1‑辛烯的方法，其特征在于：包括如下步骤：窄馏分切割得到C8窄馏分段；萃取精馏或共沸精馏脱除含氧化合物；利用正构烃和异构烃的反应动力学差异，加入反应剂将其中一类物质转化为其衍生物，通过可逆反应辅助分离的方法得到C8正构烃；利用正构烷烃和正构烯烃的化学稳定性差异，通过反应精馏的方法将1‑辛烯转化烯烃衍生物与烷烃分离，然后烯烃衍生物通过逆应重新得到1‑辛烯产品。

【技术特征摘要】
1.一种用于从费托合成油中分离1-辛烯的方法，其特征在于：包括如下步骤：窄馏分切割得到C8窄馏分段；萃取精馏或共沸精馏脱除含氧化合物；利用正构烃和异构烃的反应动力学差异，加入反应剂将其中一类物质转化为其衍生物，通过可逆反应辅助分离的方法得到C8正构烃；利用正构烷烃和正构烯烃的化学稳定性差异，通过反应精馏的方法将1-辛烯转化烯烃衍生物与烷烃分离，然后烯烃衍生物通过逆应重新得到1-辛烯产品。2.根据权利要求1所述的用于从费托合成油中分离1-辛烯的方法，其特征在于：步骤如下⑴费托合成轻油原料进行窄馏分切割处理，得到C8窄馏分段；切除C7及更轻的组分和C9及更重的组分；⑵上一步骤得到的C8窄馏分段进行共沸精馏或萃取精馏处理，加入第三方试剂除去窄馏分中的含氧化合物；⑶上一步骤得到的除去含氧化合物的C8窄馏分段进入反应分离耦合单元，加入络合反应剂，利用正构烃和异构烃存在反应动力学差异，通过反应分离耦合的方式将其分离；⑷上一步骤得到的正构烃进入另一反应分离耦合单元，加入反应剂，利用烯烃含有不饱和双键容易发生化学反应，烷烃性质稳定的特点，通过反应分离耦合的方式将其分离，并通过逆反应重新得到1-辛烯。3.根据权利要求2所述的用于从费托合成油中分离1-辛烯的方法，其特征在于：所述步骤⑵中萃取精馏采用的萃取剂为糠醛、二丙酮醇中的至少一种；或，所述步骤⑵中共沸精馏采用的共沸剂可为甲醛(FA)、乙醛(AH)等低碳醛中的一种或多种的水溶液，也可为低碳醛与低碳醇、酮、酯、醚中一种或多种物质的混合物水溶液。4.根据权利要求2所述的用于从费托合成油中分离1-辛烯的方法，其特征在于：所述步骤⑶中加入的络合反应剂为易于与异构烷烃发生反应生成络合晶体，或者是易于正构烷烃发生反应生成络合晶体的化合物。5.根据权利要求2或4所述的用于从费托合成油中分离1-辛烯的方法，其特征在于：所述步骤⑶中加入的络合反应剂为离子液体修饰的尿素或硫脲。6.根据权利要求2所述的用于从费托合成油中分离1-辛烯的方法，其特征在于：所述步骤⑷中加入的反应剂为卤素。7.一种用于从费托合成油中分离1-辛烯的系统，其特征在于：系统的具体结构和连接关系如下：隔壁塔(T11)、脱轻塔(T12)、脱重塔(T13)、共沸精馏塔(T21)、共沸剂回收塔(T22)、萃取精馏塔(T23)、萃取剂回收塔(T24)、正构烃反应器(R31)、异构烃反应器(R32)、抽滤器(F32)、正构烃分离器(T33)、正构烃分离塔(T34)、正构烯烃反应精馏塔(T41)、逆反应精馏塔(T42)、正构烯烃反应器(R41)、逆反应器(R42)、正构烷烃分离塔(T43)、正构烯烃分离塔(T44)、冷凝器、再沸器、泵以及相关的进料管线和连接以上设备的管线，连接关系如下：原料从隔壁塔(T11)进料口加入，进料口设置在隔壁塔(T11)预分离塔中上部；隔壁塔(T11)塔顶物流经冷凝器进入回流缓冲罐，一部分作为回流，一部分采出；塔釜物流一部分经再沸器返回隔壁塔(T11)，一部分采出；隔壁塔(T11)主塔中部设有出料口，通过管道与共沸精馏塔(T21)中上部的进料口相连；共沸精馏塔(T21)塔釜物流一部分经再沸器返回共沸精馏塔(T21)，一部分采出；塔顶物流经冷凝器进入分相器，一部分返回共沸精馏塔(T21)，一部分进入共沸剂回收塔(T22)中上部的进料口；共沸剂回收塔(T22)塔顶物流与共沸精馏塔(T21)塔顶物流经同一冷凝器进入分相器；塔釜物流一部分经再沸器返回共沸剂回收塔(T22)，一部分进入正构烃反应器(R31)进料口，正构烃反应器(R31)底部出料口采出的物流经过滤器(F32)和蠕动泵进入正构烃分离器(T33)；正构烃分离器(T33)设有两个出料口，下部出料口与正构烃反应器(R31)进料口相连，上部出料口与正构烯烃反应精馏塔(T41)进料口相连；正构烯烃反应精馏塔(T41)在反应段设有两个不同高度的进料口，塔顶物流经冷凝器进入回流缓冲罐，一部分作为回流，一部分采出；塔釜物流一部分经再沸器返回正构烯烃反应精馏塔(T41)，一部分进入逆反应精馏塔(T42)进料口；逆反应精馏塔(T42)进料口设置在反应段，塔顶物流出口与正构烯烃反应精馏塔(T41)进料口相连；塔釜物流一部分经再沸器返回逆反应精馏塔(T42)，一部分作为产品采出。8.根据权利要求7所述的用于从费托合成油中分离1-辛烯的系统，其特征在于：具体流程方法如下：⑴费托合成油轻油(S01)进入...

【专利技术属性】
技术研发人员：高鑫，赵悦，袁炜，蔡力宏，刘素丽，李洪，李鑫钢，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津,12