本发明专利技术公开了一种硫酸烷基化反应产物的分离工艺及分离装置，包括下隔板精馏塔T1、常规精馏塔T2、蒸汽压缩机等。烷基化反应产物从下隔板精馏塔T1的隔板左侧进料，在隔板精馏塔T1的塔顶得到合格的循环用异丁烷产品，隔板右侧的塔底得到合格的正丁烷产品，在常规精馏塔T2塔底得到合格的烷基化油产品；该工艺将常规精馏塔T2塔顶与下隔板精馏塔T1隔板左侧塔底进行热耦合，利用蒸汽压缩机将隔板精馏塔T1塔顶蒸汽增压升温，作为下隔板精馏塔T1隔板两侧塔底再沸器、隔板左侧中间再沸器的热源。与传统工艺相比，该工艺能够在得到合格的循环用异丁烷产品、正丁烷产品和烷基化油产品的同时，极大降低分离工艺能耗，工业应用前景较好。工业应用前景较好。工业应用前景较好。
【技术实现步骤摘要】
一种硫酸烷基化反应产物的分离工艺及分离装置
[0001]本专利技术涉及化工
，具体而言，涉及一种硫酸烷基化反应产物的分离工艺及分离装置。
技术介绍
[0002]在石油炼制过程中，碳四烷基化是炼厂气加工的重要工艺过程，主要用于生产高辛烷值汽油调和组分。碳四烷基化装置是指在催化剂作用下，异丁烷和丁烯(或丙烯、丁烯、戊烯的混合物)发生反应，生成以异辛烷为主的烷基化油的工业设施。烷基化油具有辛烷值高、抗爆性好、蒸气压低、含硫低、不含烯烃和芳烃等特点，是理想的清洁汽油高辛烷值调和组分。
[0003]目前，国内烷基化油生产工艺多采用液体酸催化工艺，即以低碳烯烃(包括1
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丁烯、2
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丁烯、异丁烯等)和异丁烷为原料，在氢氟酸或浓硫酸催化下反应，脱酸后得到的烷基化产物中除了含有烷基化油产品外，还包括大量未反应的异丁烷和正丁烷，需对烷基化产物进行脱正丁烷和异丁烷处理，异丁烷作为反应原料循环使用，以增大反应体系的烷烯比，同时避免正丁烷在反应系统的累积。
[0004]硫酸烷基化是各种碳四烷基化技术中出现最早且至今仍在广泛使用的技术。硫酸烷基化技术使用的硫酸在安全性方面优于氢氟酸，且废酸问题得到了妥善解决，进入21世纪，随着中国汽油质量升级加快，对高辛烷值汽油调和组分的需求快速增长，因此近年来硫酸烷基化装置数量和加工能力得到快速发展。
[0005]硫酸烷基化装置主要包括五个单元：原料预处理单元、烷基化反应单元、压缩制冷单元、产品分馏单元以及化学处理单元。硫酸烷基化装置目前存在的主要问题之一是能耗较高，其中分馏部分能耗约占装置总能耗的50％以上。
[0006]现有硫酸烷基化装置产品分馏单元是由两个常规精馏塔构成的直接序列串联流程，用以分离烷基化反应产物，分离流程如图1所示。从精馏塔T1塔顶首先得到循环用异丁烷，塔釜产品靠两塔压力差进入精馏塔T2，塔顶得到合格的正丁烷产品，塔底得到合格的烷基化油产品。两塔的塔釜温度均在100℃以上，其能耗主要来自两台塔再沸器所消耗的1.0MPa蒸汽，以20万吨/年的硫酸烷基化装置为例，两个分馏塔每小时消耗1.0MPa蒸汽24吨左右。
[0007]热耦精馏是二十世纪中期提出的主要用于三元混合物分离的一种复杂蒸馏技术。热耦合精馏塔在热力学上是最理想的系统结构，实现了热量的直接耦合，可以较大幅度提高热力学效率。隔板塔(DWC)属于热耦精馏的一种特殊形式，就是在常规精馏塔内竖立一块垂直的隔板，将常规精馏塔左右两个分开，在一个塔壳内实现两个常规精馏塔所起的作用。与常规精馏塔相比，能耗降低、节省投资、减少占地，技术优势非常明显。有基于完全热耦合的隔板精馏塔(中间隔板)和基于部分热耦合的隔板式侧线精馏塔(上隔板)、隔板式侧线提馏塔(下隔板)三种形式。
[0008]热泵(Heat Pump)是一种将低位热源的热能转移到高位热源的装置，也是全世界
倍受关注的新能源技术。热泵精馏是将塔顶蒸气经压缩机绝热压缩后升温,重新作为再沸器的热源，回收塔顶蒸汽的冷凝潜热，使冷流体部分汽化,而压缩气体本身冷凝成液体；冷凝液经节流阀减压降温后一部分作为塔顶馏出液抽出，另一部分返回塔项作为回流液。除开工阶段外，可基本上不向塔底再沸器提供额外的热量，因而热泵精馏是一种良好的节能技术。热泵精馏具有一定的应用范围，需要根据精馏塔工艺要求，通过准确的经济评比决定是否使用热泵精馏。
[0009]基于现有技术中硫酸烷基化装置能耗高的问题，特提出本专利技术。
技术实现思路
[0010]本专利技术的目的在于提供一种硫酸烷基化反应产物的分离工艺及分离装置，旨在得到合格的循环用异丁烷产品、正丁烷产品、烷基化油产品的同时，显著降低工艺能耗。
[0011]本专利技术是这样实现的：
[0012]第一方面，本专利技术提供一种硫酸烷基化反应产物的分离工艺，利用精馏塔T1和精馏塔T2进行分离，精馏塔T1为下隔板精馏塔，即在精馏塔T1内中下部设置一块竖直隔板，将精馏塔的塔内空间分为三部分：隔板左侧的第一精馏区、隔板右侧的第二精馏区、隔板上方的第三精馏区；
[0013]包括如下步骤：
[0014]将烷基化反应产物从第一精馏区通入精馏塔T1中，利用第一精馏区、第二精馏区、第三精馏区进行精馏分离，将精馏塔T1塔顶输出的饱和蒸汽经过蒸汽压缩机增压升温，将其分别通入第一精馏区对应的第一塔底再沸器H1、第二精馏区对应的第二塔底再沸器H2，经过换热之后得到液相物流，通过调节阀减压降温；
[0015]通过塔顶冷凝器E1将塔顶多余热量取出，得到冷凝液，将冷凝液部分回流返回精馏塔T1中，另一部分作为异丁烷产品输出；
[0016]在精馏塔T1的第二精馏区的塔底得到正丁烷产品，在精馏塔T2的塔底得到烷基化油产品。
[0017]在可选的实施方式中，将第一精馏区的塔釜液相增压后进入精馏塔T2的塔顶作为回流液，精馏塔T2的塔顶气相进入精馏塔T1的第一精馏区最下部塔板的下方。
[0018]在可选的实施方式中，作为优选方式之一，在精馏塔T1的第一精馏区的进料口下方安装1～2台中间再沸器，优选1台；将精馏塔T1塔顶输出的部分或者是全部饱和蒸汽经过蒸汽压缩机增压升温得到高温气体，将一部分高温气体通入第一精馏区对应的第一塔底再沸器中作为热源，一部分高温气体通入第二精馏区对应的第二塔底再沸器中作为热源，其余部分通入中间再沸器作为热源，换热之后得到的液相物流进行减压降温。
[0019]在可选的实施方式中，精馏塔T1塔顶的多余热量，包括经塔底再沸器换热后得到的液相物流、未增压的精馏塔T1塔顶蒸汽、或者是增压后未用完的增压蒸汽中的多余热量，通过塔顶冷凝器将其取出，得到的冷凝液一部分用于精馏塔T1塔顶回流，一部分作为液相产品采出。
[0020]在可选的实施方式中，蒸汽压缩机可以采用一台或者是两台，对精馏塔T1塔顶输出的部分或全部饱和蒸汽进行处理。
[0021]在可选的实施方式中，精馏塔T1中的隔板为中心设置或偏心设置；第一精馏区和
第二精馏区的塔板数均为30
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80，第一精馏区与第二精馏区的塔板数可以相同，也可以不同；第三精馏区的塔板数为10
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30；精馏塔T2的塔板数为10
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30。
[0022]在可选的实施方式中，精馏塔T1的塔顶温度为40
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60℃，塔底压力为0.41
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0.65MPa，第一精馏区的塔底温度为50
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80℃，第二精馏区的塔底温度为50
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70℃；优选地，精馏塔T2的塔底温度为100
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160℃。
[0023]第二方面，本专利技术提供一种用于实施上述分离工艺的分离装置，包括精馏塔T1、精馏塔T2、蒸汽压缩机、减压设备和冷凝器，精馏塔T1为下隔板精馏塔，精馏塔T1具有第一精馏区、第二精馏区、第三精馏区；精馏塔T1的第一精馏区和第二精馏区分别设置有第一塔底再沸器H1和第二塔底再沸器H2；精馏塔T1的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种硫酸烷基化反应产物的分离工艺，其特征在于，利用精馏塔T1和精馏塔T2进行分离，所述精馏塔T1为下隔板精馏塔，即在精馏塔T1内中下部设置一块竖直隔板，将精馏塔的塔内空间分为三部分：隔板左侧的第一精馏区、隔板右侧的第二精馏区、隔板上方的第三精馏区；包括如下步骤：将烷基化反应产物从所述第一精馏区通入所述精馏塔T1中，利用所述第一精馏区、第二精馏区、第三精馏区进行精馏分离，将所述精馏塔T1塔顶输出的饱和蒸汽经过蒸汽压缩机增压升温，将其分别通入所述第一精馏区对应的第一塔底再沸器H1、所述第二精馏区对应的第二塔底再沸器H2，经过换热之后得到液相物流，通过调节阀减压降温；通过塔顶冷凝器E1将塔顶多余热量取出，得到冷凝液，将所述冷凝液部分回流返回所述精馏塔T1中，另一部分作为异丁烷产品输出；在所述精馏塔T1的所述第二精馏区的塔底得到正丁烷产品，在所述精馏塔T2的塔底得到烷基化油产品。2.根据权利要求1所述的分离工艺，其特征在于，将所述第一精馏区的塔釜液相增压后进入所述精馏塔T2的塔顶作为回流液，所述精馏塔T2的塔顶气相进入所述精馏塔T1的所述第一精馏区最下部塔板的下方。3.根据权利要求1或2所述的分离工艺，其特征在于，作为优选方式之一，在精馏塔T1的第一精馏区的进料口下方安装1～2台中间再沸器，优选1台；将所述精馏塔T1塔顶输出的部分或者是全部饱和蒸汽经过蒸汽压缩机增压升温得到高温气体，将一部分所述高温气体通入所述第一精馏区对应的第一塔底再沸器中作为热源，一部分所述高温气体通入所述第二精馏区对应的第二塔底再沸器中作为热源，其余部分通入中间再沸器作为热源，换热之后得到的液相物流进行减压降温。4.根据权利要求1或2所述的分离工艺，其特征在于，精馏塔T1塔顶的多余热量，包括经塔底再沸器换热后得到的液相物流、未增压的精馏塔T1塔顶蒸汽、或者是增压后未用完的增压蒸汽中的多余热量，通过塔顶冷凝器将其取出，得到的冷凝液一部分用于精馏塔T1塔顶回流，一部分作为液相产品采出。5.根据权利要求3所述的分离工艺，其特征在于，所述蒸汽压缩机采用一台或者是两台，对所述精馏塔T1塔顶输出的部分或全部饱和蒸汽进行处理。6....
【专利技术属性】
技术研发人员：张耀昌，王二强，
申请(专利权)人：中石化炼化工程集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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