CN101148390B

CN101148390B - 变压吸附提取高纯度正己烷产品工艺

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Publication number: CN101148390B
Application number: CN2007101334989A
Authority: CN
Inventors: 姚小利; 崔群; 周立进; 刘宗健; 李晓强; 杜旭东; 堵文斌; 姚虎卿; 柏基业
Original assignee: Sinopec Yangzi Petrochemical Co Ltd
Current assignee: Sinopec Yangzi Petrochemical Co Ltd
Priority date: 2007-10-12
Filing date: 2007-10-12
Publication date: 2010-11-24
Anticipated expiration: 2027-10-12
Also published as: CN101148390A

Abstract

本发明涉及一种化工分离方法，特别是一种变压吸附提取高纯度正己烷产品工艺方法。其工艺流程是多塔加温变压吸附流程，具体步骤如下：(1)吸附过程(2)均压降、放压，(3)解吸过程，(4)均压升、充压。本发明是一种设备简单、操作方便、能耗低、自动化程度高、易操作、极富市场竞争力等特点的先进生产工艺。

Description

变压吸附提取高纯度正己烷产品工艺

所属技术领域：

本发明涉及一种化工分离方法，特别是一种变压吸附提取高纯度正己烷产品工艺方法。

背景技术：

正己烷是现今工业上用途最广泛的烃类溶剂之一，也是最具代表性的非极性溶剂，能溶剂各类烃类及卤代烃，在食用油、印刷油墨、皮革、农药、杀虫剂、橡胶、化妆品、香料、化工聚合，医药以及在电子部件的清洗等诸方面都有广泛的用途。目前工业上主要从铂重整抽余油中精馏分离得到纯度为60~80％(wt)工业级己烷产品。由于C₆馏分沸点很相近(如正己烷69℃，甲基环戊烷71.8℃)，普通精馏很难将其分离，采用精密精馏能耗高、生产成本高、得率较低，且很难得到正己烷＞99％(wt)高纯度产品；用特殊精馏法，成本较高，过程复杂，这也导致了我国高纯度正己烷大部分依赖进口。虽然吸附法在烃类混合物的正异构分离、提高汽油辛烷值及乙烯原料优化等方面已工业化，但关于采用吸附法从石油馏分、重整抽余油和溶剂油等复杂烃类混合物中提取单一组分烷烃产品的生产工艺报道甚少，未见有采用变压吸附提取高纯度正己烷产品生产工艺方法的报道。

发明内容：

本发明的目的是提供了一种采用新的变压吸附法从含正己烷的烃类混合物中提取高纯度正己烷产品的生产工艺，在生产高纯度正己烷产品的同时还可显著提高吸余液的辛烷值。避免了精馏法能耗高、得率低、过程复杂的问题。

本发明的技术方案为：一种变压吸附提取高纯度正己烷产品工艺方法，其工艺流程是多塔加温变压吸附流程，具体步骤如下：(1)吸附过程，含正己烷的烃类混合物原料在汽化室汽化后连续进入装载吸附剂的固定床吸附塔，原料中的正己烷被吸附剂吸附，其余组分在塔顶冷凝收集为吸余液；(2)均压降、放压，上述吸附塔在完成吸附过程后，其吸附塔压力被用于对另一完成解吸过程的吸附塔进行均压，再经顺向放压、逆向放压至常压0.1MPa左右(绝压)；(3)解吸过程，对上述放压至常压0.1MPa左右(绝压)的吸附塔进行解吸，得到高纯度正己烷产品；(4)均压升、充压，完成解吸过程的吸附塔被另一完成吸附过程的吸附塔均压，再用原料气或吸附抽提正己烷后剩余气体吸余气对该吸附塔充压，准备进入下一个循环的吸附过程。

上述工艺方法中含正己烷的烃类混合物可以为重整抽余油、60~80℃的石油馏分、6号溶剂油或工业己烷。

上述提及的固定床吸附塔，其装载的吸附剂可以为丝光沸石、ZSM型分子筛、T型分子筛、5A分子筛或磷铝分子筛，优选磷铝分子筛。

上述工艺方法的解吸过程是在80~400℃吸附温度下进行，所采用的解吸方法可以为：抽真空解吸；抽真空同时用常压下沸点低于25℃的不凝性气体(N₂、H₂、Ar、He、CH₄、CO₂)或低碳原子正构烷烃(正丁烷、正戊烷)吹扫解吸；抽真空同时用产品气(正己烷)、氨气、水蒸气或氨气和水蒸汽置换解吸。

本发明的工艺条件如下：汽化温度为80～400℃，吸附塔温度为80～400℃，吸附过程压力为0.1～2.0MPa(绝压)，解吸过程压力为0.1～100kPa(绝压)，变压吸附循环周期为4～70min。

上述提取高纯度正己烷产品工艺流程为三塔至十一塔的多塔加温变压吸附流程(或称为变压吸附热法流程)，优选四塔加温变压吸附流程。

更具体地说，本发明的提供的方法采用优选的如附图1所示的四塔变压吸附工艺流程，采用优化的工艺条件，分离可得含量在95.0％～99.9％(wt)的正己烷产品，优选正己烷≥99.0％(wt)。

下面结合附图1对本发明的工艺过程作详细的说明。将原料储罐V1中含有正己烷的烃类混合物①经原料泵P1进入汽化室H1，汽化后的原料气达到吸附温度80～400℃，压力为0.1～2.0MPa，进入己完成充压的吸附塔T1，在吸附塔温度为80～400℃，压力为0.1～2.0MPa下，原料气中的正己烷被吸附剂吸附，其余组分或吸余气②经换热器E1冷凝，进入吸余液储罐V2，根据所使用原料不同，此吸余液可作为进一步深加工或分离原料，或作为汽油调和组分。吸附过程结束后，吸附塔T1与完成解吸再生的吸附塔T3均压，均压后吸附塔T1经顺向放压、逆向放压至0.1MPa，顺向放压、逆向放压得到的产物(称为中间产品)③经换热器E2冷凝后，进入中间产品储罐V3。顺向放压、逆向放压完成后，吸附塔T1在解吸压力0.1～100kPa过程得到的正己烷④经换热器E3冷凝，生产含量95.0％～99.9％(wt)正己烷产品，优选正己烷≥99％(wt)高纯度产品。完成解吸过程的吸附塔T1被刚完成吸附过程的吸附塔T3均压后，再用原料或吸余气最终充压至吸附压力。至此，吸附塔T1完成了一个变压吸附循环，准备进入下一个循环的吸附过程，其它吸附塔依据变压吸附循环过程及时间分配，分别处在变压吸附循环的不同过程。

有益效果：

本发明的变压吸附提取高纯度正己烷产品生产方法，是一种设备简单、操作方便、能耗低、自动化程度高、易操作、极富市场竞争力等特点的先进生产工艺。不仅工艺简单，在生产高纯度正己烷产品的同时还可显著提高吸余液的辛烷值，吸余液可作为汽油调和组分，也可作为进一步深加工或分离原料。本发明可显著提高C₆资源利用效率，有着良好经济价值和社会效益。

附图说明：

图1为四塔变压吸附提取高纯度产品工艺流程示意图，其中V1为原料储罐、V2为吸余液储罐、V3为中间产品储罐、V4位高纯度正己烷产品储罐，T1、T2、T3、T4为四个装有吸附剂的固定床吸附塔，H1为原料汽化室，E1、E2、E3分别为三台换热器，P1为原料泵，P2为真空泵；①为原料，②为吸余气，③为中间产品气，④为高纯度正己烷产品。

图2为解吸采用抽真空同时氮气吹扫方式的四塔变压吸附提取高纯度正己烷产品工艺流程示意图，图中除四个固定床吸附塔塔顶多一路N₂吹扫管道，其它流程与图1相同。

图3为七塔变压吸附提取高纯度正己烷产品工艺流程示意图，其中V1为原料储罐、V2为吸余液储罐、V3为中间产品储罐、V4为高纯度正己烷产品储罐，T1、T2、T3、T4、T5、T6、T7为七个装载吸附剂的固定床吸附塔，H1为原料汽化室，E1、E2、E3分别为三台换热器，P1为原料泵，P2为真空泵；①为原料，②为吸余气，③为中间产品气，④为高纯度正己烷产品。

具体实施方式：

实施例1：采用工业己烷为原料，SAPO-34分子筛为吸附剂，工业己烷典型组成如表1所示，四塔变压吸附工艺流程示意图如图1所示。

表1工业己烷组成

四塔(T1、T2、T3、T4)变压吸附循环过程及时间分配如表2所示，一个变压吸附循环周期为16min，其中吸附4min，均压降2min，放压2min，解吸4min，均压升2min，充压2min。

表2四塔变压吸附循环过程及时间分配

[注]：A-吸附，ED-均压降，CD-放压，V-解吸，ER-均压升，R-充压。

根据变压吸附提取高纯度正己烷产品工艺流程示意图1，原料罐V1中工业己烷①经原料泵P1进入汽化室H1，在220℃、1.4MPa下汽化，汽化后原料气进入完成充压的吸附塔T1，在220℃、1.4MPa下，原料气中的正己烷被SAPO-34分子筛吸附，吸余气②经换热器E1冷凝为吸余液，进入吸余液储罐V2，该吸余液仍可作为进一步深加工或分离原料，或作为汽油调和组分。吸附结束后，吸附塔T1与完成再生过程的吸附塔T3均压降至0.7MPa，然后吸附塔T1逆向放压至0.1MPa，逆向放压得到的产物(称为中间产品)③经换热器E2冷凝后进入中间产品储罐V3。逆向放压完成后，吸附塔T1抽真空至解吸压力40kPa，解吸出的正己烷④经换热器E3冷凝，可获得含量99％(wt)的正己烷产品⑥。完成解吸再生的吸附塔T1与完成吸附过程的吸附塔T3均压升至0.7MPa，然后用原料气将该吸附塔充压至吸附压力1.4MPa，准备进入下一个循环的吸附过程。至此，该塔完成了一次变压吸附循环。其它三塔依据变压吸附循环过程及时间分配，分别处在变压吸附循环的不同过程。

实施例2，如图2所示。变压吸附流程、具体操作过程及步骤等同实施例1，其不同的是：吸附温度为120℃，解吸采用抽真空同时用N₂吹扫，解吸压力为50kPa。

实施例3，采用6号溶剂油为原料，5A分子筛为吸附剂，6号溶剂油组成如表3所示，七塔变压吸附工艺流程示意图如图3所示。

表3 6号溶剂油组成

七塔(T1、T2、T3、T4、T5、T6、T7)变压吸附循环过程及时间分配如表4所示，一个变压吸附循环周期为21min，其中吸附6min，一均和三均为1min、二均为2min，放压2min，解吸3min，充压2min。

表4七塔变压吸附循环过程及时间分配

[注]：A-吸附，ED1-一均压降，ED2-二均压降，ED3-三均压降，CD-放压，V-解吸，ER1-均压升，ER2-二均压升，ER3-三均压升，R-充压。

如图3，原料罐V1中的6号溶剂油①经原料泵P1进入汽化室H1，在340℃、1.6MPa下汽化，汽化后原料气进入已完成充压的吸附塔T1，在340℃、1.6MPa下，原料气中的正己烷被吸附剂吸附，吸余气②经换热器E1冷凝为吸余液，进入吸余液储罐V2；吸附塔T1完成吸附过程后首先与已完成二均升的吸附塔T4进行一均降过程，吸附塔T1压力降至1.2MPa；吸附塔T1完成第一次均压降压后，接着与吸附塔T5进行二均降压过程，压力降至0.8MPa；吸附塔T1完成第二次均压降压后，再与刚完成解吸过程的吸附塔T6进行三均降过程，压力降至0.4MPa。吸附塔T1完成三次均压降压后再顺向放压至0.1MPa，顺放得到的产物③(称为中间产品)经换热器E2冷凝后进入中间产品储罐V3。顺放结束后，对吸附塔T1抽真空至10kPa，解吸出的正己烷④经换热器E3冷凝，可获得含量99％(wt)的正己烷产品⑥。然后，用已完成二均降过程的吸附塔T3对吸附塔T1进行一均升，压力升至0.4MPa；吸附塔T1再与已完成一均降过程的吸附塔T4进行二均升过程，压力升至0.8MPa；完成两次均压升后，吸附塔T1与刚完成吸附过程的吸附塔T5进行三均升，压力升至1.2MPa；完成三次均压升后的吸附塔T1用原料气充压至吸附压力1.6MPa，准备进入下一个循环的吸附过程。至此，该塔完成了一次变压吸附循环。其它六个塔依据变压吸附循环过程及时间分配，分别处在变压吸附循环的不同过程。

Claims

1.一种变压吸附提取重量百分含量≥99％的正己烷产品工艺方法，其工艺流程是多塔加温变压吸附流程，具体步骤如下：(1)吸附过程，含正己烷的烃类混合物原料在汽化室汽化后连续进入装载吸附剂的固定床吸附塔，原料中的正己烷被吸附剂吸附，其余组分在塔顶冷凝收集为吸余液；其中含正己烷的烃类混合物为重整抽余油、60～80℃的石油馏分、6号溶剂油或工业己烷；(2)均压降、放压，上述吸附塔在完成吸附过程后，其吸附塔压力被用于对另一完成解吸过程的吸附塔进行均压，再经顺向放压、逆向放压至常压；(3)解吸过程，对上述放压至常压的吸附塔进行解吸，得到高纯度正己烷产品；其中解吸过程是在80～400℃吸附温度下进行，所采用的解吸方法为：抽真空解吸、抽真空同时用常压下沸点低于25℃的不凝性气体N₂、H₂、Ar、He、CH₄、CO₂或低碳原子正构烷烃吹扫解吸、或者是抽真空同时用产品气、氨气、水蒸汽或氨气和水蒸汽置换解吸；(4)均压升、充压，完成解吸过程的吸附塔被另一完成吸附过程的吸附塔均压，再用原料气或吸附抽提正己烷后剩余气体吸余气对该吸附塔充压，准备进入下一个循环的吸附过程；其中汽化室的汽化温度为80～400℃，吸附塔温度为80～400℃，吸附过程绝对压力为0.1～2.0MPa，解吸过程绝对压力为0.1～100kPa，变压吸附循环周期为4～70min。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于固定床吸附塔装载的吸附剂为丝光沸石、ZSM型分子筛、T型分子筛、5A分子筛或磷铝分子筛。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于固定床吸附塔装载的吸附剂为磷铝分子筛。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于装载吸附剂的固定床吸附塔为三塔至十一塔。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于装载吸附剂的固定床吸附塔为四塔。