CN101289361A - 一种由石油碳五馏份分离制取2-戊烯的方法 - Google Patents
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Abstract
一种由石油碳五馏份分离制取2－戊烯的方法，以已抽提分离了双烯烃及异戊烯后的抽余碳五为原料，过程包括：原料进行萃取精馏，萃取剂为N，N－二甲基甲酰胺，原料与萃取剂的进料重量比为1∶5～1∶12，塔顶排出碳五饱和烃物料，塔釜得富集2－戊烯及萃取剂的物料；过程1的塔釜物料进行精馏以回收萃取剂，塔顶得富集2－戊烯的物料，塔釜得萃取剂，萃取剂循环套用；过程2的塔顶物料进行精馏分离以脱除轻组分，塔顶排出轻组分物料，由塔底得2－戊烯粗产品；过程3得到的2－戊烯粗产品进行精馏精制以脱除重组分，取塔顶物料得2－戊烯精制产品。本发明通过进行更深度的加工，解决了现有技术无法利用碳五馏分中的2－戊烯这一技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及石油碳五馏份的分离方法，特别涉及通过精馏、萃取精馏等工艺过程由石油碳五馏份分离制取2-戊烯的方法。
背景技术
石油裂解制乙烯的过程副产相当数量的碳五馏分，其量约为乙烯产量的10％，对碳五馏分的综合利用是提高乙烯生产经济效益的有效途径。目前碳五馏分的综合利用主要是对碳五馏分进行抽提分离，得到价值较高的间戊二烯、异戊二烯和双环戊二烯等双烯烃以及异戊烯。经抽提分离了双烯烃以及异戊烯的抽余碳五物料约占碳五馏分原料的10～15％。抽余碳五的组分沸点非常接近，其分离困难，一般只作为燃料油来使用。对于这种抽余碳五物料，现有的深加工利用是通过全加氢得到戊烷和异戊烷的混合物，如中国专利ZL02145057.9、ZL02145056.0所介绍的。戊烷、戊烷和异戊烷的混合物可作为发泡剂、萃取剂、绿色制冷剂和有机溶剂等，该方法进一步提高了抽余碳五的利用价值。但是，实际上抽余碳五物料中含有约30～40％的戊烯(包括1-戊烯和2-戊烯，两者的比例约为1∶2)，而戊烯是应用价值更高的化工原料，如2-戊烯可制造戊醇和戊酮等许多重要的精细化工产品中间体，还可与异丁烷在硫酸的存在下发生烷基化反应，得到C9异构烷烃，从而生产出低蒸汽压、高辛烷值的清洁汽油。戊烯的价格也远高于戊烷和异戊烷，全加氢工艺的缺陷是使得戊烯无法得到利用。
发明内容
本发明提供了一种由石油碳五馏份分离制取2-戊烯的方法，它通过对石油碳五馏分进行更深度的加工，以解决现有技术无法利用碳五馏分中的2-戊烯这一技术问题。
以下是本发明详细的技术方案：
一种由石油碳五馏份分离制取2-戊烯的方法，该方法以已抽提分离了双烯烃及异戊烯后的抽余碳五为原料，其过程包括：
1)原料进行萃取精馏，萃取剂为N，N-二甲基甲酰胺，原料与萃取剂的进料重量比为1∶5～1∶12，萃取剂进料温度为30～50℃，塔顶温度为30～36℃，塔釜温度为70～120℃，操作压力为常压，回流比为1～6，塔顶排出碳五饱和烃物料，塔釜得富集2-戊烯及萃取剂的物料；
2)过程1的塔釜物料进行精馏以回收萃取剂，塔顶温度为32～36℃，塔釜温度为120～160℃，操作压力为常压，回流比为1～6，塔顶得富集2-戊烯的物料，塔釜得萃取剂，萃取剂循环套用；
3)过程2的塔顶物料进行精馏分离以脱除轻组分，塔顶温度为29～32℃，塔釜温度为35～45℃，操作压力为常压，回流比为10～40，塔顶排出轻组分物料，由塔底得2-戊烯粗产品；
4)过程3得到的2-戊烯粗产品进行精馏精制以脱除重组分，塔顶温度为36～38℃，塔釜温度为38～45℃，操作压力为常压，回流比为20～50，塔釜排出重组分物料，取塔顶物料得2-戊烯精制产品。
上述过程1所述的原料与萃取剂的进料重量比最好为1∶6～1∶10，萃取剂进料温度最好为35～45℃，塔釜温度最好为80～100℃，回流比最好为1～4；
过程2所述的塔顶温度最好为33～35℃，塔釜温度最好为135～155℃，回流比最好为1～4；
过程3所述塔釜温度最好为38～42℃，回流比最好为15～25。
过程4所述的回流比最好为30～40。
本发明的关键是选择了一种合适的工艺，以有效地从抽余碳五中分离出2-戊烯产品。整个工艺过程主要包括四部分，其中：
过程1的目的是先去除原料中的饱和烷烃，由于其中的正戊烷很难用精馏的方法与2-戊烯加以分离，故采用萃取精馏。过程1的关键在于萃取剂的选择以及工艺条件的选择。萃取精馏塔可采用填料塔，理论塔板数以30～60为宜。与大多数萃取精馏工艺一样，萃取剂最好由塔的上部进料，而物料最好由提馏段中接近塔釜的位置进料。
过程2为简单的精馏，其目的是实现萃取剂与碳五物料的分离并回收萃取溶剂。由于两者的常压沸点差较大，通过一步的简单精馏便可实现两者的完全分离，回收的萃取剂可返回萃取精馏系统循环套用。精馏塔可采用填料塔，理论塔板数以15～30为宜，物料最好由提馏段中接近塔釜的位置进料。
过程3的目的是去除轻组分后得到2-戊烯粗产品，这些轻组分物料的常压沸点与2-戊烯较为接近，故采用精密精馏。精馏塔可采用填料塔，理论塔板数至少为40，一般可不超过80，以40～70为宜，原料的进料口位于提馏段中接近塔釜的位置较为合适。
过程4也为精密精馏，其目的是对过程3得到的2-戊烯粗产品进行精制，分离出重组分杂质。精馏塔可采用填料塔，理论塔板数至少为40，一般可不超过100，以40～80为宜，原料的进料口位于提馏段中接近塔釜的位置较为合适。视原料组成和过程3得到的2-戊烯粗产品纯度，过程4有时可省略。
本发明的积极意义在于通过进一步提高抽余碳五物料的加工深度，获得了经济价值更高的碳五产品，更加完善了碳五馏份的综合利用手段，竭尽可能地减少了石油资源的浪费。
以下通过具体的实施例来进一步描述本发明的细节。实施例中2-戊烯产品收率的定义为：
各实施例使用的抽余碳五馏份原料主要组成见表1。
表1.
| 组分 | 含量(重量％) |
| 1-戊烯 | 16.5 |
| 2-戊烯 | 30.5 |
| 正戊烷 | 41.3 |
| 异戊烷 | 5.3 |
| 异戊烯 | 4.5 |
| 1，4-戊二烯 | 1.1 |
| 其它烃类等物质 | 余量 |
具体实施方式
【实施例1～10】
将组成如表1所列的抽余碳五原料按以下过程进行分离：
1)原料进行进行萃取精馏，萃取剂为N，N-二甲基甲酰胺。萃取精馏塔为填料塔，理论塔板数为45，原料由第36塔板的位置进料，萃取剂由第4塔板的位置进料，原料进料速度为1.0kg/h。操作压力为常压，其它萃取精馏工艺条件见表2所列。塔顶排出碳五饱和烃物料，塔釜得富集2-戊烯及萃取剂的物料；
2)过程1的塔釜物料进行精馏以回收萃取剂，精馏塔为填料塔，理论塔板数为22，原料由第20塔板的位置进料。操作压力为常压，其它精馏工艺条件见表3所列。塔顶得富集2-戊烯的物料，塔釜得萃取剂，萃取剂返回萃取精馏系统循环套用；
3)过程2的塔顶物料进行精馏分离以脱除轻组分，精馏塔为填料塔，理论塔板数为50，原料由第40塔板的位置进料，操作压力为常压，其它精馏工艺条件见表4所列。塔顶排出轻组分物料，由塔釜得2-戊烯粗产品；
4)过程3得到的2-戊烯粗产品进行精馏精制以脱除重组分，精馏塔为填料塔，理论塔板数为60，原料由第50塔板的位置进料。操作压力为常压，其它精馏工艺条件见表5所列。塔釜排出重组分物料，取塔顶物料得2-戊烯精制产品。
各实施例2-戊烯的产品收率、产品纯度见表6所列。
表2.
| 物料/萃取剂(进料重量比) | 萃取剂进料温度(℃) | 塔顶温度(℃) | 塔釜温度(℃) | 回流比 | |
| 实施例1 | 1∶5 | 35 | 32 | 70 | 4 |
| 实施例2 | 1∶6 | 30 | 33 | 77 | 3 |
| 实施例3 | 1∶6.5 | 41 | 30 | 80 | 1 |
| 实施例4 | 1∶7.5 | 38 | 33 | 88 | 2 |
| 实施例5 | 1∶8 | 40 | 33 | 93 | 4 |
| 实施例6 | 1∶8.5 | 42 | 33 | 96 | 2 |
| 实施例7 | 1∶9 | 43 | 34 | 100 | 1 |
| 实施例8 | 1∶9.5 | 39 | 34 | 104 | 3 |
| 实施例9 | 1∶10 | 50 | 36 | 107 | 6 |
| 实施例10 | 1∶12 | 45 | 34 | 120 | 4 |
表3.
| 塔顶温度(℃) | 塔釜温度(℃) | 回流比 | |
| 实施例1 | 35 | 145 | 2 |
| 实施例2 | 36 | 160 | 1 |
| 实施例3 | 33 | 135 | 6 |
| 实施例4 | 34 | 140 | 4 |
| 实施例5 | 35 | 148 | 3 |
| 实施例6 | 34 | 138 | 2 |
| 实施例7 | 34 | 150 | 4 |
| 实施例8 | 32 | 120 | 3 |
| 实施例9 | 34 | 130 | 4 |
| 实施例10 | 35 | 155 | 3 |
表4.
| 塔顶温度(℃) | 塔釜温度(℃) | 回流比 | |
| 实施例1 | 32 | 41 | 19 |
| 实施例2 | 31 | 35 | 40 |
| 实施例3 | 31 | 42 | 17 |
| 实施例4 | 32 | 39 | 20 |
| 实施例5 | 32 | 36 | 15 |
| 实施例6 | 31 | 40 | 25 |
| 实施例7 | 32 | 38 | 30 |
| 实施例8 | 29 | 39 | 23 |
| 实施例9 | 32 | 45 | 10 |
| 实施例10 | 30 | 39 | 21 |
表5.
| 塔顶温度(℃) | 塔釜温度(℃) | 回流比 | |
| 实施例1 | 37 | 42 | 45 |
| 实施例2 | 38 | 45 | 50 |
| 实施例3 | 36 | 38 | 32 |
| 实施例4 | 37 | 41 | 40 |
| 实施例5 | 36 | 40 | 34 |
| 实施例6 | 36 | 39 | 30 |
| 实施例7 | 37 | 39 | 36 |
| 实施例8 | 37 | 42 | 20 |
| 实施例9 | 36 | 40 | 25 |
| 实施例10 | 38 | 41 | 38 |
表6.
| 2-戊烯产品收率(％) | 2-戊烯产品纯度(％) | |
| 实施例1 | 83.0 | 99.0 |
| 实施例2 | 78.5 | 98.8 |
| 实施例3 | 81.8 | 99.2 |
| 实施例4 | 82.9 | 99.3 |
| 实施例5 | 83.5 | 99.6 |
| 实施例6 | 83.2 | 99.4 |
| 实施例7 | 83.0 | 99.5 |
| 实施例8 | 79.7 | 99.2 |
| 实施例9 | 82.8 | 99.1 |
| 实施例10 | 82.5 | 99.3 |
Claims (5)
1、一种由石油碳五馏份分离制取2-戊烯的方法，该方法以已抽提分离了双烯烃及异戊烯后的抽余碳五为原料，其过程包括：
1)原料进行萃取精馏，萃取剂为N，N-二甲基甲酰胺，原料与萃取剂的进料重量比为1∶5～1∶12，萃取剂进料温度为30～50℃，塔顶温度为30～36℃，塔釜温度为70～120℃，操作压力为常压，回流比为1～6，塔顶排出碳五饱和烃物料，塔釜得富集2-戊烯及萃取剂的物料；
2)过程1的塔釜物料进行精馏以回收萃取剂，塔顶温度为32～36℃，塔釜温度为120～160℃，操作压力为常压，回流比为1～6，塔顶得富集2-戊烯的物料，塔釜得萃取剂，萃取剂循环套用；
3)过程2的塔顶物料进行精馏分离以脱除轻组分，塔顶温度为29～32℃，塔釜温度为35～45℃，操作压力为常压，回流比为10～40，塔顶排出轻组分物料，由塔底得2-戊烯粗产品；
4)过程3得到的2-戊烯粗产品进行精馏精制以脱除重组分，塔顶温度为36～38℃，塔釜温度为38～45℃，操作压力为常压，回流比为20～50，塔釜排出重组分物料，取塔顶物料得2-戊烯精制产品。
2、根据权利要求1所述的由石油碳五馏份分离制取2-戊烯的方法，其特征在于过程1所述的原料与萃取剂的进料重量比为1∶6～1∶10，萃取剂进料温度为35～45℃，塔釜温度为80～100℃，回流比为1～4。
3、根据权利要求1所述的由石油碳五馏份分离制取2-戊烯的方法，其特征在于过程2所述的塔顶温度为33～35℃，塔釜温度为135～155℃，回流比为1～4。
4、根据权利要求1所述的由石油碳五馏份分离制取2-戊烯的方法，其特征在于过程3所述塔釜温度为38～42℃，回流比为15～25。
5、根据权利要求1所述的由石油碳五馏份分离制取2-戊烯的方法，其特征在于过程4所述的回流比为30～40。
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