CN101665400B - 一种两次蒸出异戊二烯的碳五双烯烃预分离方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种两次蒸出异戊二烯的碳五双烯烃预分离方法。本发明用个精馏塔分两次蒸出原料碳五中异戊二烯，其中一次蒸出是在热二聚反应之前，另一次蒸出是在热二聚反应之后。包括(1)预脱轻，(2)第一次蒸出异戊二烯，(3)热二聚反应，(4)第二次蒸出异戊二烯等4个工艺步骤。与现有技术相比，本发明的优点在于：分别在热二聚反应前后的两次蒸出异戊二烯，既可克服前热二聚工艺中异戊二烯损失大的缺点，也可克服后热二聚工艺中所获异戊二烯物流中环戊二烯含量不易控制的缺点。可较好地实现既充分回收异戊二烯，同时又有效控制住异戊二烯物流中环戊二烯含量。

Description

一种两次蒸出异戊二烯的碳五双烯烃预分离方法

技术领域

本发明涉及一种石油裂解碳五馏分的分离方法，具体地说，涉及一种用两个精馏塔分两次蒸出异戊二烯的碳五原料预分离方法，其中一次蒸出是在热二聚反应之前，另一次蒸出是在热二聚反应之后。

背景技术

裂解碳五中含有异戊二烯、间戊二烯、环戊二烯，其总量约为40～60％。对这些双烯的回收利用，对于利用石油资源、提高经济效益有重要意义。

现有碳五分离技术采用萃取精馏制得异戊二烯，常用溶剂是二甲基甲酰胺、乙腈或N-甲基吡咯烷酮等。

为了减少萃取精馏的负荷，通常在进入萃取精馏前对碳五原料进行预分离。

US3230157公开了一种预分离工艺，碳五原料在进入萃取精馏前先用精馏塔进行预分离，将碳四组分、戊炔、2-丁炔、异戊烯炔、部分1-戊烯及异戊烯、大部分1，4-戊二烯等从精馏塔顶除去，含有异戊二烯和间戊二烯、环戊二烯的塔釜物料进入萃取精馏。该工艺通过预分离脱除了碳五原料中的部分比异戊二烯轻的组分，减小了轻组分给后续萃取精馏工序带来的负荷，更重要的是，通过预分离脱除了原料中的炔烃，减小了后续工序的炔烃爆炸危险。但是，该工艺未将碳五原料中的间戊二烯、环戊二烯等比异戊二烯重的重分脱除，未能减少重组分对萃取精馏带来的负荷。

US2971036公开了一种预分离工艺，碳五原料先进入一个热二聚反应器，将大部分环戊二烯转化为双环戊二烯，然后进入一个精馏塔，从塔釜除去双环戊二烯和大部分间戊二烯，含异戊二烯的塔顶物料进入萃取精馏。该工艺先将环戊二烯转化为双环戊二烯，并通过精馏将双环戊二烯、间戊二烯及其它较异戊二烯重的组分脱除，减小了重组分给萃取精馏带来的负荷。但未能减少轻组分给萃取精馏带来的负荷。

US3692861公开了一种预分离工艺，碳五原料先进入一个热二聚反应器，将大部分环戊二烯转化为双环戊二烯，再进入第一个精馏塔从塔釜脱除重组分，接着进入第二个精馏塔从面脱除轻组分，然后将脱除了重组分和轻组分的富含异戊二烯的物料送入萃取精馏。该工艺在进入萃取精馏前，将比异戊二烯轻的组分和比异戊二烯重的组分均进行了脱除，同时减轻了轻组分和重组分给萃取精馏带入的负荷。

CN1160033A公开了一种预分离工艺，碳五原料先进一精馏塔脱除部分比异戊二烯轻的组分，再进入一个热二聚反应器，将大部分环戊二烯转化为双环戊二烯，然后进入一个精馏塔，从塔釜除去双环戊二烯和大部分间戊二烯，含异戊二烯的塔顶物料进入萃取精馏。该工艺在进入萃取精馏前，将比异戊二烯轻的组分和比异戊二烯重的组分均进行了最大程度地脱除，同时减轻了轻组分和重组分给萃取精馏带入的负荷。

比较US2971036、US3692861和CN1160033A三者，US2971036和US3692861是将碳五原料先进入热二聚反应器反应，然后再通过精馏分离获得富含异戊二烯的物流的，US2971036与US3692861的差别在于US3692861比US2971036多一个脱轻组分的精馏步骤。CN1160033A与US2971036和US3692861区别为：CN1160033A是先将物料脱除轻组分后再进入热二聚反应器反应。US2971036、US3692861和CN1160033A三者的共同特点是：按热二聚反应与精馏蒸出异戊二烯物流这两个工艺步骤的相对顺序来讲，两者均是热二聚反应在前，蒸出异戊二烯物流在后，故简称前热二聚工艺。前热二聚工艺的缺点是：将未分离出异戊二烯的物料进入热二聚反应器，物料中异戊二烯浓度高，在环戊二烯二聚为双环戊二烯的同时，物料中的异戊二烯易于与环戊二烯发生共聚反应生存环戊二烯与异戊二烯的共聚物，因此，异戊二烯损失较大。同时，由于所生成的环戊二烯与异戊二烯的共聚物与双环戊二烯在后续工序中难于分离，从而将影响后续工序中产出的双环戊二烯产品的质量。

CN101100412A公开了一种预分离技术，碳五原料(或者是通过一精馏塔脱除部分轻组分后的碳五料)，先进一精馏塔，塔顶富含异戊二烯的物料进入萃取精馏，塔釜富含间戊二烯与环戊二烯的物料进入一热二聚反应器，将环戊二烯转化为双环戊二烯后，进入后续工序分离出间戊二烯及双环戊二烯。该技术与US2971036、US3692861及CN1160033A的差别在于：该技术先通过精馏分出异戊二烯物流后，再对富含环戊二烯与间戊二烯的物料进行热二聚反应。按热二聚反应与精馏蒸出异戊二烯物流这两个工艺步骤的相对顺序来讲，是蒸出异戊二烯物流在前，热二聚反应在后，故简称后热二聚工艺。与前热二取工艺相比，后热二聚工艺的优点是：先将异戊二烯分离出后再进行二聚反应，可避免异戊二烯在热二聚反应过程的聚合损失；同时也避免了环戊二烯与异戊二烯共聚物的生成，有利于提高后续工序中环戊二烯产品的质量；另外，由于异戊二烯等物料的分出，剩余物料中的环戊二烯得到浓缩，有利于提高环戊二烯热二聚反应的转化率。后热二聚工艺的缺点是：在未将环戊二烯转化为双环戊二烯的情况下，要将物料中所含异戊二烯全部蒸出，因物料中环成二烯浓度大，易于随异戊二烯从塔顶蒸出，故难于控制塔顶异戊二烯物流中的环戊二烯含量，对后续萃取精馏中控制异戊二烯产品中环戊二烯含量的难度增大。

发明内容

本发明的目的就是针对上述现有技术的缺点，提出一种两次蒸出异戊二烯的碳五双烯烃预分离方法。

为了达到上述目的，本发明采取了如下的技术方案：

一种两次蒸出异戊二烯的碳五双烯烃预分离方法，采用两个精馏塔和一个热二聚反应器，分两次蒸出原料碳五中的异戊二烯，其中一次蒸出是在热二聚反应之前，另一次蒸出是在热二聚反应之后；具体包括如下技术步骤：

1.原料裂解碳五馏分I进入预脱轻塔(1)，从塔顶蒸出碳四组分、戊炔、2-丁炔、异戊烯炔、部分1-戊烯及异戊烯、大部分1，4-戊二烯等，塔顶物流II送出系统；塔釜物流III进入第一异戊二烯蒸出塔(2)。

2.预脱轻塔釜物流III进入第一异戊二烯蒸出塔(2)中部，从塔顶分离出大部分异戊二烯及较异戊二烯更轻的组分，得到物流IV，物流IV送入后续的萃取精馏工序，通过萃取精馏和精馏获得异戊二烯；塔釜得到主要含环戊二烯和间戊二烯、并且仍含有少部分异戊二烯的物流V。

3.物流V进入热二聚反应器(3)反应，使环戊二烯转化成双环戊二烯。

4.从热二聚反应器(3)出来的物流VI进入第二异戊二烯蒸出塔(4)，塔顶得到富含异戊二烯的物流VII，物流VII送入后续的萃取精馏工序，通过萃取精馏和精馏获得异戊二烯；塔釜得到富含间戊二烯和双环戊二烯的物流VIII，物流VIII送入后续的间戊二烯和双环戊二烯精制工序。

图1为本发明的工艺流程示意图。

预脱轻塔(1)的操作条件：进料温度为50～80℃；塔板数为80～100块；塔釜温度为70～100℃；塔顶温度为45～60℃；回流比为20～40；操作压力为0.2～0.4MPa。

第一异戊二烯蒸出塔(2)的操作条件：塔板数为50～90块；塔釜温度为75～100℃；塔顶温度为50～70℃；回流比为5～20；操作压力为0.2～0.35MPa。

热二聚反应器(3)中反应温度为70～100℃；反应压力为0.6～1.0MPa。

第二异戊二烯蒸出塔(4)的操作条件：塔板数为70～100块；塔釜温度为75～100℃；塔顶温度为50～70；回流比为10～30；操作压力为0.2～0.35MPa。

本发明的技术特征在于：现有技术是将原料碳五中的异戊二烯用精馏塔一次蒸出：前热二聚工艺中是在热二聚反应后蒸出，后热二聚工艺中是在热二聚反应前蒸出。而本发明是用两个精馏塔分两次蒸出原料碳五中的异戊二烯，其中一次蒸出是在热二聚反应之前，另一次蒸出是在热二聚反应之后。

第一次蒸出的目的，是将原料碳五中的大部分异戊二烯蒸出，减少进入热二聚反应器的物料中的异戊二烯，从而减小了异戊二烯在热二聚反应过程中的聚合损失，减小了异戊二烯与环戊二烯共聚产物的生成量，同时，因为大部分异戊二烯蒸出以及比异戊二烯轻的组分的蒸出，减小了进入热二聚反应器的物料量，从而浓缩了进入热二聚反应器的物料中环戊二烯的浓度，有利于提高环戊二烯二聚转化率。因为在第一次蒸出异戊二烯时环戊二烯未转化为双环戊二烯，进料中环戊二烯浓度较大，如果要在第一次蒸出时将异戊二烯全部蒸出，势必会有大量环戊二烯也从塔顶蒸出，混入塔顶异戊二烯物料中，增加后续萃取精馏中控制产品中双环戊二烯含量的难度。因此，第一次蒸出中只将原料碳五中的大部分异戊二烯蒸出，还留有一小部分异戊二烯在热二聚反应后再次蒸出。第一次蒸出的控制，主要是控制塔顶物料中环戊二烯的含量小于规定值。

第二次蒸出的目的，是将第一次蒸出后余留的异戊二烯尽量蒸出。由于此时物料已通过热二聚反应将原料碳五中的绝大部分环戊二烯转化为双环戊二烯，塔进料中环戊二烯浓度大为降低，从而能够实现在尽量回收异戊二烯的同时，也能有次地控制住塔顶异戊二烯物料中的环戊二烯含量。

与现有技术相比，本发明的优点在于：分别在热二聚反应前后的两次蒸出异戊二烯，既可克服前热二聚工艺中异戊二烯损失大的缺点，也可克服后热二聚工艺中所获异戊二烯物流中环戊二烯含量不易控制的缺点。可较好地实现既充分回收异戊二烯，同时又有效控制住异戊二烯物流中环戊二烯含量。

附图说明：

下面结合附图对本发明做进一步的说明：

图1是本发明的工艺流程示意图。

1-预脱轻塔；2-第一异戊二烯蒸出塔；3-热二聚反应器；4-第二异戊二烯蒸出塔。

具体实施方式：

以下结合说明书附图和实施例来对本发明作进一步的描述。

实施例1

按图1的工艺流程，碳五原料I进入预脱轻塔1的第55块塔板处，塔顶得到的轻组分物流II送出系统；塔釜得到脱脱除轻组分后的物料III，送入第一异戊二烯蒸出塔2。预脱轻塔1的进料温度为60～70℃，塔板数为90块，塔顶温度55～60℃，塔釜温度85～90℃，塔顶压力为0.3～0.35MPa，回流比为35。

预脱轻塔1的塔釜物料III进入第一异戊二烯蒸出塔2的第40板，塔顶得到富含异戊二烯物流IV，送入后续的萃取精馏工序；塔釜得到物料V，送入热二聚反应器3。第一异戊二烯蒸出塔2的塔板数为60块，塔顶温度50～60℃，塔釜温度80～90℃，塔顶压力为0.2～0.3MPa，回流比为5。

第一异戊二烯蒸出塔2塔釜得到物料V进入热二聚反应器3。热二聚反应器3的反应温度为80～90℃，反应压力为0.6～0.7MPa。

经热二聚反应器3反应后的物料IV进入第二异戊二烯蒸出塔4的第35块塔板处，塔顶得到富含异戊二烯物流VII，送后后续的萃取精馏工序；塔釜得到富含间戊二烯和双环戊二烯的物流VIII，送入后续间戊二烯和双环戊二烯精制工序。第二异戊二烯蒸出塔4的塔板数为75块，塔顶温度50～60℃，塔釜温度80～90℃，塔顶压力为0.2～0.3MPa，回流比为15。

原料及各部分物料的重量百分比组成见附表1。

Claims (5)

1.一种两次蒸出异戊二烯的碳五双烯烃预分离方法，其特征在于：采用两个精馏塔和一个热二聚反应器，分两次蒸出原料碳五中的异戊二烯，其中一次蒸出是在热二聚反应之前，另一次蒸出是在热二聚反应之后；具体包括如下技术步骤：

(一)原料裂解碳五馏分I进入预脱轻塔(1)，从塔顶蒸出碳四组分、戊炔、2-丁炔、异戊烯炔、部分1-戊烯及异戊烯、及大部分1，4-戊二烯，塔顶物流II送出系统；塔釜物流III进入第一异戊二烯蒸出塔(2)；

(二)预脱轻塔釜物流III进入第一异戊二烯蒸出塔(2)中部，从塔顶分离出大部分异戊二烯及较异戊二烯更轻的组分，得到物流IV，物流IV送入后续的萃取精馏工序，通过萃取精馏和精馏获得异戊二烯；塔釜得到主要含环戊二烯和间戊二烯、并且仍含有少部分异戊二烯的物流V；

(三)物流V进入热二聚反应器(3)反应，使环戊二烯转化成双环戊二烯；

(四)从热二聚反应器(3)出来的物流VI进入第二异戊二烯蒸出塔(4)，塔顶得到富含异戊二烯的物流VII，物流VII送入后续的萃取精馏工序，通过萃取精馏和精馏获得异戊二烯；塔釜得到富含间戊二烯和双环戊二烯的物流VIII，物流VIII送入后续的间戊二烯和双环戊二烯精制工序。

2.根据权利要求1所述的两次蒸出异戊二烯的碳五双烯烃预分离方法，其特征在于：预脱轻塔为精馏塔，塔釜温度为70～100℃，塔顶温度为45～60℃，回流比为20～40，操作压力为0.2～0.4MPa。

3.根据权利要求1所述的两次蒸出异戊二烯的碳五双烯烃预分离方法，其特征在于：第一异戊二烯蒸出塔为精馏塔，塔釜温度为75～100℃，塔顶温度为50～70℃，回流比为5～20，操作压力为0.2～0.35MPa。

4.根据权利要求1所述的两次蒸出异戊二烯的碳五双烯烃预分离方法，其特征在于：热二聚反应器的反应温度为70～100℃，反应压力为0.6～1.0MPa。

5.根据权利要求1所述的两次蒸出异戊二烯的碳五双烯烃预分离方法，其特征在于：第二异戊二烯蒸出塔为精馏塔，塔釜温度为75～100℃，塔顶温度为50～70℃，回流比为10～30，操作压力为0.2～0.35MPa。

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