CN101823931B

CN101823931B - 一种对分离了双烯烃的碳五抽余原料进行深加工的方法

Info

Publication number: CN101823931B
Application number: CN 201010171261
Authority: CN
Inventors: 孙津生; 王艳红; 高红; 郭长宁; 李婧
Original assignee: Tianjin University
Current assignee: Tianjin University
Priority date: 2010-05-13
Filing date: 2010-05-13
Publication date: 2013-06-26
Anticipated expiration: 2030-05-13
Also published as: CN101823931A

Abstract

本发明公开了一种对分离了双烯烃的碳五抽余原料进行深加工的方法，包括两个单元，通过精馏及萃取精馏的方法，一个单元得到环戊烷、正己烷和正己烯产品，一个单元得到正戊烷和异戊烷产品。进料为异戊二烯、双环戊二烯和间戊二烯分离主流程中的富含C₅及C₆组分产品的馏分，根据馏分中不同产品的富集程度，分别由泵打入不同单元不同位置，避免了多次反复精馏，有效降低能耗，设备投资也可相应减少。本方法中两个单元都涉及萃取精馏，溶剂均为有机胺类，采用不交叉循环再生方式，有助于稳定产品的质量，以确保各循环中的萃取剂不被其他循环中的杂质污染，减少溶剂的淘汰率。通过进行更深度加工，解决现有技术无法利用碳五馏分中的烷烃及单烯烃的问题。

Description

一种对分离了双烯烃的碳五抽余原料进行深加工的方法

技术领域

本发明涉及石油烃高温裂解制乙烯过程中的副产物裂解C₅馏分的分离方法，特别涉及通过精馏、萃取精馏等工艺过程对裂解C₅馏分进行深加工得到环戊烷、正己烷、正己烯、异戊烷及正戊烷的方法。

背景技术

裂解碳五(简称C5 馏分) 是石脑油及其他重质裂解原料蒸汽裂解制乙烯过程中形成的副产物,其量约为乙烯产量的10%。C5 馏分中含有许多很有价值的化工原料,它们是异戊二烯、环戊二烯、间戊二烯、异戊烯、环戊烷、环戊烯、异戊烷、正戊烷等。这些双烯烃和单烯烃由于其特殊的分子结构，化学性质活泼，可以合成许多高附加值的产品，是化工利用的宝贵资源。环戊烷、戊烷及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。已烷也称油性溶剂。是五大类石油产品之一与人们的衣食住行密切相关。其中用量最大的首推涂料溶剂油、食用油、印刷油墨、皮革、橡胶、化妆品、化学有机合成。正己烯用作聚乙烯的共聚单体，以及制造染料、洗涤剂、药剂及杀虫剂等的原料，还可作为油类添加剂和高辛烷值燃料。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，得到价值较高的异戊二烯等双烯烃。裂解碳五馏分中本方法中得到的五种烷烃及单烯烃占总进料的20%（wt）左右，由于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。对于这种抽余碳五原料，现有的深加工多数是利用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。专利200710039674.2中也提到利用萃取及精馏的方法分离制取1-戊烯的方法。但以上方法均不能得到应用价值很高的环戊烷、正己烷、正己烯、戊烷和异戊烷产品，不能充分利用宝贵的石油资源。

现有文献“DMF法萃取精馏异戊二烯过程模拟，化工进展，2007，第26卷增刊：114-118”提到了“第一萃取精馏塔的主要作用是将C5馏分中的饱和烃和不饱和烃分离, 用普通精馏法(不加萃取剂) 可以找到该系统的轻关键组分为戊烷, 重关键组分为异戊二烯。”本申请原料的一部分即来自于第一萃取精馏塔的分离产物轻组分戊烷。

发明内容

本发明提供了一种对分离了双烯烃的碳五抽余原料进行深加工的方法，它通过对裂解碳五馏分进行更深度的加工，已解决现有技术无法利用裂解碳五馏分中的环戊烷、正己烷、正己烯、异戊烷及正戊烷这一技术问题。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种对分离了双烯烃的碳五抽余原料进行深加工的方法，该方法以分离了双烯烃的抽余碳五为原料，包括以下两个单元：环戊烷正己烷正己烯单元及戊烷单元。

环戊烷正己烷正己烯单元主要任务是把间戊二烯塔底产品通过精馏及萃取的方法进一步分离，得到环戊烷、正己烷、正己烯三个产品。本单元原料为间戊二烯单元间戊二烯塔塔釜物料。经过脱轻塔经蒸馏脱除轻组分，塔顶温度为40～60℃，塔釜温度为60～80℃，常压操作，回流比为100～200。塔底物料进入环戊烷塔中部。环戊烷塔塔顶得到环戊烷产品，塔顶温度为50～70℃，塔釜温度为70～90℃，常压操作，回流比为1～10。塔釜物料送往脱重组分塔。

脱重组分塔塔顶温度为60～80℃，塔釜温度为80～100℃，常压操作，回流比为10～30。塔顶物料由塔中部进入己烯萃取精馏塔上塔，以有机胺类（如DMF)为溶剂进行萃取精馏分离烷烃和烯烃，原料与溶剂的重量比为1：2～1：8，萃取剂进料温度为20～45℃，塔顶温度60～90℃，常压操作，回流比为10～20，塔顶得到正己烷产品。己烯萃取精馏塔下塔塔顶气体直接送至上塔塔釜。下塔塔釜温度80～100℃，塔釜物料送入己烯塔。

己烯塔主要目的是将溶剂中的己烯产品通过汽提方法蒸出。塔顶温度为60～80℃，塔釜温度为100～130℃，常压操作，回流比为100～300，塔顶得到己烯产品，塔底物料送往C₆汽提塔上部。C₆汽提塔塔顶温度为70～90℃，塔釜温度为140～170℃，常压操作，回流比为10～30，主要任务为对有机胺类（如DMF)富溶剂进行再生，塔釜物料返回己烯萃取精馏塔上塔循环使用。

戊烷单元主要任务是分离出正戊烷和异戊烷组分。来自原料预处理单元脱轻塔顶的LPG组分及第一萃取精馏单元的第一萃取精馏塔顶的轻组分，先汇合进入C₅脱轻塔，塔顶温度为40～60℃，塔釜温度为50～80℃，常压操作，回流比为100～300，脱除轻组分，然后与间戊二烯单元轻组分上塔的轻组分汇合进入C₅萃取精馏塔，由于加入有机胺类（如DMF)后改变了各个组分的相对挥发度，分离烷烃及烯烃。C₅萃取精馏塔上塔塔顶温度30～40℃，常压操作，原料与溶剂的重量比为1：5～1：10，萃取剂进料温度为20～45℃，回流比为5～15，塔顶得到戊烷产品送往异戊烷塔。C₅萃取精馏塔下塔塔顶气体直接送至上塔塔釜。下塔塔釜温度50～70℃，压力100～300KPa(A)，塔釜物料送入C₅汽提塔。异戊烷塔主要目的是将不溶于有机胺类（如DMF)的戊烷组分根据沸点差通过精馏的方法进行分离。塔顶温度为30～50℃，塔釜温度为40～60℃，常压操作，回流比为10～30塔顶得到异戊烷产品，塔釜得到正戊烷产品。富有机胺类（如DMF)溶剂进入C₅汽提塔进行溶剂再生，塔顶温度为40～60℃，塔釜温度为150～170℃，常压操作，回流比为1～10再生后贫溶剂循环回萃取精馏塔。

本发明的分离方法主要为精馏及溶剂萃取精馏。精馏的原理是利用混合物中各组分挥发能力的差异，通过液相和气相的回流，使气、液两相逆向多级接触，把液体混合物进行多次部分气化，同时又把产生的蒸气多次部分冷凝，使混合物分离为所要求的组分。溶剂萃取精馏的基本原理是利用溶剂对不同组分溶解度不同，加入选择性溶剂改变C₅各组分之间的相对挥发度，进而通过蒸馏达到分离产品的目的。

本发明方法进料为制取碳五双烯烃副产馏分，根据馏分中产品含量，进入不同单元的不同位置。间戊二烯单元间戊二烯塔底馏分作为正戊烷、正己烷、己烯单元进料，原料预处理单元脱轻塔及第一萃取精馏单元第一萃取精馏塔进入戊烷单元，经过脱轻塔脱除轻组分后于间戊二烯单元轻组分塔顶馏分一起作为后续单元进料。

本发明的有益效果是：由于进料为异戊二烯、双环戊二烯和间戊二烯分离主流程中的富含C₅及C₆组分产品的馏分，根据馏分中不同产品的富集程度，分别由泵打入不同单元不同位置，避免了多次反复精馏，有效降低能耗，设备投资也可相应减少。另外本方法中两个单元都涉及萃取精馏，溶剂均为有机胺类（如DMF)，采用不交叉循环再生方式，此方式有助于稳定产品的质量，以确保各循环中的萃取剂不被其他循环中的杂质污染，减少溶剂的淘汰率。本发明通过进一步提高裂解碳五原料的加工深度，获得了经济价值更高的碳五残品，更加完善了裂解碳五馏分的综合利用手段，解禁可能地减少了石油资源的浪费。

附图说明

图1 为环戊烷、正己烷、正己烯单元工艺流程图；

其中1、C₆脱轻塔，2、环戊烷塔，3、脱重组分塔，4A、己烯萃取精馏塔上塔，4B、己烯萃取精馏塔下塔，5、己烯塔，6、C₆汽提塔，21、精己烯，22、C₅组分，23、精己烷，24、精环戊烷，25、C₆轻组分，26、P-104,27、P-105。

图2 为戊烷单元工艺流程图；

其中7、脱轻塔，8、C₅萃取精馏塔，9、异戊烷塔，10、C₅汽提塔，11、C₅不饱和烃，12、异戊烷，13、正戊烷，14、轻组分气体，15、LPG，16、LPG轻组分，17、烷烃组分，18、C₅轻组分，19、CWS,20、CWR。

具体实施方式

将组成如表1所列的分离了双烯烃的裂解碳五原料按以下过程进行分离：

1）原料为间戊二烯单元间戊二烯塔塔釜物料。经过脱轻塔1经整流脱除轻组分，塔底物料进入环戊烷塔2中部。环戊烷塔2塔顶得到环戊烷产品，塔釜物料送往脱重组分塔3。

脱重组分塔3塔顶物料由塔中部进入己烯萃取精馏塔4上塔，以有机胺类（如DMF)为溶剂进行萃取精馏分离烷烃和烯烃，塔顶得到正己烷产品。己烯萃取精馏塔4下塔塔顶气体直接送至上塔塔釜，塔釜物料送入己烯塔5。

己烯塔5主要目的是将溶剂中的己烯产品通过汽提方法蒸出。塔顶得到己烯产品，塔底物料送往C₆汽提塔6上部。C₆汽提塔6主要任务为对有机胺类（如DMF)富溶剂进行再生，塔釜物料返回己烯萃取精馏塔4上塔循环使用。

2）戊烷单元进料来自原料预处理单元脱轻塔顶的LPG组分及第一萃取精馏单元的第一萃取精馏塔顶的轻组分，先汇合进入C₅脱轻塔7，脱除轻组分，然后与间戊二烯单元轻组分上塔的轻组分汇合进入C₅萃取精馏塔8，由于加入有机胺类（如DMF)后改变了各个组分的相对挥发度，分离烷烃及烯烃。C₅萃取精馏塔8上塔塔顶得到戊烷产品送往异戊烷塔9。C₅萃取精馏塔8下塔塔顶气体直接送至上塔塔釜，塔釜物料送入C₅汽提塔10。异戊烷塔9主要目的是将不溶于有机胺类（如DMF)的戊烷组分根据沸点差通过精馏的方法进行分离。塔顶得到异戊烷产品，塔釜得到正戊烷产品。富有机胺类（如DMF)溶剂进入C₅汽提塔10进行溶剂再生，再生后贫溶剂循环回C₅萃取精馏塔8。

各塔具体的工艺操作条件见表2，所得产品的收率及纯度见表3。

表 1 原料组成

注：S2009为原料预处理单元脱轻塔顶的LPG组分

S3006为第一萃取精馏单元的第一萃取精馏塔顶的轻组分

S6008间戊二烯单元轻组分上塔的轻组分

S6028间戊二烯单元间戊二烯塔塔

表2　　主要操作条件

注：回流比：回流量／采出量，溶剂比：贫溶剂量／抽提进料量

表 3　　产品纯度

Claims

1.一种对分离了双烯烃的碳五抽余原料进行深加工的方法，该方法以分离了双烯烃的抽余碳五为原料，其特征在于，包括环戊烷正己烷正己烯单元及戊烷单元两个单元：

所述环戊烷正己烷正己烯单元原料为间戊二烯单元间戊二烯塔塔釜物料；经过C6脱轻塔（1）经蒸馏脱除轻组分，塔顶温度为40～60℃，塔釜温度为60～80℃，常压操作，回流比为100～200；塔底物料进入环戊烷塔（2）中部，环戊烷塔（2）塔顶得到环戊烷产品，塔顶温度为50～70℃，塔釜温度为70～90℃，常压操作，回流比为1～10；塔釜物料送往脱重组分塔（3），脱重组分塔（3）塔顶温度为60～80℃，塔釜温度为80～100℃，常压操作，回流比为10～30；塔顶物料由塔中部进入己烯萃取精馏塔上塔（4A），以有机胺类为溶剂进行萃取精馏分离烷烃和烯烃，原料与溶剂的重量比为1：2～1：8，萃取剂进料温度为20～45℃，塔顶温度60～90℃，常压操作，回流比为10～20；塔顶得到正己烷产品，己烯萃取精馏塔下塔（4B）塔顶气体直接送至上塔塔釜，下塔塔釜温度80～100℃，塔釜物料送入己烯塔（5）；己烯塔（5）塔顶温度为60～80℃，塔釜温度为100～130℃，常压操作，回流比为100～300；塔顶得到己烯产品，塔底物料送往C₆汽提塔（6）上部，C₆汽提塔塔顶温度为70～90℃，塔釜温度为140～170℃，常压操作，回流比为10～30；塔釜物料返回己烯萃取精馏塔（4）上塔循环使用；

所述戊烷单元原料来自原料预处理单元脱轻塔顶的LPG组分及第一萃取精馏单元的第一萃取精馏塔顶的轻组分，先汇合进入C₅脱轻塔（7），塔顶温度为40～60℃，塔釜温度为50～80℃，常压操作，回流比为100～300，脱除轻组分；然后与间戊二烯单元轻组分上塔的轻组分汇合进入C₅萃取精馏塔，加入有机胺类分离烷烃及烯烃；C₅萃取精馏塔上塔（8A）塔顶温度30～40℃，常压操作，原料与溶剂的重量比为1：5～1：10，萃取剂进料温度为20～45℃，回流比为5～15；塔顶得到戊烷产品送往异戊烷塔（9）；C₅萃取精馏塔下塔（8B）塔顶气体直接送至C₅萃取精馏塔上塔（8A）塔釜；C₅萃取精馏塔下塔（8B）塔釜温度50～70℃，压力100～300KPa(A)，塔釜物料送入C₅汽提塔（10）；异戊烷塔（9）塔顶温度为30～50℃，塔釜温度为40～60℃，常压操作，回流比为10～30塔顶得到异戊烷产品，塔釜得到正戊烷产品；富有机胺类溶剂进入C₅汽提塔（10）进行溶剂再生，塔顶温度为40～60℃，塔釜温度为150～170℃，常压操作，回流比为1～10再生后贫溶剂循环回C₅萃取精馏塔（8）。