CN102381921A - 一种液态烃类杂质净化的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种液态烃类杂质净化的方法,通过在废丁烯原料中加入丁烯水合产生的粗SBA溶液,改变废丁烯中杂质的浓度,以便于精馏分离和实现工业化。采用精馏塔对经过液-液分层、脱水后的废丁烯原料和粗SBA溶液的混合液进行精馏分离,精馏塔控制适宜的回流比和操作条件,能够降低单位能耗,提高分离效果。分离回收后的丁烯丁烷去丁烯提浓工段利用,回收杂质的溶液去SBA精制工段作为原料利用,不需要增加再生系统。
Description
技术领域
本发明涉及一种液态烃类杂质净化的方法,即碳四烃混合物中碳四和杂质的分离回收工艺。
在甲乙酮生产过程中,丁烯水合工段有部分废丁烯需要排放,由于该废丁烯中正丁烯浓度高(正丁烯86 wt%以上),设计中多考虑回收利用,作为原料返回丁烯提浓工段。但由于该废丁烯中含有一定量的水、仲丁醇(SBA)、叔丁醇(TBA)等杂质,对丁烯提浓系统萃取精馏有不利影响,会降低溶剂效率,故必须去除。
目前现有技术专利CN1847202A中公开了一种液态烃类吸收-蒸馏脱杂质方法,用吸收蒸馏过程去除含氧化合物,将水合反应尾气通入吸收-蒸馏段下部,溶剂从吸收蒸馏段上部进入,两者在段内逆向接触,吸收了杂质的富溶剂从底部离开吸收-蒸馏段,去解析或溶剂再生系统。
该技术的理论依据是综合了吸收和蒸馏的特点,即利用SBA等杂质和C4 在溶剂中的溶解度的差异选择了吸收工艺;又利用SBA等杂质和C4的沸点的差异选择了蒸馏工艺。采用吸收-蒸馏分离工艺,确保了将水合尾气中杂质降低到100~1ppm。
该专利技术的核心是用吸收-蒸馏的方法,选择合适的溶剂作为吸收剂,用吸收的方法脱除杂质,溶剂可再生使用。该专利优选的溶剂是甲乙酮,目前已经实现了工业化应用。
该专利技术的工艺流程见图2,废丁烯由脱丁烯塔(A)顶部采出管线21送至吸收-蒸馏塔(C)下部,溶剂通过管线71从吸收蒸馏段上部进入,两者在吸收-蒸馏段内逆向接触,吸收了杂质的富溶剂从底部通过管线51离开吸收-蒸馏段,去溶剂再生系统,净化后的碳四从顶部离开,返回原料提浓系统利用。
现有技术专利的优点是能够连续脱除杂质,回收水合后废丁烯中的丁烯、丁烷、但其存在不足之处:
(1)、将杂质带入甲乙酮溶剂中,而甲乙酮溶剂需要去甲乙酮精制工段连续再生,杂质给甲乙酮精制工段带来精制负担。
(2) 、再生的甲乙酮也使甲乙酮精制工段增加了操作负荷,使能耗增加,虽然溶剂再生能使SBA回到前序工段,但甲乙酮与杂质中TBA能形成共沸物,很难将杂质分离出来,最后带到甲乙酮产品中。
(3)、在吸收-蒸馏中少量溶剂会被带入丁烯提浓系统。
发明内容
针对现有技术的不足之处,本发明提出了一种在甲乙酮生产过程中液态烃类杂质净化的方法,可连续高效回收废丁烯中的丁烯、丁烷,同时回收废丁烯中的杂质SBA、TBA等,本工艺的显著优点是不需要再生系统,节省了能耗,也增加了一定量的SBA、TBA产量。
本发明是通过以下方案实现的:
一种液态烃类杂质净化的方法, 即碳四烃废丁烯混合物中碳四和杂质的分离回收工艺,其特征在于:通过加入粗SBA(仲丁醇)溶液,改变杂质在废丁烯中的浓度,降低丁烯丁烷和杂质分离工程化的难度,进行精馏分离,以实现丁烯丁烷液态烃净化和杂质回收的分离工艺;具体是甲乙酮生产中主要含有正丁烯、丁烷、仲丁醇(SBA)、叔丁醇(TBA)、仲丁醚(SBE)以及重质物、水的丁烯水合反应的产物,经过丁烯水合工段脱丁烯塔进行分离,塔顶分离出主要含有正丁烯、丁烷及其它杂质的液态烃组分,进入回流槽,回流槽设有分水包,分水后的物料大部分循环至丁烯水合反应器继续参与水合反应,一小部分作为主要含有正丁烯、丁烷及其它杂质的废丁烯原料,通过向废丁烯原料中加入所述的脱丁烯塔塔底采出液即粗SBA(仲丁醇)溶液,得到混合液;混合液进入废丁烯回收塔进行精馏分离,废丁烯回收塔顶净化后的丁烯、丁烷去丁烯提浓工段利用;废丁烯回收塔底分离出的经过除杂的粗SBA(仲丁醇)溶液与废丁烯原料换热冷却后,送至SBA(仲丁醇)精制工段作为SBA精制原料回收利用;
所述的精馏分离是指废丁烯原料与所述的粗SBA(仲丁醇)溶液在废丁烯回收塔内进行分离,连续回收丁烷、丁烯和回收杂质仲丁醇(SBA)、叔丁醇(TBA),其精馏的回流比为0.5~3.0,塔的操作压力0.35~0.5MPaG,操作温度40~150℃。
所述的液态烃类杂质净化的方法,其特征在于所述的粗SBA(仲丁醇)溶液与废丁烯原料质量比:0.2~1.0,混合液中SBA浓度含量为15~40%。
所述的液态烃类杂质净化的方法,其特征在于所述的废丁烯回收塔精馏操作回流比0.5~2.0,塔顶压力0.35~0.4MpaG;塔理论板数为15~40块,。
所述的液态烃类杂质净化的方法,其特征在于含杂质废丁烯原料是经过液-液分层、脱水后的废丁烯;回收杂质后的溶液,去仲丁醇精制工段,提高了SBA/TBA的产量;流程设置无需再生系统。
通过加入丁烯水合产生的粗SBA溶液,改变废丁烯中杂质的浓度,以便于精馏分离和实现工业化。采用精馏塔对经过液-液分层、脱水后的废丁烯原料和SBA溶液的混合液进行精馏分离,精馏塔控制适宜的回流比和操作条件,能够降低单位能耗,提高分离效果。分离回收后的丁烯丁烷去丁烯提浓工段利用,回收杂质的溶液去SBA精制工段作为原料利用,不需要增加再生系统。
虽然废丁烯回收塔与水合工段脱丁烯塔的效果相似,但此塔的精馏操作不受水合反应所需循环丁烯的影响,因为流量较小,小塔操作弹性较大,可适当调整回流比,保证分离效果和低能耗。
本发明与现有专利技术的区别在于:
(1)本发明引入的是与废丁烯原料中杂质性质相似的粗SBA溶液,通过改变废丁烯中的浓度来实现精馏分离和工业化。而现有专利加入的是吸收剂,原理为吸收-蒸馏原理。
(2)本发明含杂质的废丁烯原料是经过液-液分层、分水包脱水后的废丁烯,脱水处理后的原料降低了精镏分离的负荷和难度。
(3)本发明不需要再生系统,精馏后塔底带出杂质的溶液直接进入下游工段作为原料进行使用,降低了能耗,并增加了SBA、TBA的产量。而现有技术需要再生系统,再生系统增加了能耗的同时,再生的溶剂在精制产品规模未提高的情况下,增大了甲乙酮精制工段的操作负荷,能耗相应增加。
(4) 本发明废丁烯回收塔无吸收段,仅有精馏提馏段,简化了塔的结构和操作,而现有技术则设置了吸收段,精馏段、提馏段,塔的结构较为复杂。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。
图中标号:
A—脱丁烯塔 B—废丁烯回收塔 1—脱丁烯塔进料
2—脱丁烯塔采出的废丁烯原料 3—循环丁烯 4—回收的丁烯、丁烷 5—引入的粗SBA溶液 6 、 7—脱丁烯塔底部采出的粗SBA溶液
8—混合液 9-经过除杂后的粗SBA溶液 10-脱出的水
图2是现有专利技术的工艺流程图。
图中标号:
A—脱丁烯塔 C—吸收-蒸馏塔 1—脱丁烯塔进料
21—脱丁烯塔采出的废丁烯 31—循环丁烯 41—回收的丁烯丁烷
51—吸收杂质后的溶剂去再生 6—脱丁烯塔底部采出的粗SBA溶液
71-吸收蒸馏塔加入的溶剂
具体实施方式
实例1:
工艺流程图如图1,脱丁烯塔A产生的废丁烯经过液-液分层(水和有机相分层,有机相在上层,水相在下层)、脱水(脱除的水通过积液包下管线10排出)处理后通过管线2与管线5来的脱丁烯塔A塔底采出液即粗SBA溶液混合后,通过管线8进入废丁烯回收塔B进料,经过精馏后,塔顶回收了丁烯、丁烷,通过管线4送至丁烯提浓工段回收利用,塔底分离出的经过除杂的粗SBA溶液通过管线9直接作为SBA精制工段的原料利用。
废丁烯回收塔B的直径1000mm,有效高度为21500mm,内装规整填料,总填料高度13m。废丁烯原料1489.06㎏/h(含正丁烯~88.8wt%,),脱丁烯A塔塔底采出液500㎏/h(含SBA~94.3wt%),两者混合后约70℃进入废丁烯回收塔B,塔顶操作压力0.35MPaG,回流比取1.0,理论板数取32块,进料位置18块,在上述条件下,塔顶回收的碳四1484.06kg/h,从废丁烯中回收杂质5㎏/h。回收的碳四中杂质含量≤1ppm,废丁烯中的杂质回收率≥99.6%。
本发明的主要工艺条件和技术指标
操作压力: 0.35~0.5 MPaG (最适宜:0.35~0.4)
操作温度: 40~170℃ (最适宜:40~150)
回流比: 0.5~3.0 (最适宜:0.5~2.0)
加入溶液/废丁烯质量比:0.2~1.0
理论板数:15~40块 (最适宜:25~35 )
回收的丁烷丁烯中杂质(TBA/SBA)含量≤10ppm
改变浓度后SBA适宜浓度含量:15~40%
废丁烯中的杂质回收率 ≥99.6%。
Claims (4)
1.一种液态烃类杂质净化的方法, 即碳四烃废丁烯混合物中碳四和杂质的分离回收工艺,其特征在于:通过加入粗SBA(仲丁醇)溶液,改变杂质在废丁烯中的浓度,降低丁烯丁烷和杂质分离工程化的难度,进行精馏分离,以实现丁烯丁烷液态烃净化和杂质回收的分离工艺;具体是甲乙酮生产中主要含有正丁烯、丁烷、仲丁醇(SBA)、叔丁醇(TBA)、仲丁醚(SBE)以及重质物、水的丁烯水合反应的产物,经过丁烯水合工段脱丁烯塔进行分离,塔顶分离出主要含有正丁烯、丁烷及其它杂质的液态烃组分,进入回流槽,回流槽设有分水包,分水后的物料大部分循环至丁烯水合反应器继续参与水合反应,一小部分作为主要含有正丁烯、丁烷及其它杂质的废丁烯原料,通过向废丁烯原料中加入所述的脱丁烯塔塔底采出液即粗SBA(仲丁醇)溶液,得到混合液;混合液进入废丁烯回收塔进行精馏分离,废丁烯回收塔顶净化后的丁烯、丁烷去丁烯提浓工段利用;废丁烯回收塔底分离出的经过除杂的粗SBA(仲丁醇)溶液与废丁烯原料换热冷却后,送至SBA(仲丁醇)精制工段作为SBA精制原料回收利用;
所述的精馏分离是指废丁烯原料与所述的粗SBA(仲丁醇)溶液在废丁烯回收塔内进行分离,连续回收丁烷、丁烯和回收杂质仲丁醇(SBA)、叔丁醇(TBA),其精馏的回流比为0.5~3.0,塔的操作压力0.35~0.5MPaG,操作温度40~150℃。
2.根据权利要求1所述的液态烃类杂质净化的方法,其特征在于所述的粗SBA(仲丁醇)溶液与废丁烯原料质量比:0.2~1.0,混合液中SBA浓度含量为15~40%。
3.根据权利要求1所述的液态烃类杂质净化的方法,其特征在于所述的废丁烯回收塔精馏操作回流比0.5~2.0,塔顶压力0.35~0.4MpaG;塔理论板数为15~40块,。
4.根据权利要求1所述的液态烃类杂质净化的方法,其特征在于含杂质废丁烯原料是经过液-液分层、脱水后的废丁烯;回收杂质后的溶液,去仲丁醇精制工段,提高了SBA/TBA的产量;流程设置无需再生系统。
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