CN103570486A

CN103570486A - 从碳五馏分中获取异戊二烯的方法

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Publication number: CN103570486A
Application number: CN201210264438.1A
Authority: CN
Inventors: 韩方煜; 王浩; 吴国旭; 侯亮; 张明; 孙长明; 林慧忠
Original assignee: Qingdao Yikesi Tech Eng Co Ltd; FUSHUN YIKESI NEW MATERIAL Co Ltd
Current assignee: Qingdao Yikesi Tech Eng Co Ltd; FUSHUN YIKESI NEW MATERIAL Co Ltd
Priority date: 2012-07-27
Filing date: 2012-07-27
Publication date: 2014-02-12

Abstract

本发明涉及一种从碳五馏分中获取异戊二烯的方法，该方法是在具有上下两段隔板的隔板塔中进行的，其中隔板在塔内纵向安装，整个塔形成异戊二烯萃取精馏段、炔烃萃取精馏段、脱重组分段、共用中部塔区域、溶剂解析段、炔烃蒸出段、共用下部塔区域。本发明通过在一个塔系中完成两次萃取精馏及部分脱重操作，降低了从碳五馏分中获取异戊二烯的能源消耗，简化了操作，减少了投资，从而降低了产品成本。

Description

从碳五馏分中获取异戊二烯的方法

技术领域

本发明属于化工工艺、化学工程技术领域，具体为一种从碳五馏分中获取异戊二烯的方法。

背景技术

油气裂解制乙烯工业副产约占乙烯产量10%-20%的碳五馏分。碳五馏分主要组成为戊烯、异戊烯、异戊二烯、间戊二烯和少量环戊二烯、戊炔及2-甲基-3-炔-1-丁烯。中国专利CN1241666C公开了一种在一个或多个隔板塔中将碳五切取馏分蒸馏分离成低沸点馏分、中沸点馏分和高沸点馏分的方法。上述分离的工艺过程的主要特征是在隔板塔中采取普通精馏的方法来分离出三种馏分，而裂解碳五馏分中异戊二烯、戊烯、异戊烯、环戊二烯、2-甲基-3-炔-1-丁烯沸点相近，采取普通精馏的方法很难得到工业品级的异戊二烯。

工业上异戊二烯通常从碳五混合物馏份获得，采用含水乙腈作溶剂，通过两次萃取精馏（包括萃取精馏及溶剂解析）后获得异戊二烯。此过程通常需要4个塔完成两次萃取精馏过程操作，如若除去重组分还需一个脱重组分塔。

如何减少该过程的投资，简化操作，降低能量消耗，是目前亟需解决的问题。

发明内容

本发明通过在一个塔系中完成两次萃取精馏及部分脱重操作，降低了从碳五馏分中获取异戊二烯的能源消耗，简化了操作，减少了投资，从而降低了产品成本。

本发明从碳五馏分中获取异戊二烯的方法是在具有上下两段隔板的隔板塔中进行的，其中隔板在塔内纵向安装，整个塔形成异戊二烯萃取精馏段、炔烃萃取精馏段、脱重组分段、共用中部塔区域、溶剂解析段、炔烃蒸出段、共用下部塔区域。

本发明是通过以下技术方案来实现的：在异戊二烯萃取精馏段完成异戊二烯的萃取精馏操作，获得以戊烯为主的抽余油物流；在炔烃萃取精馏段完成碳五炔烃、环戊二烯及2-甲基-3-炔-1-丁烯的萃取精馏操作；在脱重组分段完成脱除粗异戊二烯产品中的间戊二烯及少量碳六等重组分；在脱重组分段与炔烃萃取精馏段之间设置侧线塔，完成采出重组分；在共用中部塔区域实现热量回收及分流气流；在溶剂解析段实现从溶剂中蒸出异戊二烯；在炔烃蒸出段完成从溶剂中蒸出戊炔、环戊二烯及2-甲基-3-炔-1-丁烯的操作；在共用下部塔区域完成炔烃的蒸出，获得纯净的溶剂物流。

根据本发明，在异戊二烯萃取精馏段，碳五混合物馏分从中部加入，含水乙腈溶剂从上部加入，顶部有回流，溶剂加入量与混合碳五量之比为2.1～6.2，优化值3.2～5.5，回流量与采出量之比为2.0～5.2，优化值2.3～4.0，异戊二烯萃取精馏段理论板数60～110，优化值80～100，溶剂进料理论板2～8，优化值3～6，碳五混合物馏份进料理论板25～60，优化值40～50，塔顶操作压力为0.20～0.35MPa(A)，优化值0.23～0.31 MPa(A)，塔顶操作温度为35～55℃，优化值42～48℃。

根据本发明，共用中部塔区域形成的含碳五炔、环戊二烯及2-甲基-3-炔-1-丁烯的异戊二烯气相物流进入炔烃萃取精馏段，在炔烃萃取精馏段的上部加入含水乙腈溶剂物流，顶部有回流，溶剂加入量与粗异戊二烯量之比为2.0～5.3，优化值3～4，回流量与塔顶采出量之比为2.0～5.2，优化值2.5～3.5，该段下部上升气量与共用中部塔区上升气量之比为0.42-0.75，优化值为0.50-0.69，该段理论板数50～80，优化值40～60，溶剂加入位于侧线引料板之下理论板5～20，优化值7～12。

根据本发明，脱重组分段顶部有回流，回流比为8.5～15.2，优化值9.0～11.5，该段理论板数30～60，优化值45～55，塔顶操作压力为0.12～0.28MPa(A)，优化值0.15～0.22 MPa(A)，塔顶操作温度为35～55℃，优化值40～50℃。

根据本发明，侧线塔理论板数30～50，优化值38～45。

根据本发明，共用中部塔区域理论板数3～10，优化值4～8。

根据本发明，溶剂解析段理论板数6～20，优化值8～15。

根据本发明，溶剂物流从炔烃蒸出段的下端进入该段，顶部有回流，回流比为3.1～6.5，优化值3.5～5.3，下部上升气量与共用下部塔区域上升气量之比为0.11～0.35，优化值0.18～0.30，该段理论板数6～16，优化值7～13。

根据本发明，共用下部塔区域理论板数5～13，优化值6～10。

根据本发明，在共用中部塔区域设置中间再沸器，在炔烃蒸出段的入口段设置中间冷却器。

本发明的有益效果是：降低能源消耗，减少投资，简化操作，降低了产品成本

附图说明

图1为本发明所述方案的示意图

图2为不需要脱产品重组分时的方案示意图

具体实施方式

如图1所示，隔板塔1，由隔板2将塔分隔成异戊二烯萃取精馏段5、脱重组分段32、炔烃萃取精馏段6；由隔板3及盖板4将塔分隔成溶剂解析段8、炔烃蒸出段9；同时区分出共用中部塔区域7和共用下部塔区域10。在塔段5的上部加入含水乙腈溶剂物流16，中部加入混合碳五物流17，顶部有气相物流22、冷凝回流23，并得到以戊烯为主的抽余油物流18。从塔段5底出来的物流进入塔段7，在该段实现热能回收利用，并有气相物流去塔段6。在塔段6的上部加入含水乙腈溶剂物流31，实现炔烃萃取精馏操作。在塔段32并配有侧线塔33实现脱重组分的普通精馏操作，顶部有气相物流24、冷凝回流25，并得到以异戊二烯为主的产品物流20。塔段32下端有液相物流34引入侧线塔33，有气相物流35返回塔段32，侧线塔33底得到重组分物流36。在塔段8实现蒸出异戊二烯的操作。在塔段9实现蒸出戊炔、环戊二烯和2-甲基-3-炔-1-丁烯的操作，顶部有气相物流26、冷凝回流27，液相采出21为安全含量的碳五炔、环戊二烯和2-甲基-3-炔-1-丁烯物流。在塔段10实现炔烃的蒸出，获得纯净的溶剂物流19，经热回收及调质后再循环利用。在塔的下端设有再沸器15，物流30为再沸器的循环物流，11为抽余油冷凝器，12为粗异戊二烯冷凝器，13为中间再沸器，28为其引料物流，29为其回料物流，14为炔烃冷凝器，37为脱重组分塔再沸器。

图2为图1的变形，当不需要脱产品重组分时采用的方案，此时没有了侧线塔33及相关配件。

若处理碳五量甚大，可将双隔板塔的一个区域或几个区域做成单独的塔而并成集成塔系。

实施例1

将温度为50℃的11000kg/h的碳五混合物以液态形式加入总共具有160块理论板的隔板塔的塔段5的第45块理论板上，溶剂加入到第4块理论板上，溶剂与碳五混合物重量比为4：1，产品考虑脱除重组分，采用图1流程，碳五混合物具有如下组成的重量百分数：

异丁烯	0.04%
		1-丁烯	0.05%
1，3-丁二烯	0.07%
		正丁烷	0.07%
顺-2-丁烯	0.28%
		3-甲基-1-丁烯	0.79%
2-丁炔	0.40%
		异戊烷	1.78%
1-戊烯	4.93%
		2-甲基-1-丁烯	7.49%
2-甲基-3-炔-1-丁烯	0.05%
		异戊二烯	42.75%
正戊烷	1.75%
		反-2-戊烯	1.93%
2-甲基-2-丁烯	3.97%
		环戊二烯	1.19%
反-间戊二烯	18.95%
		顺-间戊二烯	7.91%
环戊烯	5.21%
		环戊烷	0.39%

按照图1，塔段5理论板数100，塔段32理论板数50，塔段6理论板数45，塔段7理论板数7，塔段8理论板数12，塔段9理论板数10，塔段10理论板数9。溶剂加入位于侧线引料板之下10块理论板，其量与粗异戊二烯之比为3.5：1。引入侧线塔的液体量占下降液体量的27%。塔段5顶与塔段32顶的操作压力皆为0.26MPa（A）。

塔段32顶获得不含重组分的异戊二烯4670.27kg/h，纯度99.4%（wt），回收率98.7%，其中含碳五炔≤200ppm，环戊二烯≤1ppm，2-甲基-3-炔-1-丁烯≤5ppm。塔段5顶获得抽余油2920.42kg/h，其中含异戊二烯≤1.5%。塔底获得含水乙腈，烃含量≤50ppm。完全符合后序工段精制异戊二烯的要求。塔釜再沸器热负荷9.8×10⁶kcal/h。相当于每吨产品粗异戊二烯（已脱重组分）消耗蒸汽4.197t。

实施例2

将温度为50.0℃的12850kg/h的碳五混合物以液态形式加入总共具有120块理论板的隔板塔的塔段5的第38块理论板上，溶剂加入到第4块理论板上，溶剂与碳五混合物重量比为3.8：1.0，产品不考虑脱重组分，采用图2流程，碳五混合物具有如下组成的重量百分数：

3-甲基-1-丁烯	0.75%
		2-丁炔	1.28%
异戊烷	9.48%
		1-戊烯	0.05%
2-甲基-1-丁烯	9.05%
		2-甲基-3-炔-1-丁烯	0.04%
异戊二烯	33.06%
		正戊烷	12.73%
反-2-戊烯	5.01%
		2-甲基-2-丁烯	3.53%
环戊二烯	0.08%
		反-间戊二烯	13.43%
顺-间戊二烯	6.50%
		环戊烯	4.94%
环戊烷	0.07%

按照图2，塔段5理论板数95，塔段6理论板数45，塔段7理论板数12，塔段8理论板数14，塔段9理论板数10，塔段10理论板数10。溶剂加入位于侧线引料板之下8块理论板，其量与粗异戊二烯之比为3.7：1。塔段5顶与塔段6顶的操作压力皆为0.28MPa（A）。

塔段6顶获得粗异戊二烯7050kg/h，纯度60.0%（wt），回收率99.5%，其中含碳五炔≤200ppm，环戊二烯≤1ppm，2-甲基-3-炔-1-丁烯≤5ppm。塔段5顶获得抽余油6540kg/h，其中含异戊二烯≤0.5%。塔底获得含水乙腈，烃含量≤50ppm。完全符合后序工段精制异戊二烯的要求。塔釜再沸器热负荷8.5×10⁶kcal/h。相当于每吨产品粗异戊二烯（已脱重组分）消耗蒸汽2.411t。

本发明由于采用高度流程集成的隔板塔技术，与传统与塔流程相比，投资节省30%，能量成本节省38%。

Claims

1.一种从碳五馏分中获取异戊二烯的方法，该方法在其内部分为异戊二烯萃取精馏段、炔烃萃取精馏段、脱重组分段、共用中部塔区域、溶剂解析段、炔烃蒸出段、共用下部塔区域的隔板塔中进行，其特征在于：

在异戊二烯萃取精馏段完成异戊二烯的萃取精馏操作，获得以戊烯为主的抽余油物流；

在炔烃萃取精馏段完成碳五炔烃、环戊二烯及2-甲基-3-炔-1-丁烯的萃取精馏操作；

在脱重组分段完成脱除粗异戊二烯产品中的间戊二烯及少量碳六等重组分；

在脱重组分段与炔烃萃取精馏段之间设置侧线塔，完成采出重组分；

在共用中部塔区域实现热量回收及分流气流；

在溶剂解析段实现从溶剂中蒸出异戊二烯；

在炔烃蒸出段完成从溶剂中蒸出戊炔、环戊二烯及2-甲基-3-炔-1-丁烯的操作；

在共用下部塔区域完成炔烃的蒸出，获得纯净的溶剂物流。

2.按照权利要求1所述的从碳五馏分中获取异戊二烯的方法，其特征在于在异戊二烯萃取精馏段，碳五混合物馏分从中部加入，含水乙腈溶剂从上部加入，顶部有回流，溶剂加入量与混合碳五量之比为2.1～6.2，优化值3.2～5.5，回流量与采出量之比为2.0～5.2，优化值2.3～4.0，异戊二烯萃取精馏段理论板数60～110，优化值80～100，溶剂进料理论板2～8，优化值3～6，碳五混合物馏份进料理论板25～60，优化值40～50，塔顶操作压力为0.20～0.35MPa(A)，优化值0.23～0.31MPa(A)，塔顶操作温度为35～55℃，优化值42～48℃。

3.按照权利要求1所述的从碳五馏分中获取异戊二烯的方法，其特征在于共用中部塔区域形成的含碳五炔、环戊二烯及2-甲基-3-炔-1-丁烯的异戊二烯气相物流进入炔烃萃取精馏段，在炔烃萃取精馏段的上部加入含水乙腈溶剂物流，顶部有回流，溶剂加入量与粗异戊二烯量之比为2.0～5.3，优化值3～4，回流量与塔顶采出量之比为2.0～5.2，优化值2.5～3.5，该段下部上升气量与共用中部塔区上升气量之比为0.42-0.75，优化值为0.50-0.69，该段理论板数50～80，优化值40～60，溶剂加入位于侧线引料板之下理论板5～20，优化值7～12。

4.按照权利要求1所述的从碳五馏分中获取异戊二烯的方法，其特征在于所述脱重组分段顶部有回流，回流比为8.5～15.2，优化值9.0～11.5，该段理论板数30～60，优化值45～55，塔顶操作压力为0.12～0.28MPa(A)，优化值0.15～0.22 MPa(A)，塔顶操作温度为35～55℃，优化值40～50℃。

5.按照权利要求1所述的从碳五馏分中获取异戊二烯的方法，其特征在于侧线塔理论板数30～50，优化值38～45。

6.按照权利要求1所述的从碳五馏分中获取异戊二烯的方法，其特征在于共用中部塔区域理论板数3～10，优化值4～8。

7.按照权利要求1所述的从碳五馏分中获取异戊二烯的方法，其特征在于溶剂解析段理论板数6～20，优化值8～15。

8.按照权利要求1所述的从碳五馏分中获取异戊二烯的方法，其特征在于溶剂物流从炔烃蒸出段的下端进入该段，顶部有回流，回流比为3.1～6.5，优化值3.5～5.3，下部上升气量与共用下部塔区域上升气量之比为0.11～0.35，优化值0.18～0.30，该段理论板数6～16，优化值7～13。

9.按照权利要求1所述的从碳五馏分中获取异戊二烯的方法，其特征在于共用下部塔区域理论板数5～13，优化值6～10。

10.按照权利要求1所述的从碳五馏分中获取异戊二烯的方法，其特征在于在共用中部塔区域设置中间再沸器，在炔烃蒸出段的入口段设置中间冷却器。