CN104744194B - 一种异丁烯装置脱轻脱重塔热集成工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种异丁烯提纯的双效精馏热集成工艺，工艺装置包括异丁烯脱轻塔、脱轻塔蒸汽再沸器、脱轻塔再沸器、脱轻塔底泵、脱轻塔进料预热器、脱轻塔水冷器、脱轻塔冷凝罐、异丁烯脱重塔、脱重塔冷凝罐、脱重塔水冷器、脱重塔再沸器。粗异丁烯在脱轻塔进料预热器中预热到55℃，然后进入异丁烯脱轻塔。粗异丁烯中含有少量二甲醚、甲醇、MTBE和水等杂质。由于甲醇和碳四共沸，二甲醚和甲醇从异丁烯脱轻塔的塔顶脱除，剩余的异丁烯塔釜液通过脱轻塔底泵加压，送至异丁烯脱重塔。MTBE和水等重组分从异丁烯脱重塔塔底脱除，纯异丁烯从脱重塔冷凝罐采出。
Description
技术领域
本发明提供了一种应用于异丁烯装置的热回收方法，对异丁烯脱轻、脱重塔进行双效精馏热集成，具体就是通过调整塔压，利用异丁烯脱重塔塔顶蒸汽作为脱轻塔热源和预热粗异丁烯进料。
技术背景
异丁烯，又名2-甲基丙烯，是重要的化工原料，广泛用于制备丁基橡胶、甲基丙烯腈、抗氧剂和叔丁基醚等。异丁烯生产工艺主要有甲基叔丁基醚裂解法、叔丁醇脱水法和异丁烷脱氢法，其中甲基叔丁基醚裂解法最为常用，但是该法分离过程中需要消耗大量低压蒸汽和循环冷却水。因此，在异丁烯的分离过程中对其进行热集成改造，以实现节能降耗效果具有重要意义。
甲基叔丁基醚裂解法生产异丁烯的过程中，会产生甲醇、二甲醚、叔丁醇和水等副产物，需要通过水洗塔、脱轻塔和脱重塔分离得到高纯度异丁烯。其中脱轻塔塔底温度为72℃；脱重塔塔底温度为120℃，二者均采用低压蒸汽做再沸器热源，能耗较高。本发明通过调整传统异丁烯分离装置的工艺流程及操作参数，建立了一种异丁烯脱重塔、脱轻塔热集成节能分离新工艺，有效改善了异丁烯分离过程需要大量蒸汽的问题，且异丁烯分离纯度不受影响，取得了较好的经济效益。
吉林化工学院化工分离技术开发中心2011年申请开发了一种双效精馏与热集成的苯分离节能新工艺，针对传统的芳烃生产苯分离工艺甲苯塔塔顶汽未回收的问题，增加一个低压苯塔再沸器回收甲苯塔塔顶汽的冷凝潜热。本发明将苯分离用两个塔完成，并将高压塔顶汽作为低压塔再沸器热源，需要新增一个精馏塔，增加了设备投资和运行费用。该专利号为CN201110235201.6。
天津大学2010年申请开发了一种热集成精馏装置，针对传统精馏塔在处理难分离物系时需要较多理论板数和较大塔径的问题，将传统精馏装置改为精馏段与提馏段的热集成装置，有效降低了塔顶冷凝和塔底再沸热负荷。本发明主要关注挥发度相近的难分离二组分物系，例如乙醇和正丙醇、环己烷和庚烷的分离。但是，对于挥发度有一定差距，且需要多个精馏塔的多组分物系的分离任务并不适用，另外由于改动复杂，所需投资及维护费用较高。该专利号为：CN201010218176.6。
发明内容
本发明提出了一种异丁烯提纯的双效精馏热集成工艺，在保证异丁烯分离效果前提下，通过调整异丁烯脱轻塔、脱重塔压力，降低脱轻塔塔釜温度，提高脱重塔塔顶温度，创造热集成机会，使用脱重塔塔顶气直接作为脱轻塔热源，完全取代蒸汽加热，并调整换热流程，使用脱重塔塔顶气预热粗异丁烯进料，达到节能降耗的目的。
本发明的技术方案是：
一种异丁烯装置脱轻脱重塔热集成工艺，该热集成工艺所用装置包括异丁烯脱轻塔、脱轻塔蒸汽再沸器、脱轻塔再沸器、脱轻塔底泵、脱轻塔进料预热器、脱轻塔水冷器、脱轻塔冷凝罐、异丁烯脱重塔、脱重塔冷凝罐、脱重塔水冷器、脱重塔再沸器。脱轻塔蒸汽再沸器壳程出口与异丁烯脱轻塔相连；脱轻塔蒸汽再沸器管程与蒸汽管线相连；脱轻塔再沸器壳程出口与异丁烯脱轻塔相连；脱轻塔再沸器管程入口与异丁烯脱重塔塔顶气相管线相连；脱轻塔底泵出口与异丁烯脱重塔进料管线相连；脱轻塔进料预热器管程出口与异丁烯脱轻塔进料管线相连；脱轻塔进料预热器壳程入口与异丁烯脱重塔塔顶气相管线相连；异丁烯脱轻塔顶气相管线与脱轻塔水冷器壳程入口相连；脱轻塔冷凝罐入口与脱轻塔水冷器壳程出口相连；脱重塔水冷器壳程入口与脱轻塔进料预热器壳程出口相连；脱重塔冷凝罐入口与脱重塔水冷器壳程出口和脱轻塔再沸器管程出口相连；脱重塔再沸器壳程出口与异丁烯脱重塔相连；脱重塔再沸器管程与蒸汽管线相连。
粗异丁烯在脱轻塔进料预热器中预热到55℃，然后进入异丁烯脱轻塔。粗异丁烯中含有少量二甲醚、甲醇、甲基叔丁基醚(MTBE)和水等杂质。由于甲醇和碳四共沸，二甲醚和甲醇从异丁烯脱轻塔的塔顶脱除，剩余的异丁烯塔釜液通过脱轻塔底泵加压，送至异丁烯脱重塔。MTBE和水等重组分从异丁烯脱重塔塔底脱除，纯异丁烯从脱重塔冷凝罐采出。
异丁烯脱重塔塔顶气相分为两路：一路用于预热异丁烯脱轻塔中粗异丁烯进料，然后进入脱重塔冷凝器冷凝成液相；另一路作为脱轻塔再沸器热源，异丁烯脱重塔出来的气相在脱轻塔再沸器的管程中由气相冷凝成液相，异丁烯脱轻塔塔釜液在壳程中由液相气转化成气相，脱轻塔再沸器热负荷由异丁烯脱重塔塔顶气相流量控制，同时异丁烯脱轻塔保留脱轻塔蒸汽再沸器，供开工使用和确保装置平稳生产。两路塔顶气相经换热完全冷凝后进入脱重塔冷凝罐，一部分采出，一部分用泵打回流至异丁烯脱重塔塔顶。此时，异丁烯脱轻塔和异丁烯脱重塔操作条件如下。
异丁烯脱轻塔工艺参数：操作压力600-630KPa(a)，塔顶温度48-49℃，塔底温度53-55℃，回流比25-35，理论板数大于30块。
异丁烯脱重塔工艺参数：操作压力970-1000KPa(a)，塔顶温度70-72℃，塔底温度131-133℃，回流比0.9-1.1，理论板数大于30块。
附图说明
附图是异丁烯脱轻脱重塔热集成工艺流程示意图。
图中：1异丁烯脱轻塔；2脱轻塔蒸汽再沸器；3脱轻塔再沸器；4脱轻塔底泵；5脱轻塔进料预热器；6脱轻塔水冷器；7脱轻塔冷凝罐；8异丁烯脱重塔；9脱重塔冷凝罐；10脱重塔水冷器；11脱重塔再沸器。
具体实施方式
以下结合附图和技术方案，进一步说明本发明的具体实施方式。
针对某石化10万吨/年异丁烯装置，异丁烯脱轻脱重部分，进料组成：异丁烯90.7wt％，二甲醚0.8wt％，MTBE6.5wt％，甲醇1.1wt％，水0.9wt％，年开工8000小时，要求产品异丁烯纯度大于99.9wt％。改造前，异丁烯脱轻塔压力0.97MPa，塔顶63.8℃，塔底71.9℃，脱轻塔蒸汽再沸器热负荷816KW，使用低压蒸汽加热。塔釜物料靠自压流入异丁烯脱重塔，异丁烯脱重塔压力0.66MPa，塔顶52.8℃，塔底120.3℃，脱重塔再沸器热负荷2052KW，使用低压蒸汽加热。采用本发明工艺，如说明书附图所示，粗异丁烯先经脱轻塔进料预热器5预热，然后进入异丁烯脱轻塔1，调整塔压，降低塔底温度，塔顶脱除二甲醚、甲醇等轻组分，塔釜同时采用脱轻塔蒸汽再沸器2和脱轻塔再沸器3，脱轻塔蒸汽再沸器2使用蒸汽加热，作为备用；脱轻塔再沸器3完全用脱重塔塔顶气加热，塔釜物料用脱轻塔底泵4加压送入异丁烯脱重塔8。调整异丁烯脱重塔压力，提高塔顶温度，塔顶气相分为两股，一股去脱轻塔进料预热器5预热脱轻塔进料，然后进入脱重塔水冷器10冷凝；另一股作为脱轻塔再沸器3的热源，在脱轻塔再沸器管程中被壳程中汽化的异丁烯冷凝，两股冷凝液混合，进入脱重塔冷凝罐9，一部分用泵打回流，一部分作为异丁烯产品采出。脱重塔再沸器11采用低压蒸汽加热，MTBE、水等重组分从塔底脱除。
异丁烯脱轻塔操作参数：操作压力600KPa(a)，塔顶温度48℃，塔底温度53℃，回流比30，塔板数60块。
异丁烯脱重塔操作参数：操作压力1000KPa(a)，塔顶温度72℃，塔底温度133℃，回流比1.05，塔板数70块。
采用异丁烯提纯的双效精馏热集成工艺，与传统工艺相比，异丁烯脱轻塔不再使用低压蒸汽加热，两塔总热负荷由原来的2800KW降低到2000KW，节能800KW，节能率达到28％，节省加热蒸汽1.14万吨/年，相当于890吨标油/年。
Claims (1)
1.一种异丁烯装置脱轻脱重塔热集成工艺，其特征在于，该热集成工艺所用装置包括异丁烯脱轻塔、脱轻塔蒸汽再沸器、脱轻塔再沸器、脱轻塔底泵、脱轻塔进料预热器、脱轻塔水冷器、脱轻塔冷凝罐、异丁烯脱重塔、脱重塔冷凝罐、脱重塔水冷器和脱重塔再沸器；脱轻塔蒸汽再沸器壳程出口与异丁烯脱轻塔相连；脱轻塔蒸汽再沸器管程与蒸汽管线相连；脱轻塔再沸器壳程出口与异丁烯脱轻塔相连；脱轻塔再沸器管程入口与异丁烯脱重塔塔顶气相管线相连；脱轻塔底泵出口与异丁烯脱重塔进料管线相连；脱轻塔进料预热器管程出口与异丁烯脱轻塔进料管线相连；脱轻塔进料预热器壳程入口与异丁烯脱重塔塔顶气相管线相连；异丁烯脱轻塔塔顶气相管线与脱轻塔水冷器壳程入口相连；脱轻塔冷凝罐入口与脱轻塔水冷器壳程出口相连；脱重塔水冷器壳程入口与脱轻塔进料预热器壳程出口相连；脱重塔冷凝罐入口与脱重塔水冷器壳程出口和脱轻塔再沸器管程出口相连；脱重塔再沸器壳程出口与异丁烯脱重塔相连；脱重塔再沸器管程与蒸汽管线相连；
粗异丁烯在脱轻塔进料预热器中预热到55℃后进入异丁烯脱轻塔；粗异丁烯中含有二甲醚、甲醇、MTBE和水，二甲醚和甲醇从异丁烯脱轻塔的塔顶脱除，剩余的异丁烯塔釜液通过脱轻塔底泵加压，送至异丁烯脱重塔；MTBE和水从异丁烯脱重塔塔底脱除，纯异丁烯从脱重塔冷凝罐采出；
异丁烯脱重塔塔顶气相分为两路：一路用于预热异丁烯脱轻塔中粗异丁烯进料，然后进入脱重塔冷凝器中冷凝成液相；另一路作为脱轻塔再沸器热源，异丁烯脱重塔出来的气相在脱轻塔再沸器的管程中由气相冷凝成液相，异丁烯脱轻塔塔釜液在壳程中由液相气转化成气相，脱轻塔再沸器热负荷由异丁烯脱重塔塔顶气相流量控制，异丁烯脱轻塔保留脱轻塔蒸汽再沸器；两路塔顶气相经换热完全冷凝后进入脱重塔冷凝罐，一部分采出，一部分用泵打回流至异丁烯脱重塔塔顶；异丁烯脱轻塔和异丁烯脱重塔操作条件如下：
异丁烯脱轻塔工艺参数：操作压力600‐630KPa，塔顶温度48‐49℃，塔底温度53‐55℃，回流比25‐35，理论板数大于30块；
异丁烯脱重塔工艺参数：操作压力970‐1000KPa，塔顶温度70‐72℃，塔底温度131‐133℃，回流比0.9‐1.1，理论板数大于30块。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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Granted publication date: 20160706 |