CN106187667B - 甲醇作吸收剂分离异丁烯装置轻烃的方法 - Google Patents

甲醇作吸收剂分离异丁烯装置轻烃的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种甲醇作吸收剂分离异丁烯装置轻烃的方法，主要解决现有技术中能耗较高的问题。本发明通过采用一种甲醇作吸收剂分离异丁烯装置轻烃的方法，采用甲醇作为高效吸收剂，对异丁烷脱氢制异丁烯反应产品气进行有效分离，以减少吸收剂的循环量，降低溶剂回收过程的蒸汽消耗和蒸汽等级，从而将能耗降低到现有技术的70～85％之间的技术方案较好地解决了上述问题，可用于分离异丁烯装置中的轻烃。

Description

甲醇作吸收剂分离异丁烯装置轻烃的方法
技术领域
本发明涉及一种甲醇作吸收剂分离异丁烯装置轻烃的方法。
背景技术
异丁烯是一种重要的化工原料，主要用于制备甲基叔丁基醚(MTBE)、丁基橡胶、异戊橡胶、异丁烯等化工产品。另外，异丁烯也可用来合成甲基丙烯酸甲酯(MMA)、异戊二烯、1,4-丁二醇、叔丁胺、叔丁酚、ABS树脂等各种有机原料和精细化学品。随着异丁烯下游产品不断的开发和使用，全球性异丁烯资源不足的矛盾日益突出，传统来源的异丁烯已不能满足要求。因此，扩大异丁烯来源，增加异丁烯产量，已成为全球石油化工发展的当务之急。
异丁烷脱氢制备异丁烯是增加异丁烯来源的重要途径之一。异丁烷脱氢制异丁烯装置是以高纯度异丁烷为原料，首先催化脱氢反应生成异丁烯产品气，然后分离脱除碳三以下轻组分，最后送至甲基叔丁基醚(MTBE)装置。在MTBE装置中，异丁烯参与反应转化，未反应的异丁烷则循环返回异丁烯装置反应单元，继续异丁烷脱氢反应。
脱除碳三以下轻组分的传统方法是通过增压并采用低温深冷的精馏方法进行分离获得主产品异丁烯。这种常规的分离方法能耗较高，且设备投资也较高。
现有技术中的专利申请号CN201110412796.8一种吸收分离异丁烷脱氢制异丁烯反应产品气的系统及方法，公开了采用油吸收方法来代替传统精馏方法，吸收剂为碳五至碳九组分中一种或其中两种以上组分的混合物，对含有氢气、甲烷、碳二、碳三、碳四和少量碳五及更重组分的异丁烷脱氢制异丁烯反应产品气进行有效分离，避免使用低温冷量，由此既降低能耗又可节省设备投资。专利申请号CN201210150386.5异丁烷制异丁烯的方法，公开了以己烷、环己烷、苯、甲苯、二甲苯、乙苯、二乙二醇醚、三乙二醇醚、环丁砜、柴油等一种或组合作为溶剂，将反应气中轻烃分离出来，吸收剂经解吸后循环返回吸收塔，由此降低能耗，节省投资。
现有技术中的专利申请号CN201210150386.5吸收塔塔顶温度10～40℃，需要使用低温冷冻水而额外消耗蒸汽和电能。专利申请号CN201110412796.8解吸塔塔釜温度100～200℃，操作温度高，需要使用高能位的蒸汽。由此，现有技术存在操作运行能耗高的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有技术中能耗较高的问题，提供一种新的甲醇作吸收剂分离异丁烯装置轻烃的方法。该方法具有能耗较低的优点。
为解决上述问题，本发明采用的技术方案如下：一种甲醇作吸收剂分离异丁烯装置轻烃的方法，甲醇作为吸收剂进入吸收塔，与压缩后的异丁烷脱氢反应产品气接触，除氢气、C1～C2轻组分以外的其它重组分被甲醇溶剂吸收，氢气、C1～C2轻组分从吸收塔塔顶排出，吸收了烃类的富烃溶剂从吸收塔塔釜排出，经过溶剂换热器与循环甲醇溶剂换热后，进入溶剂回收塔，富烃溶剂在溶剂回收塔中精馏分离出甲醇溶剂，塔釜得到的甲醇溶剂与新鲜补充甲醇混合后，经过溶剂换热器和溶剂冷却器分别冷却后，循环返回进入吸收塔，溶剂回收塔塔顶馏出物与压缩机出口冷凝液一起进入脱轻塔，塔顶分离出碳三C3馏分，塔釜得到脱除轻烃后的C4异丁烷脱氢反应产品；其中，异丁烷脱氢反应产品气经压缩机压缩至表压0.6～1.2MPa；吸收塔的操作压力表压0.6～1.2MPa，操作温度40～65℃；溶剂回收塔的操作压力表压0.6～1.2MPa，操作温度40～160℃；脱轻塔的操作压力表压1.8～2.6MPa，操作温度40～150℃。
上述技术方案中，优选地，异丁烷脱氢反应产品气经压缩机压缩至表压为0.7～1.1MP；吸收塔的操作压力表压为0.7～1.1MPa，操作温度为45～60℃；溶剂回收塔的操作压力表压为0.7～1.1MPa，操作温度为60～140℃；脱轻塔的操作压力表压为1.9～2.5MPa；操作温度为60～130℃。
上述技术方案中，更优选地，异丁烷脱氢反应产品气经压缩机压缩至表压0.8～1.0MPa；吸收塔的操作压力表压为0.8～1.0MPa；操作温度为50～55℃；溶剂回收塔的操作压力表压为0.8～1.0MPa；操作温度为80～120℃；脱轻塔的操作压力表压为2.0～2.4MPa；操作温度为80～110℃。
上述技术方案中，优选地，新鲜补充甲醇与异丁烷的质量比为0.0013～0.0018：1；新鲜补充甲醇与循环甲醇溶剂的质量比为0.0005～0.0007：1。
上述技术方案中，优选地，富烃溶剂在溶剂回收塔中精馏分离出甲醇溶剂，塔釜得到的甲醇溶剂与新鲜补充甲醇混合后，经过溶剂换热器和溶剂冷却器分别冷却至40～50℃后，循环返回进入吸收塔。
本发明涉及一种甲醇作吸收剂分离异丁烯装置轻烃的方法，采用甲醇作为高效吸收剂以减少吸收剂的循环量，降低溶剂回收过程的蒸汽消耗和蒸汽等级，从而将能耗降低到现有技术的70～85％之间，取得了较好的技术效果。
附图说明
图1为本发明所述方法的流程示意图。
图1中，1-压缩机，2-吸收塔，3-吸收塔釜液泵，4-溶剂换热器，5-溶剂回收塔，6-溶剂回收塔釜液泵，7-溶剂冷却器，8-脱轻塔进料泵，9-脱轻塔，10-异丁烷脱氢反应产品气，11-压缩后产品气，12-压缩冷凝液，13-氢气、C1～C2轻组分，14-富烃溶剂，15-新鲜补充甲醇，16-循环甲醇溶剂，17-溶剂回收塔塔顶馏出物，18-碳三C3馏分，19-脱除轻烃后的C4异丁烷脱氢反应产品。
下面通过实施例对本发明作进一步的阐述，但不仅限于本实施例。
具体实施方式
【对比例1】
以10万吨/年异丁烷脱氢制异丁烯装置为例，现有技术中，采用二甲苯作为吸收剂，异丁烷脱氢反应产品气进入压缩机增压，压缩后的产品气进入吸收塔，反应产品气中的重组分被溶剂吸收，吸收了大量烃类的富烃溶剂进入解吸塔，解吸塔塔顶馏出物进入脱轻塔，塔顶分离出碳三馏分，塔釜得到脱除轻烃后的碳四反应产品气。其操作条件见表1；其能耗数据见表2。
【实施例1】
一种甲醇作吸收剂分离异丁烯装置轻烃的方法，如图1所示，异丁烷脱氢反应产品气10进入压缩机1增压，压缩后的产品气11进入吸收塔2塔釜，压缩后的冷凝液12进入脱轻塔9。在吸收塔2内，压缩后的异丁烷脱氢反应产品气11与作为吸收剂进入吸收塔2的甲醇溶剂接触，除氢气、C1～C2轻组分以外的其它重组分被甲醇溶剂吸收，氢气、C1～C2轻组分13从吸收塔塔顶排出。吸收了大量烃类的富烃溶剂14从吸收塔塔釜排出，经过吸收塔釜液泵3增压，进入溶剂换热器4与循环甲醇溶剂换热后，进入溶剂回收塔5。富烃溶剂在溶剂回收塔5中精馏分离出甲醇溶剂并从溶剂回收塔5塔釜流出，塔釜流出的甲醇溶剂与新鲜补充甲醇15混合为循环甲醇溶剂16，经过溶剂回收塔釜液泵6增压，进入溶剂换热器4和溶剂冷却器7分别冷却后，循环返回进入吸收塔2。溶剂回收塔5塔顶馏出物17经过脱轻塔进料泵8增压后，与压缩机出口冷凝液12一起进入脱轻塔9，塔顶分离出碳三C3馏分18，塔釜得到脱除轻烃后的C4异丁烷脱氢反应产品19。
仍以10万吨/年异丁烷脱氢制异丁烯装置为例，采用本发明甲醇作为吸收剂，其操作条件见表1；其能耗数据见表2，能耗合计是对比例1的70.81％。
【实施例2】
按照实施例1的条件和步骤，仍以10万吨/年异丁烷脱氢制异丁烯装置为例，仅仅操作条件改变，其操作条件见表1；其能耗数据见表2，能耗合计是对比例1的82.84％。
【实施例3】
按照实施例1的条件和步骤，仍以10万吨/年异丁烷脱氢制异丁烯装置为例，仅仅操作条件改变，其操作条件见表1；其能耗数据见表2，能耗合计是对比例1的84.75％。
表1异丁烷脱氢制异丁烯装置操作条件一览表
表2异丁烷脱氢制异丁烯装置能耗数据一览表
能耗名称 折算单位 折算系数 对比例1 实施例1 实施例2 实施例3
0.35MPa低压蒸汽 MJ/t 2763 70457 82614 84548
3.50MPa高压蒸汽 MJ/t 3684 101678
冷却水 MJ/t 4.19 5665 5238 6138 6281
电力 MJ/kwh 10.89 1187 1154 1154 1154
能耗合计 MJ/h 108530 76848 89906 91983
相对百分比 ％ 100 70.81 82.84 84.75

Claims (3)

1.一种甲醇作吸收剂分离异丁烯装置轻烃的方法，甲醇作为吸收剂进入吸收塔，与压缩后的异丁烷脱氢反应产品气接触，除氢气、C1～C2轻组分以外的其它重组分被甲醇溶剂吸收，氢气、C1～C2轻组分从吸收塔塔顶排出，吸收了烃类的富烃溶剂从吸收塔塔釜排出，经过溶剂换热器与循环甲醇溶剂换热后，进入溶剂回收塔，富烃溶剂在溶剂回收塔中精馏分离出甲醇溶剂，塔釜得到的甲醇溶剂与新鲜补充甲醇混合后，经过溶剂换热器和溶剂冷却器分别冷却后，循环返回进入吸收塔，溶剂回收塔塔顶馏出物与压缩机出口冷凝液一起进入脱轻塔，塔顶分离出碳三C3馏分，塔釜得到脱除轻烃后的C4异丁烷脱氢反应产品；其中，异丁烷脱氢反应产品气经压缩机压缩至表压0.6～1.2MPa；吸收塔的操作压力表压0.6～1.2MPa，操作温度40～65℃；溶剂回收塔的操作压力表压0.6～1.2MPa，操作温度40～160℃；脱轻塔的操作压力表压1.8～2.6MPa，操作温度40～150℃；新鲜补充甲醇与异丁烷的质量比为0.0013～0.0018：1；新鲜补充甲醇与循环甲醇溶剂的质量比为0.0005～0.0007：1；富烃溶剂在溶剂回收塔中精馏分离出甲醇溶剂，塔釜得到的甲醇溶剂与新鲜补充甲醇混合后，经过溶剂换热器和溶剂冷却器分别冷却至40～50℃后，循环返回进入吸收塔。
2.根据权利要求1所述甲醇作吸收剂分离异丁烯装置轻烃的方法，其特征在于异丁烷脱氢反应产品气经压缩机压缩至表压为0.7～1.1MP；吸收塔的操作压力表压为0.7～1.1MPa，操作温度为45～60℃；溶剂回收塔的操作压力表压为0.7～1.1MPa，操作温度为60～140℃；脱轻塔的操作压力表压为1.9～2.5MPa；操作温度为60～130℃。
3.根据权利要求1所述甲醇作吸收剂分离异丁烯装置轻烃的方法，其特征在于异丁烷脱氢反应产品气经压缩机压缩至表压0.8～1.0MPa；吸收塔的操作压力表压为0.8～1.0MPa；操作温度为50～55℃；溶剂回收塔的操作压力表压为0.8～1.0MPa；操作温度为80～120℃；脱轻塔的操作压力表压为2.0～2.4MPa；操作温度为80～110℃。
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