CN107746366B - 从石脑油中提取异戊烷的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种从石脑油中提取异戊烷的方法，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从石脑油中提取异戊烷的方法，包括如下步骤：(1)石脑油原料进入吸附塔，正构烷烃被吸附剂吸附，塔顶得到异构烷烃产品物流；(2)完成吸附后，脱附剂进入吸附塔，置换出正构烷烃；(3)吸附塔塔顶得到的所述异构烷烃产品物流作为脱重塔再沸器的热源加热塔釜物料，然后经脱重塔进料冷却器冷却后进入脱重塔，塔顶得到C3～C5异构烷烃，塔釜得到C6～C8异构烷烃；(4)脱重塔塔顶得到的C3～C5异构烷烃进入脱轻塔，塔釜得到高纯度的异戊烷产品的技术方案较好地解决了上述问题，可用于从石脑油中提取异戊烷的工艺中。

Description

从石脑油中提取异戊烷的方法
技术领域
本发明涉及一种从石脑油中提取异戊烷的方法。
背景技术
石油和石化工业中，产生了大量的轻质烃类副产物，其中包括重整拔头油、加氢裂化尾油等。这些石脑油所含的馏分为饱和C3～C8。一直以来，轻石脑油的主要用途是作为乙烯裂解原料或汽油调和料，它的潜在附加值没有得到体现。随着技术的发展和进步，对这些副产物的深加工以得到一系列产品得到了体现。异戊烷就是其中一种有高附加值的石化产品，是有机合成的原料和溶剂。异戊烷经脱氧可制异戊烯和异戊二烯，经氯化和水解而成异戊醇，是提高“无铅化”汽油辛烷值的掺和剂，也是聚乙烯工艺的溶剂。国内高品质异戊烷严重供应不足，存在很大的市场缺口。
CN201310197123.4涉及一种提取轻石脑油中C4～C6正构烷烃联产异戊烷和异构己烷工艺。采用多塔变压吸附和精馏分离耦合工艺。气相C4～C6正异构烃类混合原料通入吸附塔吸附分离，吸附完成后以气相C7～C9的正构烷烃作为解吸剂对床层进行解吸，解吸物料进入精馏塔分离出产品C4～C6正构烷烃和解吸剂C7～C9正构烷烃，解吸剂循环使用，再使用未被吸附的C4～C6异构烷烃对吸附C7～C9正构烷烃的吸附塔进行再生处理，再生物料经两次精馏分离，得到高纯度解吸剂C7～C9正构烷烃和高纯度异戊烷和异构己烷。
目前常规方法是根据组分的沸点不同将石脑油中各组分分离出来。由于正异构组分沸点相近，使用该方法的分离难度大，能耗高。
本发明有针对性的解决了该问题。
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，提供一种新的从石脑油中提取异戊烷的方法。该方法用于从石脑油中提取异戊烷的工艺中，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：一种从石脑油中提取异戊烷的方法，包括如下步骤：(1)汽化后的石脑油原料进入吸附塔，与吸附剂接触，正构烷烃被吸附剂吸附，吸附塔塔顶得到异构烷烃产品物流；(2)吸附塔完成吸附后，关闭吸附塔原料进料，脱附剂进入吸附塔，进行吹扫脱附过程，置换出正构烷烃；(3)吸附塔塔顶得到的所述异构烷烃产品物流作为脱重塔再沸器的热源加热塔釜物料，然后经脱重塔进料冷却器冷却后进入脱重塔，脱重塔塔顶得到C3～C5异构烷烃，脱重塔塔釜得到C6～C8异构烷烃；(4)脱重塔塔顶得到的所述C3～C5异构烷烃进入脱轻塔，脱轻塔塔顶得到C3、C4异构烷烃，脱轻塔塔釜得到高纯度的异戊烷产品。
上述技术方案中，优选地，所述吸附塔至少为两个，当其中一个吸附塔进行吸附时，其它吸附塔进行脱附，如此交替进行吸附和脱附，保证装置的连续运转。
上述技术方案中，优选地，所述吸附剂为5A分子筛；脱附剂为N2、H2、CO2或正构中碳烷烃。
上述技术方案中，更优选地，所述吸附剂为5A分子筛；脱附剂为N2。
上述技术方案中，优选地，吸附塔的吸附压力以表压计为0.5～2.0MPa，吸附温度为150～300℃；脱附过程的脱附压力以表压计为0～0.3MPa，脱附温度为150～300℃。
上述技术方案中，优选地，所述脱重塔的操作条件：塔板数为40～100块，塔釜温度为90～150℃，塔顶温度为35～80℃，操作压力以表压计为0.1～0.5MPa，回流比为1.0～5.0。。
上述技术方案中，更优选地，所述脱重塔的操作条件：塔板数为60～100块，塔釜温度为100～135℃，塔顶温度优选范围为38～60℃，操作压力以表压计为0.1～0.3MPa，回流比为2.0～4.0。
上述技术方案中，优选地，所述脱轻塔的操作条件：塔板数为20～80块，塔釜温度为60～130℃，塔顶温度为35～70℃，操作压力以表压计为0.3～0.8MPa，回流比为4～20。
上述技术方案中，更优选地，所述脱轻塔的操作条件：塔板数为30～60块，塔釜温度为80～110℃。塔顶温度为40～60℃，操作压力为以表压计为0.4～0.6MPa，回流比为5～15。
本发明所述的正构中碳烷烃为正壬烷。
本发明中采用变压吸附法和精馏法相耦合的工艺，首先采用变压吸附法将石脑油中正异构烷烃分离，然后采用精馏法先后脱除比异戊烷重的C6～C8异构烷烃和比异戊烷轻的C3、C4异构烷烃，得到高纯度的异戊烷产品。吸附分离后的异构烷烃在进入脱重塔前先作为脱重塔再沸器热源加热塔釜物料，减少了脱重塔再沸器加热蒸汽的消耗量和脱重塔进料冷却器冷却水的消耗量，大大降低了整个工艺的能耗。脱重塔同时设置了蒸汽再沸器，可以在异构烷烃提供的热量不够的情况下补充热量，使脱重塔的控制灵活，操作弹性大，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、2-吸附塔，3-脱重塔，4-脱轻塔，5-脱重塔再沸器，6-脱重塔蒸汽再沸器，7-脱重塔进料冷却器，8-脱重塔塔顶冷凝器，9-脱重塔回流罐，10-脱重塔回流泵，11-脱重塔釜液泵，12-脱轻塔再沸器，13-脱轻塔塔顶冷凝器，14-脱轻塔回流罐，15-脱轻塔回流泵，16-脱轻塔釜液泵，17-原料进料管线，18-脱附吹扫管线，19、21、22-异构烷烃管线，20-正构烷烃管线，23-脱重塔塔顶出料管线，24-脱重塔塔釜出料管线，25-脱轻塔塔顶出料管线，26-脱轻塔塔釜出料管线。
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
【实施例1】
按照如图1所示的方法从石脑油中提取出异戊烷，原料组成如表1所示。
表1
原料组成 质量组成(wt％)
2-甲基丙烷 5.67
正丁烷 6.28
异戊烷 36.16
正戊烷 15.02
2,3-二甲基丁烷 7.87
2-甲基戊烷 20.08
正己烷 6.09
甲基环戊烷 2.83
汽化后的石脑油原料进入吸附塔，吸附塔为两个，吸附、脱附交替使用，连续操作。吸附剂采用5A分子筛，脱附剂为氮气。吸附压力以表压计1.0MPa，吸附温度200℃。经测定，吸附塔塔顶出口物料组成如表2所示。
表2
Figure BDA0001430328070000031
Figure BDA0001430328070000041
吸附塔塔顶物料进入脱重塔再沸器加热塔釜物料，出口温度124℃，然后在脱重塔进料冷却器冷却到80℃左右进入脱重塔中部。脱重塔塔板数75块，操作压力以表压计为0.2MPa，塔顶温度52℃，塔釜温度100℃，回流比2.9。脱重塔塔顶馏出液组成如表3所示。
表3
原料组成 质量组成(wt％)
2-甲基丙烷 14.0
正丁烷 0.3
异戊烷 85.1
正戊烷 0.5
2,3-二甲基丁烷 153ppm
2-甲基戊烷 192ppm
脱重塔塔顶馏出液进入脱轻塔，脱轻塔塔板数48块，操作压力以表压计为0.5MPa，塔顶温度46℃，塔釜温度85℃，回流比7.5。塔釜得到纯度达到99.1％(mol)的异戊烷产品。
【实施例2】
按照实施例1的方法和步骤，汽化后的石脑油原料进入吸附塔，吸附塔为两个，吸附、脱附交替使用，连续操作。吸附剂采用5A分子筛，脱附剂为H2。吸附压力以表压计0.5MPa，吸附温度150℃。经测定，吸附塔塔顶出口物料组成如表4所示。
表4
Figure BDA0001430328070000042
Figure BDA0001430328070000051
吸附塔塔顶物料进入脱重塔再沸器加热塔釜物料，出口温度95℃，然后在脱重塔进料冷却器冷却到60℃左右进入脱重塔中部。脱重塔塔板数50块，操作压力以表压计为0.1MPa，塔顶温度38.2℃，塔釜温度91.6℃，回流比4.2。脱重塔塔顶馏出液组成如表5所示。
表5
原料组成 质量组成(wt％)
2-甲基丙烷 0.134
正丁烷 0.008
异戊烷 0.853
正戊烷 0.005
2,3-二甲基丁烷 130ppm
2-甲基戊烷 167ppm
脱重塔塔顶馏出液进入脱轻塔，脱轻塔塔板数25块，操作压力以表压计为0.4MPa，塔顶温度38.7℃，塔釜温度87.7℃，回流比17.6。塔釜得到纯度达到99.1％(mol)的异戊烷产品。
【实施例3】
按照实施例1的方法和步骤，汽化后的石脑油原料进入吸附塔，吸附塔为两个，吸附、脱附交替使用，连续操作。吸附剂采用5A分子筛，脱附剂为CO2。吸附压力以表压计1.5MPa，吸附温度250℃。经测定，吸附塔塔顶出口物料组成如表6所示。
表6
Figure BDA0001430328070000052
Figure BDA0001430328070000061
吸附塔塔顶物料进入脱重塔再沸器加热塔釜物料，出口温度120℃，然后在脱重塔进料冷却器冷却到80℃左右进入脱重塔中部。脱重塔塔板数88块，操作压力以表压计为0.3MPa，塔顶温度63.9℃，塔釜温度116.4℃，回流比2.8。脱重塔塔顶馏出液组成如表7所示。
表7
原料组成 质量组成(wt％)
2-甲基丙烷 0.136
正丁烷 0.003
异戊烷 0.858
正戊烷 0.003
2,3-二甲基丁烷 8ppm
2-甲基戊烷 13ppm
脱重塔塔顶馏出液进入脱轻塔，脱轻塔塔板数63块，操作压力以表压计为0.6MPa，塔顶温度51.4℃，塔釜温度101.4℃，回流比4.6。塔釜得到纯度达到99.1％(mol)的异戊烷产品。
【实施例4】
按照实施例1的方法和步骤，汽化后的石脑油原料进入吸附塔，吸附塔为两个，吸附、脱附交替使用，连续操作。吸附剂采用5A分子筛，脱附剂为正壬烷。吸附压力以表压计2.0MPa，吸附温度300℃。经测定，吸附塔塔顶出口物料组成如表8所示。
表8
Figure BDA0001430328070000062
Figure BDA0001430328070000071
吸附塔塔顶物料进入脱重塔再沸器加热塔釜物料，出口温度140℃，然后在脱重塔进料冷却器冷却到98℃左右进入脱重塔中部。脱重塔塔板数100块，操作压力以表压计为0.5MPa，塔顶温度80.9℃，塔釜温度133.7℃，回流比4.1。脱重塔塔顶馏出液组成如表9所示。
表9
原料组成 质量组成(wt％)
2-甲基丙烷 0.135
正丁烷 0.003
异戊烷 0.859
正戊烷 0.003
2,3-二甲基丁烷 26ppm
2-甲基戊烷 32ppm
脱重塔塔顶馏出液进入脱轻塔，脱轻塔塔板数35块，操作压力以表压计为0.75MPa，塔顶温度61.1℃，塔釜温度110.1℃，回流比9.1。塔釜得到纯度达到99.1％(mol)的异戊烷产品。
【比较例】
按照实施例1的方法和步骤，只是吸附塔塔顶物料不作为脱重塔再沸器热源，直接进脱重塔进料冷却器冷却到80℃左右进入脱重塔中部。与实施例1相比，脱重塔蒸汽再沸器的蒸汽能耗和脱重塔进料冷却器的冷却水能耗都大幅增加，以10万吨/年原料的生产装置为例，能耗的增加量见表12。
表12
Figure BDA0001430328070000081

Claims (4)

1.一种从石脑油中提取异戊烷的方法，包括如下步骤：
(1)汽化后的石脑油原料进入吸附塔，与吸附剂接触，正构烷烃被吸附剂吸附，吸附塔塔顶得到异构烷烃产品物流；
(2)吸附塔完成吸附后，关闭吸附塔原料进料，脱附剂进入吸附塔，进行吹扫脱附过程，置换出正构烷烃；
(3)吸附塔塔顶得到的所述异构烷烃产品物流作为脱重塔再沸器的热源加热塔釜物料，然后经脱重塔进料冷却器冷却后进入脱重塔，脱重塔塔顶得到C3～C5异构烷烃，脱重塔塔釜得到C6～C8异构烷烃；
(4)脱重塔塔顶得到的所述C3～C5异构烷烃进入脱轻塔，脱轻塔塔顶得到C3、C4异构烷烃，脱轻塔塔釜得到高纯度的异戊烷产品；
所述吸附塔的吸附压力以表压计为0.5～2.0MPa，吸附温度为150～300℃；脱附过程的脱附压力以表压计为0～0.2MPa，脱附温度为150～300℃；所述脱重塔的操作条件：塔板数为40～100块，塔釜温度为90～150℃，塔顶温度为35～80℃，操作压力以表压计为0.1～0.5MPa，回流比为1.0～5.0；所述脱轻塔的操作条件：塔板数为20～80块，塔釜温度为60～130℃，塔顶温度为35～70℃，操作压力以表压计为0.3～0.8MPa，回流比为4～20；所述吸附塔至少为两个，当其中一个吸附塔进行吸附时，其它吸附塔进行脱附，如此交替进行吸附和脱附，保证装置的连续运转；所述吸附剂为5A分子筛；脱附剂为N2、H2、CO2或正构中碳烷烃。
2.根据权利要求1所述从石脑油中提取异戊烷的方法，其特征在于所述吸附剂为5A分子筛；脱附剂为N2。
3.根据权利要求1所述从石脑油中提取异戊烷的方法，其特征在于所述脱重塔的操作条件：塔板数为60～100块，塔釜温度为100～135℃，塔顶温度优选范围为38～60℃，操作压力以表压计为0.1～0.3MPa，回流比为2.0～4.0。
4.根据权利要求1所述从石脑油中提取异戊烷的方法，其特征在于所述脱轻塔的操作条件：塔板数为30～60块，塔釜温度为80～110℃， 塔顶温度为40～60℃，操作压力为以表压计为0.4～0.6MPa，回流比为5～15。
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