CN108349851B - C4吸收器用于汽提醛的用途 - Google Patents
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Abstract
介绍一种生产丁二烯的方法。该方法包括从氧化脱氢反应器的产物料流中分离含氧物。该方法包括骤冷产物料流以及来自产物料流的溶剂和含氧物。用惰性气体将含氧物从溶剂中汽提，以减少该方法的能量消耗，并且将溶剂再循环和再用于该方法中。
Description
优先权声明
本申请要求2015年11月6日提交的美国临时申请No.62/252053的优先权，其内容通过引用整体并入本文。
技术领域
本发明涉及丁二烯的生产。特别地，本发明涉及使该方法呈流线型。
背景
丁二烯是用于生产商用聚丁二烯橡胶的重要化学品，例如用于生产轮胎的那些。聚丁二烯耐磨性好，回弹性高，是理想的橡胶。传统上丁二烯的来源是石脑油裂解的副产物。随着对乙烯和丙烯需求的增加，将更多石脑油转化为乙烯和丙烯的需求降低了石脑油裂解产生的C4和更重烃的收率。这导致生产丁二烯的材料来源更少。
随着对丁二烯的需求增加，尽管对乙烯和丙烯的需求增加，但需要其他C4化合物来源。C4化合物包括丁烷丁烯和丁二烯。新的来源包括流化催化裂化来源，甲醇制烯烃，乙烯二聚和从天然气田或油田回收的丁烷的脱氢。有了新的来源，需要新的工艺来有效地生产和回收丁二烯。
聚合物前体的生产需要很多步骤。可以通过减少能源需求和提供更好的工艺料流管理来改进工艺。
概要
本发明是丁二烯生产方法的改进。本发明第一实施方案是从丁二烯反应器流出物料流中除去含氧物(oxygenate)的方法，包括将丁二烯反应器流出物料流送至骤冷塔；冷却并骤冷丁二烯反应器流出物料流以产生包含C4烃的顶部料流以及包含溶剂和含氧物的底部料流；将底部料流送至含氧物汽提器；并将惰性气体送至含氧物汽提器，产生包含含氧物和惰性气体的汽提器顶部料流和包含溶剂的汽提器底部料流。本发明的一个实施方案为从该段中第一实施方案开始的该段中先前实施方案中的一个、任何或全部，其中溶剂是水。本发明的一个实施方案为从该段中第一实施方案开始的该段中先前实施方案中的一个、任何或全部，还包括在将丁二烯反应器流出物送至骤冷塔之前将丁二烯反应器流出物送至热交换器以产生蒸汽和冷却的丁二烯反应器流出物。本发明的一个实施方案为从该段中第一实施方案开始的该段中先前实施方案中的一个、任何或全部，还包括将顶部料流送至压缩单元以生成压缩的C4料流。本发明的一个实施方案为从该段中第一实施方案开始的该段中先前实施方案中的一个、任何或全部，还包括将压缩的C4料流送至含含氧物洗涤器以产生洗涤的C4料流和洗涤器底部料流。本发明的一个实施方案为从该段中第一实施方案开始的该段中先前实施方案中的一个、任何或全部，还包括将洗涤器底部料流送至含氧物汽提器。本发明的一个实施方案为从该段中第一实施方案开始的该段中先前实施方案中的一个、任何或全部，还包括将洗涤的C4料流送至C4吸收器以产生包含惰性气体的吸收器顶部料流以及包含C4化合物和溶剂的吸收器底部料流。本发明的一个实施方案为从该段中第一实施方案开始的该段中先前实施方案中的一个、任何或全部，还包括将C4汽提器底部料流送至C4吸收器。本发明的一个实施方案为从该段中第一实施方案开始的该段中先前实施方案中的一个、任何或全部，还包括将吸收器底部料流送至脱气装置以产生顶部料流以及包含溶剂和C4化合物的脱气装置底部料流。本发明的一个实施方案为从该段中第一实施方案开始的该段中先前实施方案中的一个、任何或全部，还包括将脱气装置底部料流送至C4汽提器以产生C4产物料流和包含溶剂的底部料流。本发明的一个实施方案为从该段中第一实施方案开始的该段中先前实施方案中的一个、任何或全部，还包括将丁烯料流送至氧化脱氢反应器以产生丁二烯反应器流出物料流。本发明的一个实施方案为从该段中第一实施方案开始的该段中先前实施方案中的一个、任何或全部，其中氧化脱氢反应器包括两级反应器系统，其中两个反应器串联连接并且将丁烯料流从第一个反应器送至第二个反应器，且氧化剂和蒸汽送至两个反应器。
本发明第二实施方案是生产丁二烯的方法，包括将丁烯料流送至氧化脱氢反应器；将过热蒸汽和压缩空气送至氧化脱氢反应器，以产生包含丁二烯的流出物料流；将流出物料流和水传送通过热交换器以产生冷却的流出物料流和蒸汽料流；将冷却的流出物料流送至骤冷塔以产生骤冷的C4料流和骤冷底部料流；将骤冷的C4料流送至压缩机以产生压缩的C4料流；将压缩的C4料流送至醛洗涤器以产生C4产物料流和洗涤器底部料流；将洗涤器底部料流和骤冷底部料流送至醛汽提器；并将惰性气体料流送至醛汽提器以产生汽提器顶部料流和底部水料流。本发明的一个实施方案为从该段中第二实施方案开始的该段中先前实施方案中的一个、任何或全部，其中骤冷底部料流与洗涤器底部料流一起送至醛汽提器。本发明的一个实施方案为从该段中第二实施方案开始的该段中先前实施方案中的一个、任何或全部，还包括将蒸汽料流送至蒸汽过热器以产生送至氧化脱氢反应器的过热蒸汽。本发明的一个实施方案为从该段中第二实施方案开始的该段中先前实施方案中的一个、任何或全部，还包括将一部分底部水料流送至热交换器以产生蒸汽料流。本发明的一个实施方案为从该段中第二实施方案开始的该段中先前实施方案中的一个、任何或全部，还包括将C4工艺料流送至C4吸收器以产生C4吸收器底部料流和包含惰性气体的C4吸收器顶部料流。本发明的一个实施方案为从该段中第二实施方案开始的该段中先前实施方案中的一个、任何或全部，还包括将C4吸收器顶部料流送至醛汽提器。本发明的一个实施方案为从该段中第二实施方案开始的该段中先前实施方案中的一个、任何或全部，还包括将C4吸收器底部料流送至脱气装置以产生脱气装置顶部料流和脱气装置底部料流；将脱气装置底部料流送至C4汽提器以产生C4顶部料流和溶剂底部料流；并将C4顶部料流送至C4分离器。本发明的一个实施方案为从该段中第二实施方案开始的该段中先前实施方案中的一个、任何或全部，还包括将溶剂底部料流送至C4吸收器。
根据以下详细描述和附图，本发明的其他目的、优点和应用对于本领域技术人员将变得显而易见。
附图说明
附图是本发明在丁二烯生产中使用惰性气体汽提水的方法。
详细说明
增加丁二烯产量的一个领域是目的性丁二烯生产(on-purpose butadieneproduction)(OPBD)。目的性丁二烯生产可以通过丁烷/丁烯料流的直接脱氢、丁烷转化为丁二烯的二步法或正丁烯氧化脱氢为丁二烯来进行。
通过正丁烯的氧化脱氢，产生包含C4化合物的流出物工艺料流。流出物工艺料流还包含含氧物。在将C4化合物送至丁二烯回收装置之前，需要从氧化脱氢反应器的流出物料流中除去含氧物。
含氧物包括酮、醛和其他含氧物。方法中产生的主要含氧物是醛。通过吸收溶剂中的杂质来除去醛和其他含氧物杂质。随后将溶剂汽提出杂质并再循环至吸收单元。
本发明是从丁二烯反应器流出物料流中除去含氧物的方法。该方法包括将丁二烯反应器流出物料流送至骤冷塔以用溶剂料流冷却并骤冷流出物料流。骤冷塔产生包含C4烃的顶部料流以及包含溶剂和含氧物的底部料流。将底部料流送至含氧物汽提器以将底部料流分离成包含含氧物和惰性气体的顶部料流和包含溶剂的底部料流。将惰性气体送至含氧物汽提器以提供汽提介质以从底部料流中的溶剂中除去含氧物。在一个实施方案中，溶剂是水。
该方法还可以包括将丁二烯反应器流出物送至热交换器以预冷反应器流出物并产生蒸汽。然后将预冷的流出物料流送至骤冷塔。将骤冷塔顶部料流送至压缩单元以产生压缩的C4料流。将压缩的C4料流送至含氧物洗涤器。含氧物洗涤器产生洗涤的C4料流和洗涤器底部料流。未被骤冷塔除去的残余含氧物主要是醛。将含氧物洗涤器底部料流送至含氧物汽提器。
将洗涤的C4料流送至C4吸收器，其中洗涤的C4料流中的惰性气体被移除并从吸收塔顶部排出。将溶剂送至C4吸收塔并产生包含C4化合物和溶剂的底部料流。将C4吸收塔底部料流送至脱气塔以产生脱气塔顶部料流以及包含C4化合物和溶剂的底部料流。将脱气塔底部料流送至C4汽提器以将溶剂与C4化合物分离。C4汽提器产生包含含丁二烯的C4产物料流的顶部料流和包含溶剂的底部料流。将来自C4汽提器底部的溶剂送至C4吸收塔。
在含氧物汽提器中使用的惰性气体如氮气可以节省能量并减少或消除汽提器中蒸汽产生的需要。由于主要含氧物包含氧化脱氢反应器中产生的醛，因此含氧物汽提器也可称为醛汽提器。相比于使用蒸汽，使用惰性气体允许较低温度的操作，因为使用蒸汽需要较高的温度以防止蒸汽在含氧物汽提器顶部管线中冷凝。
如图所示，该方法包括将丁烯料流8送至氧化脱氢反应器10。过热蒸汽和压缩空气6也送至反应器10以产生包含丁二烯的流出物料流12。将流出物料流12送至热交换器20以产生冷却的流出物料流22。水料流24可以传送通过热交换器20以产生蒸汽26。将冷却的流出物料流22送至骤冷塔36，其中流出物料流22被进一步冷却并且含氧物被洗出。骤冷塔36产生骤冷的C4料流32和骤冷底部料流34。
骤冷的顶部C4料流32在压缩单元40中压缩以产生压缩的C4料流42。压缩单元40可以包括具有级间冷却以冷凝溶剂的多个压缩机或多级压缩机。将压缩的C4料流42送至含氧物洗涤器50以产生洗涤的C4料流52。含氧物洗涤器50除去含氧物并且除去的主要含氧物为醛。含氧物洗涤器50产生洗涤器底部料流54，该洗涤器底部料流54送至含氧物汽提器60。洗涤器底部料流54与骤冷底部料流34结合并送至含氧物汽提器60。将惰性气体料流72送至含氧物汽提器60以产生包含废气的顶部料流62和包含汽提水的底部料流64。水料流64再循环并送至热交换器20以产生用于氧化脱氢反应器10的蒸汽26。一部分水料流64可以传送通过蒸发器80以产生蒸汽82。蒸汽传送通过过热器90以产生送至反应器10的过热蒸汽92。
该方法还包括将洗涤的C4工艺料流52送至C4吸收器70。C4吸收器70从工艺料流52中吸收C4烃并产生包含惰性气体的C4吸收器顶部料流72以及包含C4烃和溶剂的C4底部料流74。C4顶部料流72提供用于含氧物汽提器60中的惰性气体。
将C4底部料流送至脱气装置100以除去脱气装置顶部料流102中的残余轻质气体。脱气装置100产生包含脱气溶剂和C4烃的底部料流104。将脱气装置底部料流104送至C4汽提器116以将C4化合物与吸收器溶剂分离。C4汽提器116产生包含C4烃的顶部料流112和包含溶剂的底部料流114。溶剂料流114通过与汽提器进料流104进行热交换而冷却，并且冷却的溶剂料流114被送至C4吸收器70。C4顶部料流被送至C4分离器(未示出)，以将丁二烯从其他C4化合物中分离。
氧化脱氢反应器10可以包括与反应器之间的热交换器串联以控制入口温度的一个或多个反应器。在一个实施方案中，氧化脱氢反应器10包含串联连接的两个反应器，丁烯料流从第一反应器送至第二反应器。将蒸汽和氧化剂送至各个反应器。优选的氧化剂是压缩空气。
该方法通过使用现有工艺料流来改进，在含氧物汽提器中汽提从现有工艺料流中除去含氧物。来自下游C4吸收器的含有惰性气体的顶部料流为含氧物汽提器提供了良好的汽提气。来自C4吸收器的顶部料流已经注定要被送往相同的下游处理，例如热氧化器，与含氧物汽提器的顶部料流相同。
尽管已经用目前认为是优选实施方案的内容描述了本发明，但是应该理解，本发明不限于所公开的实施方案，而是旨在覆盖包括在所附权利要求范围内的各种修改和等同布置。
Claims (9)
1.从丁二烯反应器流出物料流中除去含氧物的方法，包括：
将丁二烯反应器流出物料流(12)送至骤冷塔(30)；
冷却并骤冷丁二烯反应器流出物料流以产生包含C4烃的顶部料流(32)以及包含溶剂和含氧物的底部料流(34)；
将底部料流(34)送至醛汽提器(60)；和
将惰性气体(72)送至醛汽提器(60)，并产生包含含氧物和惰性气体的汽提器顶部料流(62)和包含溶剂的汽提器底部料流(64)，其中惰性气体不是蒸汽，
其中溶剂是水。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括在将丁二烯反应器流出物料流(12)送至骤冷塔(30)之前，将丁二烯反应器流出物(12)送至热交换器(20)以产生蒸汽和冷却的丁二烯反应器流出物(22)。
3.根据权利要求1所述的方法，还包括将顶部料流(32)送至压缩单元(40)以产生压缩的C4料流(42)。
4.根据权利要求3所述的方法，还包括将压缩的C4料流(42)送至醛洗涤器(50)以产生洗涤的C4料流(52)和洗涤器底部料流(54)。
5.根据权利要求4所述的方法，还包括将洗涤器底部料流(54)送至醛汽提器(60)。
6.根据权利要求4所述的方法，还包括将洗涤的C4料流(52)送至C4吸收器(70)以产生包含惰性气体的吸收器顶部料流(72)以及包含C4化合物和溶剂的吸收器底部料流(74)，其中吸收器顶部料流中的惰性气体是送至醛汽提器的惰性气体。
7.根据权利要求6所述的方法，还包括将吸收器底部料流(74)送至脱气装置(100)以产生脱气装置顶部料流(102)及包含溶剂和C4化合物的脱气装置底部料流(104)。
8.根据权利要求7所述的方法，还包括将脱气装置底部料流(104)送至C4汽提器(116)以产生C4产物料流(112)和包含溶剂的C4汽提器底部料流(114)。
9.根据权利要求8所述的方法，还包括将C4汽提器底部料流(114)送至C4吸收器(70)。
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