CN109438165B - 一种异丁烯回收塔底液的分离回收方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种异丁烯回收塔底液的分离回收方法，包括以下步骤：a)将异丁烯回收塔底液输送至异丁烯精制塔进行第一次分离提纯，分别得到异丁烯产品和塔底物料；b)将步骤a)得到的塔底物料输送至异戊二烯精制塔进行第二次分离提纯，分别得到异戊二烯产品、正己烷产品和塔底重组分。与现有技术相比，本发明提供的异丁烯回收塔底液的分离回收方法通过将异丁烯精制塔和异戊二烯精制塔配合使用，在特定工艺步骤下，能够实现高附加值原料异丁烯、异戊二烯和正己烷的分离回收，减少废液排放，且回收后的异丁烯、异戊二烯和正己烷的纯度均满足产品指标要求。

Description

一种异丁烯回收塔底液的分离回收方法

技术领域

本发明涉及绿色化工技术领域，更具体地说，是涉及一种异丁烯回收塔底液的分离回收方法。

背景技术

丁基橡胶是由异丁烯与少量异戊二烯经氯甲烷溶液稀释后，于低温下发生阳离子聚合反应而得到的一种无规共聚物。工业上常采用淤浆法和溶剂法生产丁基橡胶。其中淤浆法丁基橡胶工艺分为聚合单元、溶剂回收单元、后处理单元、公用工程单元等四个单元；该工艺中氯甲烷作为稀释溶剂、正己烷作为洗涤液；溶剂回收单元的原料为闪蒸罐闪蒸以及汽提出来的氯甲烷、异丁烯、异戊二烯、正己烷、水、低聚物等小分子，回收塔得到的产品是纯度≥99.9％的氯甲烷及高纯异丁烯，剩余物即为异丁烯回收塔底液，主要是含异丁烯(39.6wt％)、异戊二烯(26.6wt％)、正己烷(26.9wt％)的废液。由此可知，溶剂法的溶剂回收单元主要回收氯甲烷和异丁烯，对于异丁烯回收塔底液则作为废液排出，并未实现进一步的综合回收利用。

同时，现有技术中的丁基橡胶生产工艺也没有公开如何处理异丁烯回收塔底液的技术方案。如公开号为CN101993715A的中国专利公开了一种丁基橡胶清洗溶剂油的真空再生方法，清洗溶剂油再生釜采用真空加热操作，回收氯甲烷，没有蒸发的胶液浓缩达到一定浓度后排到废胶桶；该过程虽然可以有效回收氯甲烷，但并没有对分离氯甲烷后剩余胶液中的异丁烯、异戊二烯、正己烷等化学品进行分离。

而上述异丁烯回收塔底液中的异丁烯、异戊二烯和正己烷均为高附加值原料，若不加处理而直接将其作为废液排放，一方面导致高附加值原料的浪费，另一方面还会造成环境污染，不符合我国对于资源及环境的可持续发展要求。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种异丁烯回收塔底液的分离回收方法，能够实现高附加值原料异丁烯、异戊二烯和正己烷的分离回收，减少废液排放，且回收后的异丁烯、异戊二烯和正己烷的纯度均满足产品指标要求。

本发明提供了一种异丁烯回收塔底液的分离回收方法，包括以下步骤：

a)将异丁烯回收塔底液输送至异丁烯精制塔进行第一次分离提纯，分别得到异丁烯产品和塔底物料；

b)将步骤a)得到的塔底物料输送至异戊二烯精制塔进行第二次分离提纯，分别得到异戊二烯产品、正己烷产品和塔底重组分。

优选的，步骤a)中所述异丁烯回收塔底液包括以下组分：

异丁烯30wt％～50wt％；

异戊二烯20wt％～36wt％；

正己烷20wt％～36wt％。

优选的，步骤a)中所述异丁烯回收塔底液输送的物料流量为150kg/h～165kg/h，物料温度为40℃～50℃。

优选的，步骤a)中所述异丁烯精制塔的理论塔板数为29块～31块，其中在自上而下第11块～13块理论塔板处设置进料位置。

优选的，步骤a)中所述第一次分离提纯的塔顶温度为-1℃～-4℃，塔顶压力为0.09MPaA～0.11MPaA，塔底温度为55℃～60℃，塔底压力为0.13MPaA～0.15MPaA。

优选的，步骤a)中所述第一次分离提纯的过程还包括：

对异丁烯精制塔的塔顶得到异丁烯进行过冷处理，得到异丁烯产品；所述过冷处理的温度为-10℃～-15℃。

优选的，步骤b)中所述异戊二烯精制塔的理论塔板数为29块～31块，其中在自上而下第12块～14块理论塔板处设置进料位置，在自上而下第23块～25块理论塔板处设置侧线采出位置。

优选的，步骤b)中所述第二次分离提纯的塔顶温度为35℃～45℃，塔顶压力为0.09MPaA～0.11MPaA，侧线温度为75℃～78℃，侧线压力为0.13MPaA～0.14MPaA，塔底温度为79℃～81℃，塔底压力为0.13MPaA～0.15MPaA。

优选的，步骤b)中所述第二次分离提纯的过程还包括：

对异戊二烯精制塔的塔顶得到异戊二烯进行过冷处理，得到异戊二烯产品；所述过冷处理的温度为25℃～30℃。

优选的，所述步骤a)还包括：

将丁基橡胶聚合反应后收集的废液输送至异丁烯回收塔进行回收分离，分别得到异丁烯和异丁烯回收塔底液。

本发明提供了一种异丁烯回收塔底液的分离回收方法，包括以下步骤：a)将异丁烯回收塔底液输送至异丁烯精制塔进行第一次分离提纯，分别得到异丁烯产品和塔底物料；b)将步骤a)得到的塔底物料输送至异戊二烯精制塔进行第二次分离提纯，分别得到异戊二烯产品、正己烷产品和塔底重组分。与现有技术相比，本发明提供的异丁烯回收塔底液的分离回收方法通过将异丁烯精制塔和异戊二烯精制塔配合使用，在特定工艺步骤下，能够实现高附加值原料异丁烯、异戊二烯和正己烷的分离回收，减少废液排放，且回收后的异丁烯、异戊二烯和正己烷的纯度均满足产品指标要求。实验结果表明，本发明提供的异丁烯回收塔底液的分离回收方法能够分别得到纯度在99.5wt％以上的异丁烯、纯度在99.7wt％以上的异戊二烯和纯度在80.2wt％以上的正己烷。

此外，本发明提供的分离回收方法操作简单、快捷高效、污染小；并且设备均采用普通材质即可，新增设备少，可直接与现有丁基橡胶溶剂回收单元对接，适合工业化生产。

附图说明

图1为本发明实施例提供的异丁烯回收塔底液的分离回收方法所用设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种异丁烯回收塔底液的分离回收方法，包括以下步骤：

a)将异丁烯回收塔底液输送至异丁烯精制塔进行第一次分离提纯，分别得到异丁烯产品和塔底物料；

b)将步骤a)得到的塔底物料输送至异戊二烯精制塔进行第二次分离提纯，分别得到异戊二烯产品、正己烷产品和塔底重组分。

本发明首先将异丁烯回收塔底液输送至异丁烯精制塔进行第一次分离提纯，分别得到异丁烯产品和塔底物料。在本发明中，所述步骤a)优选还包括：

将丁基橡胶聚合反应后收集的废液输送至异丁烯回收塔进行回收分离，分别得到异丁烯和异丁烯回收塔底液。本发明对所述丁基橡胶聚合反应没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的淤浆法丁基橡胶工艺中的丁基橡胶聚合反应即可。在本发明中，所述废液优选由淤浆法丁基橡胶工艺中的闪蒸罐、汽提塔收集的废液；该废液包括异丁烯、异戊二烯、正己烷的等小分子。

在本发明中，所述异丁烯回收塔能够对上述废液进行回收分离，塔顶得到异丁烯产品，塔底排出异丁烯回收塔底液。在本发明中，所述异丁烯产品的纯度优选在99％以上。

在本发明中，所述异丁烯回收塔底液优选包括：

异丁烯30wt％～50wt％；

异戊二烯20wt％～36wt％；

正己烷20wt％～36wt％；

更优选包括：

异丁烯35wt％～45wt％；

异戊二烯25wt％～30wt％；

正己烷25wt％～30wt％。

在本发明中，所述异丁烯回收塔底液除包括上述待分离回收的高附加值原料外，还含有其他重组分，本发明对此没有特殊限制。

本发明将异丁烯回收塔底液输送至异丁烯精制塔进行第一次分离提纯。在本发明中，所述异丁烯回收塔底液输送的物料流量优选为150kg/h～165kg/h，更优选为155kg/h～160kg/h；所述异丁烯回收塔底液输送的物料温度优选为40℃～50℃，更优选为45℃。本发明对所述控制物料温度的装置没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的冷却器即可。

在本发明中，所述异丁烯精制塔的理论塔板数优选为29块～31块，更优选为30块；其中优选在自上而下第11块～13块理论塔板处设置进料位置，更优选在自上而下第12块理论塔板处设置进料位置。在本发明优选的实施例中，所述异丁烯精制塔的理论塔板数为30块；具体设计2段填料，每段填料均相当于15块理论塔板数。

在本发明中，所述异丁烯精制塔采用本领域技术人员熟知的常压精馏塔即可。本发明对于所述异丁烯精制塔的控制主要包括：塔顶冷凝器中制冷剂丙烯的液位控制、塔顶回流量的定值控制、回流罐液位和塔顶采出量的串级控制、塔釜液位和塔底采出量的串级控制、灵敏板温度控制；本发明对上述控制的具体操作没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的操作方式即可。

在本发明中，所述第一次分离提纯的过程在上述异丁烯精制塔中进行。在本发明中，所述第一次分离提纯的塔顶温度优选为-1℃～-4℃，更优选为-2℃～-3℃；所述第一次分离提纯的塔顶压力优选为0.09MPaA～0.11MPaA，更优选为0.1MPaA；所述第一次分离提纯的塔底温度优选为55℃～60℃，更优选为57℃；所述第一次分离提纯的塔底压力优选为0.13MPaA～0.15MPaA，更优选为0.14MPaA。本发明通过充分考虑异丁烯和异戊二烯的聚合温度和浓度，采用微正压操作，并控制含异丁烯和异戊二烯的物料温度低于60℃。

在本发明中，所述第一次分离提纯的过程优选还包括：

对异丁烯精制塔的塔顶得到异丁烯进行过冷处理，得到异丁烯产品；所述过冷处理的温度优选为-10℃～-15℃，更优选为-12℃～-13℃。

本发明优选采用冷凝器控制塔顶温度；所述冷凝器的冷剂优选采用制冷剂丙烯；所述冷凝器的热负荷优选为19kW～20kW。本发明优选采用再沸器控制塔底温度；所述再沸器的热源优选采用热水；所述再沸器的热负荷优选为18kW～19kW。

在本发明中，所述异丁烯精制塔能够对上述异丁烯回收塔底液进行分离提纯，塔顶得到异丁烯产品，塔底排出塔底物料。在本发明中，所述异丁烯产品的纯度优选在99.5％以上。

在本发明中，所述塔底物料优选包括异戊二烯、正己烷及其他重组分。

本发明将得到的塔底物料输送至异戊二烯精制塔进行第二次分离提纯，分别得到异戊二烯产品、正己烷产品和塔底重组分。在本发明中，所述塔底物料输送的物料温度优选为55℃～60℃，更优选为57℃。

在本发明中，所述异戊二烯精制塔的理论塔板数优选为29块～31块，更优选为30块；其中优选在自上而下第11块～13块理论塔板处设置进料位置，更优选在自上而下第12块理论塔板处设置进料位置；优选在自上而下第23块～25块理论塔板处设置侧线采出位置，更优选在自上而下第24块理论塔板处设置侧线采出位置。在本发明优选的实施例中，所述异戊二烯精制塔的理论塔板数为30块；具体设计3段填料，其中上段填料相当于12块理论塔板数，中段填料相当于12块理论塔板数，下段填料相当于6块理论塔板数。

在本发明中，所述异戊二烯精制塔采用本领域技术人员熟知的常压精馏塔即可。本发明对于所述异戊二烯精制塔的控制主要包括：塔顶回流量的定值控制、回流罐液位和塔顶采出量的串级控制、侧线温度的定值控制、塔釜液位和塔底采出量的串级控制、灵敏板温度控制；本发明对上述控制的具体操作没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的操作方式即可。

在本发明中，所述第二次分离提纯的过程在上述异戊二烯精制塔中进行。在本发明中，所述第二次分离提纯的塔顶温度优选为35℃～45℃，更优选为41℃～42℃；所述第二次分离提纯的塔顶压力优选为0.09MPaA～0.11MPaA，更优选为0.1MPaA；所述第二次分离提纯的侧线温度优选为75℃～78℃，更优选为77℃～78℃；所述第二次分离提纯的侧线压力优选为0.13MPaA～0.14MPaA，更优选为0.135MPaA；所述第二次分离提纯的塔底温度优选为79℃～81℃，更优选为80℃；所述第二次分离提纯的塔底压力优选为0.13MPaA～0.15MPaA，更优选为0.14MPaA。

在本发明中，所述第二次分离提纯的过程优选还包括：

对异戊二烯精制塔的塔顶得到异戊二烯进行过冷处理，得到异戊二烯产品；所述过冷处理的温度优选为25℃～30℃，更优选为28℃～29℃。

本发明优选采用冷凝器控制塔顶温度；所述冷凝器的冷剂优选采用冷冻水；所述冷凝器的热负荷优选为12kW～14kW。本发明优选采用再沸器控制塔底温度；所述再沸器的热源优选采用热水；所述再沸器的热负荷优选为13kW～14kW。

在本发明中，所述异戊二烯精制塔能够对上述塔底物料进行分离提纯，塔顶得到异戊二烯产品，侧线采出正己烷产品，塔底排出重组分。在本发明中，所述异戊二烯产品的纯度优选在99.7％以上；所述正己烷产品的纯度优选在80.2％以上。

本发明提供的异丁烯回收塔底液的分离回收方法通过将异丁烯精制塔和异戊二烯精制塔配合使用，在特定工艺步骤下，能够实现高附加值原料异丁烯、异戊二烯和正己烷的分离回收，减少废液排放，且回收后的异丁烯、异戊二烯和正己烷的纯度均满足产品指标要求。

本发明提供了一种异丁烯回收塔底液的分离回收方法，包括以下步骤：a)将异丁烯回收塔底液输送至异丁烯精制塔进行第一次分离提纯，分别得到异丁烯产品和塔底物料；b)将步骤a)得到的塔底物料输送至异戊二烯精制塔进行第二次分离提纯，分别得到异戊二烯产品、正己烷产品和塔底重组分。与现有技术相比，本发明提供的异丁烯回收塔底液的分离回收方法通过将异丁烯精制塔和异戊二烯精制塔配合使用，在特定工艺步骤下，能够实现高附加值原料异丁烯、异戊二烯和正己烷的分离回收，减少废液排放，且回收后的异丁烯、异戊二烯和正己烷的纯度均满足产品指标要求。实验结果表明，本发明提供的异丁烯回收塔底液的分离回收方法能够分别得到纯度在99.5wt％以上的异丁烯、纯度在99.7wt％以上的异戊二烯和纯度在80.2wt％以上的正己烷。

此外，本发明提供的分离回收方法工艺简单、条件温和、快捷高效，能够实现连续操作，且污染小；同时所用设备均采用普通材质(常压操作)即可，新增设备少、设备投资小，并可直接与现有丁基橡胶溶剂回收单元对接，易实施，适合工业化生产。

为了进一步说明本发明，下面通过以下实施例进行详细说明。本发明以下实施例所用设备的结构示意图参见图1所示；其中，1为异丁烯回收塔，2为异丁烯精制塔，3为异戊二烯精制塔，4为异丁烯回收塔顶回流罐，5为异丁烯精制塔顶回流罐，6为异戊二烯精制塔顶回流罐。

实施例

(1)将丁基橡胶聚合反应后，由闪蒸罐、汽提塔收集的包括异丁烯、异戊二烯、正己烷等小分子的废液输送至异丁烯回收塔进行回收分离，塔顶得到纯度为99.2％的异丁烯产品，塔底排出异丁烯回收塔底液；所述异丁烯回收塔底液包括39.6wt％的异丁烯、26.6wt％的异戊二烯、26.9wt％的正己烷及余量的其他重组分。

(2)将步骤(1)得到的异丁烯回收塔底液以157kg/h的物料流量由进料位置输送至异丁烯精制塔，并通过冷却器控制物料温度为45℃；

所述异丁烯精制塔的理论塔板数为30块；具体设计2段填料，每段填料均相当于15块理论塔板数；所述进料位置设置在自上而下第12块理论塔板处；

所述异丁烯回收塔底液在上述异丁烯精制塔中进行第一次分离提纯；所述第一次分离提纯的塔顶温度为-2.5℃，塔顶压力为0.1MPaA，塔底温度为57℃，塔底压力为0.14MPaA；再将塔顶得到异丁烯进行过冷处理至温度为-12.3℃，得到纯度为99.5％的异丁烯产品，同时塔底排出塔底物料；所述塔底物料中异丁烯含量为33ppm，异戊二烯浓度为44.1wt％，正己烷浓度为44.7wt％；

采用冷凝器控制塔顶温度；所述冷凝器的冷剂采用制冷剂丙烯；所述冷凝器的热负荷为19.8kW；采用再沸器控制塔底温度；所述再沸器的热源采用热水；所述再沸器的热负荷为18.8kW。

(3)将步骤(2)得到的塔底物料(75℃)由进料位置输送至异戊二烯精制塔；

所述异戊二烯精制塔的理论塔板数为30块；具体设计3段填料，其中上段填料相当于12块理论塔板数，中段填料相当于12块理论塔板数，下段填料相当于6块理论塔板数；所述进料位置设置在自上而下第12块理论塔板处，所述侧线采出位置设置在自上而下第24块理论塔板处；

所述塔底物料在上述异戊二烯精制塔中进行第二次分离提纯；所述第二次分离提纯的塔顶温度为41.4℃，塔顶压力为0.1MPaA，侧线温度为78℃，侧线压力为0.135MPaA，塔底温度为80℃，塔底压力为0.14MpaA；再将塔顶得到异戊二烯进行过冷处理至温度为28.5℃，得到纯度为99.7％的异丁烯产品，以41.8kg/h的出料流量采出；侧线采出纯度为80.2％的正己烷，以51kg/h的出料流量采出；同时塔底排出重组分；

采用冷凝器控制塔顶温度；所述冷凝器的冷剂采用冷冻水；所述冷凝器的热负荷为13kW；采用再沸器控制塔底温度；所述再沸器的热源采用热水；所述再沸器的热负荷为13.2kW。

产品指标要求为：异丁烯纯度达到99.9％，异戊二烯纯度达到99.5％，正己烷纯度达到80％。本发明实施例提供的分离回收方法得到的异丁烯产品的纯度为99.5％，其中异戊二烯含量为5ppm；得到的异戊二烯纯度为99.7％；得到的正己烷纯度为80.2％，其中异戊二烯含量为468ppm。由此可知，本发明实施例提供的分离回收方法得到的异戊二烯及正己烷完全满足产品指标要求，从而实现原料的重复利用；而异丁烯中因含有少量1-丁烯，产品纯度略有下降，但也可以到达比现有技术99.2％更高的产品指标要求，并显著减少废料排放。

此外，本发明提供的分离回收方法工艺简单、条件温和、快捷高效，能够实现连续操作，且污染小；同时所用设备均采用普通材质(常压操作)即可，新增设备少、设备投资小，并可直接与现有丁基橡胶溶剂回收单元对接，易实施，适合工业化生产。

所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (1)

1.一种异丁烯回收塔底液的分离回收方法，包括以下步骤：

a）将异丁烯回收塔底液输送至异丁烯精制塔进行第一次分离提纯，分别得到异丁烯产品和塔底物料；所述异丁烯回收塔底液包括：

异丁烯30wt%~50wt%；

异戊二烯20wt%~36wt%；

正己烷20wt%~36wt%；

所述异丁烯回收塔底液输送的物料流量为150kg/h~165kg/h，物料温度为40℃~50℃；

所述异丁烯精制塔的理论塔板数为29块~31块，其中在自上而下第11块~13块理论塔板处设置进料位置；所述第一次分离提纯的塔顶温度为-1℃~-4℃，塔顶压力为0.09MPaA~0.11MPaA，塔底温度为55℃~60℃，塔底压力为0.13MPaA~0.15MPaA；所述第一次分离提纯的过程还包括：

对异丁烯精制塔的塔顶得到异丁烯进行过冷处理，得到异丁烯产品；所述过冷处理的温度为-10℃~-15℃；

所述步骤a）还包括：

将丁基橡胶聚合反应后收集的废液输送至异丁烯回收塔进行回收分离，分别得到异丁烯和异丁烯回收塔底液；

b）将步骤a）得到的塔底物料输送至异戊二烯精制塔进行第二次分离提纯，分别得到异戊二烯产品、正己烷产品和塔底重组分；

所述异戊二烯精制塔的理论塔板数为29块~31块，其中在自上而下第12块~14块理论塔板处设置进料位置，在自上而下第23块~25块理论塔板处设置侧线采出位置；

所述第二次分离提纯的塔顶温度为35℃~45℃，塔顶压力为0.09MPaA~0.11MPaA，侧线温度为75℃~78℃，侧线压力为0.13MPaA~0.14MPaA，塔底温度为79℃~81℃，塔底压力为0.13MPaA~0.15MPaA；所述第二次分离提纯的过程还包括：

对异戊二烯精制塔的塔顶得到异戊二烯进行过冷处理，得到异戊二烯产品；所述过冷处理的温度为25℃~30℃。

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