CN218421066U - 一种混合碳四灵活生产1-丁烯的系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种混合碳四灵活生产1‑丁烯的系统，包括顺次连接的选择性加氢反应器、脱异丁烯塔、异构反应器、脱轻塔和1‑丁烯塔，所述脱轻塔顶部连接有返回脱异丁烯塔入口的管路，所述1‑丁烯塔底部连接有返回异构反应器入口的管路。该系统可实现杂质组分二烯烃、炔烃的有效脱除；无需设置MTBE装置以醚化反应形式先将异丁烯脱除即可生产高纯度1‑丁烯产品，缩短加工流程，降低投资；可实现高附加值1‑丁烯产品的最大化增产；可实现产品产量按需灵活生产；可实现系统中轻组分和重组分的有效分离；充分利用内部潜热进行热耦合，实现热量回收利用，节约能耗。

Description

一种混合碳四灵活生产1-丁烯的系统

技术领域

本实用新型属于化工技术领域，特别是涉及一种混合碳四灵活生产1-丁烯的系统。

背景技术

丁烯包括1-丁烯和2-丁烯。其中1-丁烯可作为二元共聚单体用于生产线性低密度聚乙烯(LLDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、聚1-丁烯(PB)、聚丙烯(PP)、1-丁烯-己烯共聚物等，作为三元共聚单体用于生产共聚塑料，通过齐聚再经羰基化生产绿色环保增塑剂原料异壬醇，通过齐聚生产1-辛烯和碳十二烯，合成仲丁醇、甲乙酮，氧化脱氢制丁二烯，与甲醛反应生成异戊二烯，氧化制顺酐等，有较广泛的应用。

随着石化行业“少油多化”产品结构转型升级，利用副产碳四馏分生产高附加值精细化工产品日益受到重视。碳四中1-丁烯的应用范围不断拓宽，用量也在快速增加，而2-丁烯经济价值相对较低，将其转化为经济价值较高的1-丁烯，可提高碳四资源的综合利用价值。

目前工业上生产1-丁烯产品，通常先经过MTBE合成装置脱除异丁烯，再通过选择性加氢装置脱除二烯烃和炔烃，然后采用先脱轻后脱重的双塔精馏工艺，将异丁烷等轻组分、正丁烷/2-丁烯等重组分依次脱除，得到1-丁烯产品。该流程配置中MTBE合成装置流程长、能耗高、催化剂用量大、MTBE在某些情况下为非目标产品，且仅能得到原料中所含质量的1-丁烯产品，产量有限，采用双塔精馏工艺从醚后碳四中分离1-丁烯组分，存在所需塔板数多、回流大，能耗高等问题。因此，有必要对现有技术进行改进，开发灵活生产、节能降耗的工艺技术，根据下游需要增加高附加值产品产量，减少非必要的副产品，改善装置操作性，提高碳四资源利用率，提高经济效益。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在克服上述现有技术中存在的缺陷，提供一种工艺简单、产品产量灵活可调、产品纯度好、收率高、节约能耗的混合碳四灵活生产1-丁烯的系统。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种混合碳四灵活生产1-丁烯的系统，包括顺次连接的选择性加氢反应器、脱异丁烯塔、异构反应器、脱轻塔和1-丁烯塔，所述脱轻塔顶部连接有返回脱异丁烯塔入口的管路，所述1-丁烯塔底部连接有返回异构反应器入口的管路。

进一步的，所述选择性加氢反应器底部连接有原料碳四采入的第一管路和氢气采入的第十二管路，所述选择性加氢反应器顶部通过第二管路与所述脱异丁烯塔中部连通，所述脱异丁烯塔底部通过第四管路与所述异构反应器底部连通，所述异构反应器顶部通过第五管路与所述脱轻塔中部连通，所述脱轻塔底部通过第七管路与所述1-丁烯塔中部连通，所述脱轻塔顶部通过第六管路与所述脱异丁烯塔中部连通，所述1-丁烯塔侧部通过第十一管路与所述异构反应器底部连通。

进一步的，所述脱异丁烯塔顶部连接第三管路，由此采出系统的H₂、C1、C2、C3、异丁烷、异丁烯等轻组分。

进一步的，所述1-丁烯塔顶部连接第八管路，由此采出1-丁烯产品。

进一步的，所述1-丁烯塔底部连接第九管路，由此采出正丁烷、2-丁烯、C5+等重组分。

进一步的，所述1-丁烯塔侧部连通第十管路，由此连续或间歇采出2-丁烯副产品。

进一步的，所述异构反应器入口连接氢气采入的第十三管路，根据需要连续或间歇通入氢气。

进一步的，还包括脱异丁烯塔热交换器、脱轻塔热交换器，所述脱异丁烯塔底部与侧部之间连接第十四管路，所述脱异丁烯塔热交换器位于第十四管路上，所述脱轻塔底部与侧部之间连接第十五管路，所述脱轻塔热交换器位于第十五管路上。

进一步的，所述1-丁烯塔顶部与上部之间设有回流管路，所述回流管路包括第十六管路和第十七管路，所述第十六管路从脱异丁烯塔热交换器内通过，所述第十七管路从脱轻塔热交换器内通过。

进一步的，还包括1-丁烯塔热交换器、1-丁烯塔压缩机，所述1-丁烯塔包括1-丁烯塔上塔、1-丁烯塔下塔，所述1-丁烯塔上塔顶部与上部之间设有回流管路第十九管路，所述1-丁烯塔下塔底部与侧部之间连接第十八管路，所述1-丁烯塔热交换器位于第十八管路上，所述第十九管路从1-丁烯塔热交换器内通过。

进一步的，所述1-丁烯塔下塔顶部和所述1-丁烯塔上塔底部之间连接第二十管路，所述1-丁烯塔压缩机位于第二十管路上。

进一步的，所述脱异丁烯塔热交换器、脱轻塔热交换器、1-丁烯塔热交换器均用于系统内热量交换，分别作为脱异丁烯塔、脱轻塔和1-丁烯塔下塔塔釜液相物料的加热设备，且同时作为1-丁烯塔或1-丁烯塔上塔塔顶气相物料的冷凝设备。

进一步的，所述脱异丁烯塔中设置有催化剂床层,采用反应精馏形式使低沸点1-丁烯转化为高沸点2-丁烯，从而使异丁烷/异丁烯易于分离，催化剂可采用以镍、钯、金、银、铂、铑等中的一种或多种为活性组分，以氧化硅、分子筛、氧化铝等中的一种或多种为载体的烯烃异构催化剂。

相对于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：

(1)该混合碳四灵活生产1-丁烯的系统，首先通过选择性加氢反应器，将杂质组分二烯烃、炔烃部分或全部脱除，同时部分1-丁烯异构为2-丁烯。

(2)该混合碳四灵活生产1-丁烯的系统，脱异丁烯塔中设置催化剂床层，采用反应精馏形式，深度脱除杂质组分二烯烃、炔烃；可将低沸点1-丁烯转化为高沸点2-丁烯，从而使异丁烷、异丁烯易于分离，无需设置长流程、高耗能的MTBE装置以醚化反应形式对异丁烯进行脱除，简化流程，降低能耗，节省投资。

(3)该混合碳四灵活生产1-丁烯的系统，可将经济价值较低的2-丁烯转化为经济价值较高的1-丁烯产品，解决1-丁烯不足的难题。

(4)该混合碳四灵活生产1-丁烯的系统，1-丁烯塔和异构反应器形成2-丁烯循环，实现2-丁烯向1-丁烯的最大程度转化及回收，提高产品收率。

(5)该混合碳四灵活生产1-丁烯的系统，可根据下游加工需要，灵活调整1-丁烯、2-丁烯产品产量，异构反应器、脱轻塔和1-丁烯塔一定范围内弹性操作，装置可操作性增加。

(4)该混合碳四灵活生产1-丁烯的系统，可将原料或异构反应系统中轻组分、重组分有效脱除，避免由于累积对产品品质或系统操作等造成不利影响。

(6)该混合碳四灵活生产1-丁烯的系统，对于高温气相/低温液相、临氢/无氢等多种异构催化反应体系均适用，使2-丁烯转化为1-丁烯。

(7)该混合碳四灵活生产1-丁烯的系统，采用1-丁烯塔高压操作，脱异丁烯塔、脱轻塔低压操作，以1-丁烯塔塔顶气相作为脱异丁烯塔和脱轻塔塔釜热源，脱异丁烯塔和脱轻塔塔釜物料被加热的同时，1-丁烯塔塔顶气相得到冷凝，节省蒸汽和冷凝介质消耗。

(8)该混合碳四灵活生产1-丁烯的系统，采用1-丁烯塔上塔高压操作，1-丁烯塔下塔低压操作，1-丁烯塔下塔塔顶气相通过1-丁烯塔压缩机提压提温后进入1-丁烯塔上塔，以1-丁烯塔上塔塔顶气相作为1-丁烯塔下塔塔釜热源，1-丁烯塔下塔塔釜物料被加热的同时，1-丁烯塔上塔塔顶气相得到冷凝，节省蒸汽和冷凝介质消耗。充分利用内部潜热或外部携带内部潜热的形式进行热耦合，实现热量的回收利用，降低操作费用，节约生产成本。

(9)该混合碳四灵活生产1-丁烯的系统，脱异丁烯塔热交换器、脱轻塔热交换器、1-丁烯塔热交换器为一种高效换热设备，既作冷凝器，又作再沸器，本实用新型可节省一至两台换热器。

(10)该混合碳四灵活生产1-丁烯的系统，流程简单，生产灵活可调，能耗低，产品纯度好、收率高，绿色环保，符合国家“双碳”政策。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为实施例1所述的一种混合碳四灵活生产1-丁烯的系统的工艺示意图；

图2为实施例2所述的一种混合碳四灵活生产1-丁烯的系统的工艺示意图；

图3为实施例3所述的一种混合碳四灵活生产1-丁烯的系统的工艺示意图。

附图标记说明：

1-选择性加氢反应器，2-脱异丁烯塔，3-异构反应器，4-脱轻塔，5-1-丁烯塔，6-脱异丁烯塔热交换器，7-脱轻塔热交换器，8-1-丁烯塔热交换器，9-1-丁烯塔压缩机，01-第一管路，02-第二管路，03-第三管路，04-第四管路，05-第五管路，06-第六管路，07-第七管路，08-第八管路，09-第九管路，10-第十管路，11-第十一管路，12-第十二管路，13-第十三管路，14-第十四管路，15-第十五管路，16-第十六管路，17-第十七管路，18-第十八管路，19-第十九管路，20-第二十管路。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

实施例1

如图1所示，本实施例提供一种混合碳四灵活生产1-丁烯的系统，包括顺次连接的选择性加氢反应器1、脱异丁烯塔2、异构反应器3、脱轻塔4和1-丁烯塔5，脱轻塔4顶部连接有返回脱异丁烯塔2入口的管路，1-丁烯塔5底部连接有返回异构反应器3入口的管路。

选择性加氢反应器1底部连接有原料碳四采入的第一管路01和氢气采入的第十二管路12，选择性加氢反应器1顶部通过第二管路02与脱异丁烯塔2中部连通，脱异丁烯塔2底部通过第四管路04与异构反应器3底部连通，异构反应器3顶部通过第五管路05与脱轻塔4中部连通，脱轻塔4底部通过第七管路07与1-丁烯塔5中部连通，脱轻塔4顶部通过第六管路06与脱异丁烯塔2中部连通，1-丁烯塔5侧部通过第十一管路11与异构反应器3底部连通。

选择性加氢反应器1可将二烯烃、炔烃转化为单烯烃，和/或将1-丁烯异构为2-丁烯。

脱异丁烯塔2中可根据原料组成情况选择性设置催化剂床层，采用反应精馏形式使低沸点1-丁烯转化为高沸点2-丁烯，从而使异丁烷/异丁烯易于分离，催化剂可采用以镍、钯、金、银、铂、铑等中的一种或多种为活性组分，以氧化硅、分子筛、氧化铝等中的一种或多种为载体的烯烃异构催化剂。

异构反应器3可采用高温气相/低温液相、临氢/无氢等多种催化反应体系，使2-丁烯转化为1-丁烯。

异构反应器3可根据产品需求，连续或间歇运行，脱轻塔4和1-丁烯塔5可根据产品需求，弹性操作。

脱异丁烯塔2顶部连接第三管路03，由此采出系统的H₂、C1、C2、C3、异丁烷、异丁烯等轻组分。

1-丁烯塔5顶部连接第八管路08，由此采出1-丁烯产品。

1-丁烯塔5底部连接第九管路09，由此采出正丁烷、2-丁烯、C5+等重组分。

1-丁烯塔5侧部连通第十管路10，由此连续或间歇采出2-丁烯副产品。

异构反应器3入口连接氢气采入的第十三管路13，根据需要连续或间歇通入氢气。

实施例2

如图2所示，与实施例1不同之处在于：还包括脱异丁烯塔热交换器6、脱轻塔热交换器7，脱异丁烯塔2底部与侧部之间连接第十四管路14，脱异丁烯塔热交换器3位于第十四管路14上，脱轻塔4底部与侧部之间连接第十五管路15，脱轻塔热交换器7位于第十五管路15上。

1-丁烯塔5顶部与上部之间设有回流管路，回流管路包括第十六管路16和第十七管路17，第十六管路16从脱异丁烯塔热交换器6内通过，第十七管路17从脱轻塔热交换器7内通过。

实施例3

如图3所示，与实施例1不同之处在于：还包括1-丁烯塔热交换器8、1-丁烯塔压缩机9，1-丁烯塔5分为1-丁烯塔上塔5A、1-丁烯塔下塔5B。

1-丁烯塔上塔5A顶部与上部之间设有回流管路第十九管路19，1-丁烯塔下塔5B底部与侧部之间连接第十八管路18，1-丁烯塔热交换器8位于第十八管路18上，第十九管路19从1-丁烯塔热交换器8内通过。

1-丁烯塔下塔5B顶部和1-丁烯塔上塔底部之间连接第二十管路20，1-丁烯塔压缩机9位于第二十管路20上。

脱异丁烯塔热交换器6、脱轻塔热交换器7、1-丁烯塔热交换器8均用于系统内热量交换，分别作为脱异丁烯塔2、脱轻塔4和1-丁烯塔下塔5B塔釜液相物料的加热设备，且同时作为1-丁烯塔5或1-丁烯塔上塔5A塔顶气相物料的冷凝设备,可节省一台换热器。

脱异丁烯塔热交换器6、脱轻塔热交换器7被用于系统内热量交换时，1-丁烯塔5需高压操作，脱异丁烯塔2和脱轻塔4低压操作，1-丁烯塔5塔顶温度高于脱异丁烯塔2和脱轻塔4塔釜温度3～20℃或以上。

1-丁烯塔热交换器8被用于系统内热量交换时，1-丁烯塔上塔5A高压操作，1-丁烯塔下塔5B低压操作，1-丁烯塔上塔5A塔顶温度高于1-丁烯塔下塔5B塔釜温度3～20℃或以上，1-丁烯塔压缩机9用于将1-丁烯塔下塔5B塔顶气相输送至1-丁烯塔上塔5A。

以10万吨/年醚后碳四原料(1-丁烯含量～20wt％，2-丁烯含量约55wt％)计，可生产1-丁烯产品2～7万吨/年，产品纯度满足SH/T 1546-2009中优级品或更高指标。充分利用装置内部潜热，可节约蒸汽10～15吨/小时，节约循环水1200～1500吨/小时，年碳减排量10000吨以上。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种混合碳四灵活生产1-丁烯的系统，其特征在于：包括顺次连接的选择性加氢反应器(1)、脱异丁烯塔(2)、异构反应器(3)、脱轻塔(4)和1-丁烯塔(5)，所述脱轻塔(4)顶部连接有返回脱异丁烯塔(2)入口的管路，所述1-丁烯塔(5)底部连接有返回异构反应器(3)入口的管路。

2.根据权利要求1所述的一种混合碳四灵活生产1-丁烯的系统，其特征在于：所述选择性加氢反应器(1)底部连接有原料碳四采入的第一管路(01)和氢气采入的第十二管路(12)，所述选择性加氢反应器(1)顶部通过第二管路(02)与所述脱异丁烯塔(2)中部连通，所述脱异丁烯塔(2)底部通过第四管路(04)与所述异构反应器(3)底部连通，所述异构反应器(3)顶部通过第五管路(05)与所述脱轻塔(4)中部连通，所述脱轻塔(4)底部通过第七管路(07)与所述1-丁烯塔(5)中部连通，所述脱轻塔(4)顶部通过第六管路(06)与所述脱异丁烯塔(2)中部连通，所述1-丁烯塔(5)侧部通过第十一管路(11)与所述异构反应器(3)底部连通。

3.根据权利要求1所述的一种混合碳四灵活生产1-丁烯的系统，其特征在于：所述脱异丁烯塔(2)顶部连接第三管路(03)，所述1-丁烯塔(5)顶部连接第八管路(08)，所述1-丁烯塔(5)底部连接第九管路(09)，所述1-丁烯塔(5)侧部连通第十管路(10)，所述异构反应器(3)入口连接氢气采入的第十三管路(13)。

4.根据权利要求1所述的一种混合碳四灵活生产1-丁烯的系统，其特征在于：还包括脱异丁烯塔热交换器(6)、脱轻塔热交换器(7)，所述脱异丁烯塔(2)底部与侧部之间连接第十四管路(14)，所述脱异丁烯塔热交换器(6)位于第十四管路(14)上，所述脱轻塔(4)底部与侧部之间连接第十五管路(15)，所述脱轻塔热交换器(7)位于第十五管路(15)上。

5.根据权利要求4所述的一种混合碳四灵活生产1-丁烯的系统，其特征在于：所述1-丁烯塔(5)顶部与上部之间设有回流管路，所述回流管路包括第十六管路(16)和第十七管路(17)，所述第十六管路(16)从脱异丁烯塔热交换器(6)内通过，所述第十七管路(17)从脱轻塔热交换器(7)内通过。

6.根据权利要求5所述的一种混合碳四灵活生产1-丁烯的系统，其特征在于：还包括1-丁烯塔热交换器(8)、1-丁烯塔压缩机(9)，所述1-丁烯塔(5)包括1-丁烯塔上塔(5A)、1-丁烯塔下塔(5B)，所述1-丁烯塔上塔(5A)顶部与上部之间设有回流管路第十九管路(19)，所述1-丁烯塔下塔(5B)底部与侧部之间连接第十八管路(18)，所述1-丁烯塔热交换器(8)位于第十八管路(18)上，所述第十九管路(19)从1-丁烯塔热交换器(8)内通过。

7.根据权利要求6所述的一种混合碳四灵活生产1-丁烯的系统，其特征在于：所述1-丁烯塔下塔(5B)顶部和所述1-丁烯塔上塔(5A)底部之间连接第二十管路(20)，所述1-丁烯塔压缩机(9)位于第二十管路(20)上。

8.根据权利要求6所述的一种混合碳四灵活生产1-丁烯的系统，其特征在于：所述脱异丁烯塔热交换器(6)、脱轻塔热交换器(7)、1-丁烯塔热交换器(8)均用于系统内热量交换，分别作为脱异丁烯塔(2)、脱轻塔(4)和1-丁烯塔下塔(5B)塔釜液相物料的加热设备，且同时作为1-丁烯塔(5)或1-丁烯塔上塔(5A)塔顶气相物料的冷凝设备。

9.根据权利要求1所述的一种混合碳四灵活生产1-丁烯的系统，其特征在于：所述脱异丁烯塔(2)中设置有催化剂床层。

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