CN220056680U - 一种nmp抽提裂解碳四中1，3-丁二烯的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种NMP抽提裂解碳四中1，3‑丁二烯的装置，包括脱轻塔、一萃塔、二萃塔、汽提塔、冷却塔、炔烃水洗塔、脱重塔；脱轻塔的底部通过管路与一萃塔连接，一萃塔的底部与二萃塔连接，二萃塔通过管路与汽提塔连接，汽提塔通过管路与冷却塔连接，冷却塔通过管路与二萃塔连接，二萃塔的顶部通过管路与脱重塔连接；汽提塔与炔烃水洗塔通过管路连接，脱轻塔位于一萃塔上游，脱重塔位于二萃塔下游。本实用新型所述的一种NMP抽提裂解碳四中1，3‑丁二烯的装置，提供一种工艺简单、运行稳定、操作周期长、产品纯度好、收率高、节约能耗的优化的NMP抽提裂解碳四中1，3‑丁二烯的装置。

Description

一种NMP抽提裂解碳四中1，3-丁二烯的装置

技术领域

本实用新型属于化工技术领域，尤其是涉及一种NMP抽提裂解碳四中1，3-丁二烯的装置。

背景技术

1，3-丁二烯是一种重要的石油化工基础原料，主要用于合成橡胶，此外还可用于生产树脂、己二腈、1，4-丁二醇等。其来源主要有两种，一种是从炼油厂催化裂化副产丁烷、丁烯馏分中经脱氢、萃取精馏、提纯得到，另一种是从乙烯裂解装置副产的富丁二烯混合C4中经以萃取精馏为主的抽提工艺得到。第一种方法仅在一些丁烷、丁烯资源丰富的少数国家采用，第二种方法价格低廉，经济上占优势，是目前世界上1，3-丁二烯的主要生产工艺。

裂解C4馏分中，除含有1，3-丁二烯外，还含有丁烯、丁烷、丁炔、丙炔、乙烯基乙炔，1，2-丁二烯等，由于各组分的沸点差较小，用普通精馏方法难以分离获得高纯度1，3-丁二烯产品，因此通常采用两级萃取精馏和两级普通精馏的方法进行分离，最终获得高纯度的1，3-丁二烯产品。根据所用萃取溶剂的不同，工业上常用的1，3-丁二烯抽提法有三种：N-甲基吡咯烷酮(NMP)法、N，N-二甲基甲酰胺(DMF)法和乙腈(ACN)法。

随着乙烯裂解深度的增加，副产裂解碳四馏分中的炔烃含量逐步增加，炔烃含量的增大和丁二烯纯度要求的提高使得抽提装置第二级萃取部分的能耗增大，物料损失增多。同时，当炔烃浓度超过40wt％，在一定压力下会发生爆炸，危及乙烯装置的安全。一些专利在萃取精馏之前采用炔烃选择加氢技术解决上述问题。

炔烃选择加氢工艺存在反应复杂多样，催化剂预处理及再生工况繁琐、价格昂贵，设备数量多，涉及氢气爆炸危险源，1，3-丁二烯参与加氢及聚合反应造成损失等缺点。

萃取精馏后的溶剂中富含一定量二烯烃和炔烃等组分，工业生产中通常采用汽提闪蒸工艺进行处理，如NMP法抽提工艺，采用汽提塔，由塔顶脱除丁二烯等组分，由侧线抽出炔烃组分，塔底得到贫溶剂返回萃取精馏系统，侧线炔烃经过水洗回收少部分溶剂返回汽提塔。炔烃水洗塔塔底的回收溶剂中仍含有少量乙烯基乙炔及1，3-丁二烯等易聚合组分，靠自压返回汽提塔时，极易造成管线、降液管、进料板等组件的堵塞，影响设备运行、产品质量和操作周期。

汽提塔塔底的贫溶剂为整个装置萃取所需溶剂的主要供给点，由汽提塔塔底泵打回萃取精馏系统循环使用，该机泵设计流量较大，扬程和功率较高，在低负荷操作工况下，容易造成机泵损坏，缩短使用寿命，影响整个装置的运行，降低经济性。

工业上粗1，3-丁二烯精馏系统，通常是在两级萃取精馏之后，采用先脱轻后脱重，或者先脱重后脱轻的流程进行精制。由于丙炔含量较低，由脱轻塔塔顶脱除丙炔时需损失大量的1，3-丁二烯，影响产品收率，同时增加了脱轻塔塔系的堵塞频次，缩短了设备的运行周期，一定程度上也增加了操作能耗。

因此，有必要对现有技术进行改进，开发流程简单、运行稳定、节能降耗的工艺技术，在有效脱除炔烃杂质及聚合物前提下，减少设备投资，提高产品收率，延长操作周期，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、运行稳定、操作周期长、产品纯度好、收率高、节约能耗的优化的NMP抽提裂解碳四中1，3-丁二烯的装置。

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NMP抽提裂解碳四中1，3-丁二烯的装置，包括脱轻塔、一萃塔、二萃塔、汽提塔、冷却塔、炔烃水洗塔、脱重塔；

脱轻塔的底部通过管路与一萃塔连接，一萃塔的底部与二萃塔连接，二萃塔通过管路与汽提塔连接，汽提塔通过管路与冷却塔连接，冷却塔通过管路与二萃塔连接，二萃塔的顶部通过管路与脱重塔连接；汽提塔与炔烃水洗塔通过管路连接，脱轻塔位于一萃塔上游，脱重塔位于二萃塔下游。

进一步的，所述脱轻塔通过进料口连接有原料碳四采入的第一管路；脱轻塔顶部设有采出的第二管路，脱轻塔通过第三管路与一萃塔的中部连接。

进一步的，所述一萃塔的顶部设有采出的丁烷、丁烯的第四管路；一萃塔的底部通过第五管路与二萃塔上部连接，二萃塔的上部通过第六管路与一萃塔的下部连接，二萃塔的顶部通过第七管路与脱重塔连接，第七管路上设有聚结脱水器；

二萃塔的底部通过第八管路与汽提塔的上部连接。

进一步的，所述冷却塔的顶部通过第九管路与二萃塔的下部连接，第九管路上设有压缩机；

冷却塔的底部通过第十管路与二萃塔的下部连接；第十管路上设有第十四管路，第十四管路与冷却塔的上部连接。

进一步的，所述汽提塔的顶部通过第十一管路与冷却塔的下部连接；汽提塔的中部通过第十二管路与炔烃水洗塔的下部连接，炔烃水洗塔的底部通过第十三管路与汽提塔的中部连接，第十三管路上依次设有聚合物过滤器、炔烃水洗塔塔底泵，炔烃水洗塔顶部设有乙烯基乙炔采出的第十五管路。

炔烃水洗塔的上部的一侧设有第十八管路。

进一步的，所述脱重塔的底部设有顺-2-丁烯、碳五采出的第十六管路，脱重塔的顶部通过第十七管路连接有干燥器，干燥器位于脱重塔下游。

进一步的，所述汽提塔的底部设有第十九管路，第十九管路上设有汽提塔塔底泵，汽提塔塔底泵出口分别通过第二十管路和第二十一管路与一萃塔上部和二萃塔上部连接。

进一步的，所述第二十管路上设有溶剂再生系统，所述溶剂再生系统采用现有技术。贫溶剂的部分或全部由第二十管路中上游进入溶剂再生系统，净化后返回第二十管路中下游，继续在系统内循环，溶剂再生系统用以保持萃取所需的溶剂具有较高纯度，保证萃取效果。

进一步的，干燥器的顶部设有1，3-丁二烯产品采出的第二十二管路。

优选的，还包括一萃B塔和二萃B塔，一萃塔和一萃B塔构成上下塔，通过第五管路和第六管路连接，一萃B塔侧部出料口通过第二十三管路与二萃B塔下部连接，二萃B塔底部通过第二十四管路与一萃B塔侧部进料口连接。

一萃塔和二萃塔(一萃B塔和二萃B塔)采用萃取精馏技术，以诸如NMP等为萃取溶剂，分别除去比1，3-丁二烯难溶的丁烷、丁烯、反-2-丁烯等组分及比1，3-丁二烯易溶的乙基乙炔、乙烯基乙炔、1，2-丁二烯等组分。一萃塔通常设置为上下塔，一萃B塔作为下塔和二萃B塔可以是单体设备，也可以是诸如隔壁塔等类别的集成设备，等同于二萃塔。汽提塔和炔烃水洗塔采用降压闪蒸及气相脱炔工艺，用以回收溶剂中的烃类，净化溶剂，脱除炔烃杂质。脱轻塔和脱重塔采用普通精馏技术，分别脱除丙烷、丙炔等轻组分及1，2-丁二烯、顺-2-丁烯、碳五等重组分，由脱重塔顶部得到精制1，3-丁二烯产品。

相对于现有技术，本实用新型所述的一种NMP抽提裂解碳四中1，3-丁二烯的装置具有以下有益效果：

1、该装置中的脱轻塔位于整个装置的最上游，首先将原料中的少量轻组分尤其丙炔等进行脱除，以减少1，3-丁二烯的损失，降低设备及管路的堵塞频次，从而延长操作周期。

2、该装置中的炔烃水洗塔底部返回汽提塔的回收溶剂中仍有少量乙烯基乙炔及1，3-丁二烯等易聚合组分，依靠炔烃水洗塔塔底泵的推动力，并辅以聚合物过滤器的聚合组分净化功能，从而减少汽提塔回收溶剂进料口、进料板、降液管及管路等组件的堵塞，延长操作周期。

3、该装置中的汽提塔塔底泵为整个装置萃取溶剂主要供给设备，流量设计值相对较大，汽提塔塔底泵出口与汽提塔下部设置溶剂回流管线，以保证低负荷工况下机泵的稳定运行及使用寿命。

4、该装置设置了产品的干燥器，脱重塔塔顶采出1，3-丁二烯经过吸附脱水，可有效保证产品中水含量要求。

5、该装置流程简单，脱炔彻底，设备及管路阻塞频率低，装置运行周期长，产品纯度好、收率高。

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为本实用新型实施例所述的一种NMP抽提裂解碳四中1，3-丁二烯的装置示意图(图中未画出一萃B塔和二萃B塔)；

图2为本实用新型实施例所述的一种NMP抽提裂解碳四中1，3-丁二烯的装置整体示意图。

附图标记说明：

1、脱轻塔；2、一萃塔；2B、一萃B塔；3、二萃塔；3B、二萃B塔；31、聚合物过滤器；32、聚结脱水器；33、干燥器；34、压缩机；4、汽提塔；5、冷却塔；6、炔烃水洗塔；7、脱重塔；8、汽提塔塔底泵；9、炔烃水洗塔塔底泵；2B、一萃B塔；3B、二萃B塔；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；21、第二十一管路；22、第二十二管路；23、第二十三管路；24、第二十四管路。

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。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图1所示，本实施例提供一种优化的NMP抽提裂解碳四中1，3-丁二烯的装置，包括脱轻塔1、一萃塔2、二萃塔3、汽提塔4、冷却塔5、炔烃水洗塔6、脱重塔7、汽提塔塔底泵8、炔烃水洗塔塔底泵9、聚合物过滤器31、聚结脱水器32、干燥器33、压缩机34。

脱轻塔1位于一萃塔2上游，脱重塔7位于二萃塔3下游，干燥器33位于脱重塔7下游，汽提塔塔底泵8出口和汽提塔4下部连接有贫溶剂回流管路，炔烃水洗塔6底部和汽提塔4侧部连接有溶剂回收管路，炔烃水洗塔塔底泵9和聚合物过滤器31位于溶剂回收管路上。

脱轻塔1上设有进料口，脱轻塔1通过进料口连接有原料碳四采入的第一管路01，脱轻塔1顶部连接有第二管路02，原料中的丙烷、丙炔等轻组分由此采出；

脱轻塔1底部通过第三管路03与一萃塔2中部连接，一萃塔2顶部连接有第四管路04，原料中的丁烷、丁烯等抽余碳四组分由此采出；

一萃塔2底部通过第五管路05与二萃塔3上部连接，二萃塔3上部通过第六管路06与一萃塔2下部连接，二萃塔3顶部通过第七管路07与脱重塔7中部连接，聚结脱水器32位于第七管路07上，二萃塔3底部通过第八管路08与汽提塔4上部连接；

汽提塔4顶部通过第十一管路11与冷却塔5下部连接，冷却塔5顶部通过第九管路09与二萃塔3下部连接，压缩机位于第九管路09上，冷却塔5底部分别通过第十管路10和第十四管路14与二萃塔3下部和冷却塔5上部连接，汽提塔用于回收溶剂中携带的烃类物质，同时净化溶剂；

汽提塔4侧部出料口通过第十二管路12与炔烃水洗塔6下部连接，富炔溶剂由此采出进入炔烃水洗塔6，炔烃水洗塔6上部连接有第十八管路18，水洗水由此进入，对富炔溶剂进行洗涤以将炔烃和溶剂进行分离，炔烃水洗塔6顶部连接有第十五管路15，原料中的乙烯基乙炔等富炔组分由此采出，炔烃水洗塔6底部通过第十三管路13与汽提塔4侧部进料口连接，炔烃水洗塔塔底泵9和聚合物过滤器31位于第十三管路13上，第十三管路13构成溶剂回收管路；

汽提塔4底部和下部通过第十九管路19连接，第十九管路19构成贫溶剂回流管路，汽提塔塔底泵8位于第十九管路19上，汽提塔塔底泵8出口分别通过第二十管路20和第二十一管路21与一萃塔2上部和二萃塔3上部连接，贫溶剂由此通过并在系统内循环；

脱重塔7顶部与干燥器33底部通过第十七管路17连接，干燥器33顶部连接有第二十二管路22，1，3-丁二烯产品由此采出，脱重塔7底部连接有第十六管路16，原料中的顺-2-丁烯、碳五等重组分由此采出；

还包括溶剂再生系统，溶剂再生系统与第二十管路20构成循环，贫溶剂的部分或全部由第二十管路20中上游进入溶剂再生系统，返回后进入第二十管路20中下游，继续在系统内循环。

干燥器33的顶部设有1，3-丁二烯产品采出的第二十二管路22。

在具体的实施例中，还包括一萃B塔2B和二萃B塔3B，一萃塔2和一萃B塔2B构成上下塔，通过第五管路05和第六管路06连接，一萃B塔2B侧部出料口通过第二十三管路23与二萃B塔3B下部连接，二萃B塔3B底部通过第二十四管路24与一萃B塔2B侧部进料口连接。

例12万吨/年1，3-丁二烯抽提装置(以产品量计，原料中1，3-丁二烯含量～49wt％，丙炔含量～0.5wt％，乙烯基乙炔含量～1.5wt％，年操作时间8000小时)，采用NMP作萃取溶剂，可生产1，3-丁二烯产品纯度≥99.7％，水含量≤5ppm(满足GB/T 13291-208《工业用丁二烯》优级品要求)，收率≥99.5％，综合能耗≤260kg/t产品，与现有工艺相比，产品收率提高2％，综合能耗降低10％。

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NMP抽提裂解碳四中1，3-丁二烯的装置，其特征在于：括脱轻塔(1)、一萃塔(2)、二萃塔(3)、汽提塔(4)、冷却塔(5)、炔烃水洗塔(6)、脱重塔(7)；脱轻塔(1)的底部通过管路与一萃塔(2)连接，一萃塔(2)的底部与二萃塔(3)连接，二萃塔(3)通过管路与汽提塔(4)连接，汽提塔(4)通过管路与冷却塔(5)连接，冷却塔(5)通过管路与二萃塔(3)连接，二萃塔(3)的顶部通过管路与脱重塔(7)连接；汽提塔(4)与炔烃水洗塔(6)通过管路连接，脱轻塔(1)位于一萃塔(2)上游，脱重塔(7)位于二萃塔(3)下游。

2.根据权利要求1所述的一种NMP抽提裂解碳四中1，3-丁二烯的装置，其特征在于：所述脱轻塔(1)通过进料口连接有原料碳四采入的第一管路(01)；脱轻塔(1)顶部设有采出的第二管路(02)，脱轻塔(1)通过第三管路(03)与一萃塔(2)的中部连接。

3.根据权利要求1所述的一种NMP抽提裂解碳四中1，3-丁二烯的装置，其特征在于：所述一萃塔(2)的顶部设有采出的丁烷、丁烯的第四管路(04)；一萃塔(2)的底部通过第五管路(05)与二萃塔(3)上部连接，二萃塔(3)的上部通过第六管路(06)与一萃塔(2)的下部连接，二萃塔(3)的顶部通过第七管路(07)与脱重塔(7)连接，第七管路(07)上设有聚结脱水器(32)；

二萃塔(3)的底部通过第八管路(08)与汽提塔(4)的上部连接。

4.根据权利要求1所述的一种NMP抽提裂解碳四中1，3-丁二烯的装置，其特征在于：所述冷却塔(5)的顶部通过第九管路(09)与二萃塔(3)的下部连接，第九管路(09)上设有压缩机(34)；

冷却塔(5)的底部通过第十管路(10)与二萃塔(3)的下部连接；第十管路(10)上设有第十四管路(14)，第十四管路(14)与冷却塔(5)的上部连接。

5.根据权利要求1所述的一种NMP抽提裂解碳四中1，3-丁二烯的装置，其特征在于：所述汽提塔(4)的顶部通过第十一管路(11)与冷却塔(5)的下部连接；汽提塔(4)的中部通过第十二管路(12)与炔烃水洗塔(6)的下部连接，炔烃水洗塔(6)的底部通过第十三管路(13)与汽提塔(4)的中部连接，第十三管路(13)上依次设有聚合物过滤器(31)、炔烃水洗塔塔底泵(9)，炔烃水洗塔(6)顶部设有乙烯基乙炔采出的第十五管路(15)；

炔烃水洗塔(6)的上部的一侧设有第十八管路(18)。

6.根据权利要求1所述的一种NMP抽提裂解碳四中1，3-丁二烯的装置，其特征在于：所述脱重塔(7)的底部设有顺-2-丁烯、碳五采出的第十六管路(16)，脱重塔(7)的顶部通过第十七管路(17)连接有干燥器(33)，干燥器(33)位于脱重塔(7)下游。

7.根据权利要求1所述的一种NMP抽提裂解碳四中1，3-丁二烯的装置，其特征在于：所述汽提塔(4)的底部设有第十九管路(19)，第十九管路(19)上设有汽提塔塔底泵(8)，汽提塔塔底泵(8)出口分别通过第二十管路(20)和第二十一管路(21)与一萃塔(2)上部和二萃塔(3)上部连接。

8.根据权利要求7所述的一种NMP抽提裂解碳四中1，3-丁二烯的装置，其特征在于：所述第二十管路(20)上设有溶剂再生系统。

9.根据权利要求1所述的一种NMP抽提裂解碳四中1，3-丁二烯的装置，其特征在于：干燥器(33)的顶部设有1，3-丁二烯产品采出的第二十二管路(22)。