專利名稱：一種混合戊烷的分離工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及混合戊烷原料中分離混合戊烷的工藝方法。
背景技術(shù)：
戊烷產(chǎn)品用途廣泛，可作為可發(fā)性聚苯乙烯及聚氨酯泡沫體系的發(fā)泡劑，用于無氟冰箱、冰柜、冷庫及管線的保溫等領(lǐng)域；可作線性低密度聚乙烯催化劑的載溶劑，脫浙青的工業(yè)溶劑、分子篩脫蠟的萃取劑等；也可作為化工原料，如異戊烷脫氫制異戊烯、異戊二烯，戊烷混合物經(jīng)氯化、精餾、催化水解，可生產(chǎn)粗戊醇，經(jīng)多級(jí)分離蒸餾后得到1-戊醇，同時(shí)正戊烷氧化生產(chǎn)苯酐和順酐的研究也取得一定進(jìn)展。目前我國戊烷的年消費(fèi)量，用于EPS(發(fā)泡聚苯乙烯)戊烷發(fā)泡劑的消費(fèi)量約占總消費(fèi)量的45% ;聚氨酯的發(fā)泡劑消費(fèi)量約占總消費(fèi)量的50% ;線性低密度聚乙烯戊烷載溶劑消費(fèi)量約占總消費(fèi)量的5%。國內(nèi)目前分離混合戊烷的方法通常采用常規(guī)順序精餾的工藝，塔內(nèi)件采用浮閥塔盤或者波紋板規(guī)整填料，工藝過程能耗高，產(chǎn)品中的雜質(zhì)(烯烴、環(huán)戊烷等)含量不易控制，主要產(chǎn)品收率較低。中國專利CN200910069668.0提出了采用雙效精餾對(duì)混合戊烷同分異構(gòu)體進(jìn)行分離的工藝及方法，但其針對(duì)的原料、產(chǎn)品要求以及分離流程與本發(fā)明有明顯差別，并且能耗聞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種低能耗、產(chǎn)品回收率高的混合戊烷分離工藝。本發(fā)明的混合戊烷分離工藝及裝置主要包括脫輕塔、脫重塔及附屬配套系統(tǒng)，該方法的技術(shù)核心是正戊烷與沸點(diǎn)大于正戊烷的重組分分離采用低壓模式，異戊烷等沸點(diǎn)低于正戊烷的輕組分脫輕過程采用較高壓力的加壓操作模式。采用傳統(tǒng)的組分順序切割的方法耗能高，因正戊烷在加壓過程中與重組分的相對(duì)揮發(fā)度減少幅度較大，正戊烷與重組分分離采用加壓的差壓耦合過程節(jié)能效果不明顯，本發(fā)明采用差壓耦合技術(shù)，采用輕組分較高壓從脫輕塔頂分離采出，塔底正戊烷和重組分進(jìn)入脫重塔，正戊烷從脫重塔頂分離采出，脫重塔采用較低壓分離的差壓耦合精餾技術(shù)?？梢圆捎孟容p組分與正戊烷較高壓分離，后正戊烷與重組分較低壓分離的方法，如流程I ;或者先正戊烷與重組分較低壓分離，后輕組分與正戊烷較高壓分離的方法，如流程2.本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
流程I
一種混合戊烷的分離工藝，它包括以下步驟:
混合戊烷原料經(jīng)泵升壓后與 系統(tǒng)內(nèi)熱物料經(jīng)一系列換熱后接近泡點(diǎn)溫度進(jìn)入脫輕塔I進(jìn)行精餾，脫輕塔I的操作壓力為0.4 1.4MPa(a)，脫輕塔I的塔頂油氣分析切割到部分異戊烷、包括沸點(diǎn)低于其的輕組分進(jìn)入脫重塔底重沸器3進(jìn)行熱交換后，全部冷凝后進(jìn)入脫輕塔頂回流罐5，部分返回塔頂作為回流，部分作為輕組分產(chǎn)品(包括部分異戊烷)，進(jìn)一步冷卻后送出裝置，脫輕塔底設(shè)有脫輕塔底重沸器4提供脫輕塔I所需的熱量，熱源可采用蒸汽或?qū)嵊偷裙I(yè)常見的加熱介質(zhì)，脫輕塔I的塔底的產(chǎn)品進(jìn)入脫重塔2，脫重塔2的操作壓力為0.15 0.45MPa(a)，脫重塔2塔頂油氣(部分異戊烷和正戊烷組分)經(jīng)脫重塔頂冷凝器7全凝后進(jìn)入脫重塔頂回流罐8，部分返回塔頂作為回流，部分作為混合戊烷產(chǎn)品或正戊烷，經(jīng)冷卻后送出裝置，脫重塔2塔底設(shè)有提供脫重塔2所需熱量的脫重塔底重沸器3，熱源采用脫輕塔頂?shù)挠蜌猓桩a(chǎn)品為重組分。流程2:
一種混合戊烷的分離工藝，它包括以下步驟:
混合戊烷原料經(jīng)泵升壓后與系統(tǒng)內(nèi)熱物料經(jīng)一系列換熱后接近泡點(diǎn)溫度進(jìn)入脫重塔2進(jìn)行精餾，脫重塔2的操作壓力為0.15 0.45MPa(a)，脫重塔底設(shè)有提供脫重塔2所需熱量的脫重塔底重沸器3，熱源采用脫輕塔頂?shù)挠蜌?，脫重塔底油?jīng)原料/脫重塔底油換熱器10出裝置，脫重塔2塔頂油氣經(jīng)脫重塔頂冷凝器7冷凝后進(jìn)入脫重塔頂回流罐8，部分返塔頂作為回流，部分經(jīng)脫輕塔頂換熱器11和塔底換熱器6換熱后進(jìn)入脫輕塔I，進(jìn)行精餾，脫輕塔I的操作壓力為0.4 1.4MPa(a)，脫輕塔I塔頂油氣根據(jù)沸程切割后，進(jìn)入脫重塔底重沸器3全部冷凝后進(jìn)入脫輕塔頂回流罐5，部分返回塔頂作為回流，部分作為輕組分產(chǎn)品(包括部分異戊烷)，經(jīng)冷卻后送出裝置，脫輕塔底設(shè)有脫輕塔底重沸器4提供脫輕塔I所需的熱量，熱源可采用蒸汽或?qū)嵊偷裙I(yè)常見的加熱介質(zhì)，脫輕塔底或塔底側(cè)線的產(chǎn)品作為正戊烷或混合戊烷產(chǎn)品。本發(fā)明的脫輕塔操作條件為:塔頂操作壓力0.4 1.4MPa(a)，塔頂溫度75 165°C，回流比5 20，理論板數(shù)70 150塊；脫重塔操作條件為:塔頂操作壓力0.15
0.45MPa(a)，塔頂溫度33 89°C，回流比3 20，理論板數(shù)50 120塊。本發(fā)明中的脫輕塔和脫重塔均裝填高效低壓降分離規(guī)整填料UT-SW和高彈性分布器。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)為:1.通過對(duì)脫輕塔加壓操作，提高了脫輕塔頂?shù)挠蜌鉁囟?，使之能夠作為脫重塔的熱源?.同時(shí)采用低壓降、高效塔內(nèi)件，使兩塔耦合成為可能。3.原料與系統(tǒng)內(nèi)熱物料的充分換熱，回收了系統(tǒng)絕大部分的余熱。4.整個(gè)過程的能耗與常規(guī)兩塔順序分離流程相比降低30 50%。5.異戊烷、正戊烷、混合戊烷產(chǎn)品中戊烷含量可以大于99%，可依據(jù)客戶要求根據(jù)原料組成通過調(diào)整兩塔塔頂采出比、配合調(diào)節(jié)兩塔操作壓力、回流比來調(diào)整產(chǎn)品中異戊烷和正戊烷的比例；分離高純度異戊烷可以切換到上述流程I的順序差壓耦合，操作靈活。6.混合戊烷回收率大于90%。



圖1為本發(fā)明方法的流程I的示意 圖2為本發(fā)明方法的流程2的示意圖。其中:1為脫輕塔；2為脫重塔；3為脫重塔底重沸器；4為脫輕塔底重沸器；5為脫輕塔頂回流罐；6為脫輕塔底換熱器；7為脫重塔頂冷凝器；8為脫重塔頂回流罐；9為脫重塔底重沸器；10為脫重塔底換熱器；11為脫輕塔頂冷凝器。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1
采用流程I (圖1)戊烷分離流程:利用混合戊烷原料生產(chǎn)戊烷發(fā)泡劑，主要產(chǎn)品為異戊烷:正戊烷=(30±3):(70±3)的發(fā)泡劑混合戊烷，采用差壓耦合精餾流程，裝置外供熱源由系統(tǒng)提供的210 220°C的導(dǎo)熱油，原料經(jīng)與脫重塔底換熱器[10]、脫輕塔底換熱器與熱物料換熱至90 100°C后進(jìn)入脫輕塔[I]，脫輕塔頂油氣經(jīng)脫重塔底重沸器[3]全凝后進(jìn)入脫輕塔回流罐[5]，部分作為塔頂回流返回塔頂，部分作為輕組分產(chǎn)品經(jīng)冷卻后送出裝置，脫輕塔操作壓力1.1 1.3MPa (a)，塔頂油氣溫度110 120°C，經(jīng)重沸器后溫度94 98°C，塔頂產(chǎn)品出裝置38 44°C，脫輕塔底重沸器[4]采用系統(tǒng)導(dǎo)熱油加熱。脫輕塔底產(chǎn)品進(jìn)入脫重塔[2]，塔頂油氣經(jīng)脫重塔頂冷凝器[7]冷凝后進(jìn)入脫重塔頂回流罐[8]，部分作為塔頂回流返回塔頂，部分作為混合戊烷產(chǎn)品經(jīng)冷卻后送出裝置，脫重塔操作壓力
0.15 0.35 MPa (a)，塔頂溫度51 56°C，混合戊烷產(chǎn)品溫度38 44°C。實(shí)施例2
采用流程2 (圖2)戊烷分離流程:利用混合戊烷原料生產(chǎn)高純度異戊烷，主要產(chǎn)品為異戊烷> 96 %，采用常規(guī)順序差壓耦合精餾流程，裝置外供熱源由系統(tǒng)提供的170 185°C的蒸汽，原料經(jīng)與脫重塔底換熱器[10]與熱物料換熱至50 60°C后進(jìn)入脫重塔[2]，脫重塔頂油氣經(jīng)脫重塔頂冷凝器[7]冷凝后進(jìn)入脫重塔頂回流罐[8]，部分作為塔頂回流返回塔頂，部分作為輕組分產(chǎn)品經(jīng)冷卻后送出裝置，脫重塔底油經(jīng)與脫輕塔頂、底換熱器[11]、換熱至90 105°C后進(jìn)入脫輕塔[I]；脫輕塔頂油氣經(jīng)脫重塔底重沸器[3]換熱全凝后進(jìn)入脫輕塔頂回流罐[5]，部分作為塔頂回流返回塔頂，部分經(jīng)冷卻后作為異戊烷產(chǎn)品送出裝置，脫輕塔操作壓力1.0 1.4MPa (a)，塔頂油氣溫度100 115°C，塔頂產(chǎn)品出裝置38 44°C，脫輕塔底產(chǎn)品經(jīng)脫輕塔底換熱器[2]換熱并進(jìn)一步冷卻至35-45°C出裝置。脫輕塔底重沸器[4]、脫重塔底重沸器[9]采用系統(tǒng)蒸汽加熱，脫重塔操作壓力0.33 45MPa
(a)，塔頂溫度45 51°C，異戊烷產(chǎn)品溫度25 35°C。實(shí)施例3
采用流程2 (圖2)戊烷分離流程:利用混合戊烷原料生產(chǎn)高純度正戊烷，主要產(chǎn)品為正戊烷> 96 %，采用差壓耦合精餾流程，裝置外供熱源由系統(tǒng)提供的210 220°C的導(dǎo)熱油，原料經(jīng)與脫重塔底換熱器[10]與熱物料換熱至70 80°C后進(jìn)入脫重塔[2]，脫重塔底設(shè)有提供精餾所需熱量的脫重塔底重沸器[3]，熱源采用脫輕塔頂?shù)挠蜌?，脫重塔操作壓?br> 0.15 0.35 MPa (a)，塔頂溫度48 53°C，脫重塔底油經(jīng)脫重塔底換熱器[10]并冷卻至38 44°C出裝置，脫重塔頂油氣經(jīng)脫重塔頂冷凝器[7]冷凝后進(jìn)入脫重塔頂回流罐[8]，部分返塔頂作為回流，部分經(jīng)與脫輕塔頂、底換熱器[11]、[6]換熱至90 105°C后進(jìn)入脫輕塔[I]，脫輕塔頂油氣進(jìn)入脫重塔頂重沸器[3]全部冷凝后進(jìn)入脫輕塔頂回流罐[5]，部分返回塔頂作為回流，部分作為輕組分產(chǎn)品經(jīng)脫輕塔頂換熱器[11]并冷卻至38 44°C后送出裝置，脫輕塔操作壓力1.1 1.4MPa (a)，塔頂油氣溫度110 120°C，經(jīng)重沸器后溫度96 100°C，塔頂產(chǎn)品出裝 置38 44°C，塔底正戊烷產(chǎn)品經(jīng)換熱冷卻到38 44°C出裝置，脫輕塔底重沸器 [4]采用系統(tǒng)導(dǎo)熱油加熱。
權(quán)利要求
1.一種混合戊烷的分離工藝，其特征是它包括以下步驟: 混合戊烷原料經(jīng)泵升壓后與系統(tǒng)內(nèi)熱物料經(jīng)一系列換熱后接近泡點(diǎn)溫度進(jìn)入脫輕塔(1)進(jìn)行精餾，脫輕塔(I)的操作壓力為0.4 1.4MPa(a)，脫輕塔I的塔頂油氣分析切割到部分異戊烷和包括沸點(diǎn)低于其的輕組分進(jìn)入脫重塔底重沸器(3)進(jìn)行熱交換后，全部冷凝后進(jìn)入脫輕塔頂回流罐(5)，部分返回塔頂作為回流，部分作為輕組分產(chǎn)品，包括部分異戊烷，進(jìn)一步冷卻后送出裝置，脫輕塔底設(shè)有脫輕塔底重沸器(4)提供脫輕塔(I)所需的熱量，熱源可采用蒸汽或?qū)嵊偷裙I(yè)常見的加熱介質(zhì)，脫輕塔(I)的塔底的產(chǎn)品進(jìn)入脫重塔(2),脫重塔(2)的操作壓力為0.15 0.45MPa(a)，脫重塔(2)塔頂油氣的部分異戊烷和正戊烷組分經(jīng)脫重塔頂冷凝器(7)全凝后進(jìn)入脫重塔頂回流罐(8)，部分返回塔頂作為回流，部分作為混合戊烷產(chǎn)品或正戊烷，經(jīng)冷卻后送出裝置，脫重塔(2)塔底設(shè)有提供脫重塔(2)所需熱量的脫重塔底重沸器(3)，熱源采用脫輕塔頂?shù)挠蜌?，塔底產(chǎn)品為重組分。
2.一種混合戊烷的分離工藝，其特征是它包括以下步驟: 混合戊烷原料經(jīng)泵升壓后與系統(tǒng)內(nèi)熱物料經(jīng)一系列換熱后接近泡點(diǎn)溫度進(jìn)入脫重塔(2)進(jìn)行精餾，脫重塔(2)的操作壓力為0.15 0.45MPa(a)，脫重塔底設(shè)有提供脫重塔(2)所需熱量的脫重塔底重沸器(3)，熱源采用脫輕塔頂?shù)挠蜌?，脫重塔底油?jīng)原料/脫重塔底油換熱器(10)出裝置，脫重塔(2)塔頂油氣經(jīng)脫重塔頂冷凝器(7)冷凝后進(jìn)入脫重塔頂回流罐(8)，部分返塔頂作為回流，部分經(jīng)脫輕塔頂換熱器(11)和塔底換熱器(6)換熱后進(jìn)入脫輕塔(I )，進(jìn)行精餾，脫輕塔(I)的操作壓力為0.4 1.4MPa (a)，脫輕塔(I)塔頂油氣進(jìn)入脫重塔底重沸器(3)全部冷凝后進(jìn)入脫輕塔頂回流罐(5)，部分返回塔頂做為回流，部分作為輕組分產(chǎn)品，包括部分異戊烷，經(jīng)冷卻后送出裝置，脫輕塔底設(shè)有脫輕塔底重沸器(4)提供脫輕塔(I)所需的熱量，熱源可采用蒸汽或?qū)嵊偷裙I(yè)常見的加熱介質(zhì)，脫輕塔底或塔底側(cè)線的產(chǎn)品作為戊烷或混合戊烷產(chǎn)品。`
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的分離工藝，其特征是:所述的脫輕塔(I)的塔頂溫度75 165°C，回流比5 20，理論板數(shù)70 150塊；所述的脫重塔(2)的塔頂溫度33 89°C，回流比3 20，理論板數(shù)50 120塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的分離工藝，其特征是:所述的脫輕塔和脫重塔均裝填高效低壓降分離規(guī)整填料UT-SW和高彈性分布器。
全文摘要
本發(fā)明是一種混合戊烷的分離工藝，它采用輕組分與正戊烷較高壓分離、正戊烷與重組分較低壓分離的差壓耦合精餾技術(shù)?？梢圆捎孟容p組分與正戊烷較高壓分離，后正戊烷與重組分較低壓分離；或者先輕組分和正戊烷與重組分較低壓分離，后輕組分與正戊烷較高壓分離。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)為通過對(duì)脫輕塔加壓操作，提高了脫輕塔頂?shù)挠蜌鉁囟龋怪軌蜃鳛槊撝厮臒嵩?；同時(shí)采用低壓降、高效塔內(nèi)件，使兩塔耦合成為可能；原料與系統(tǒng)內(nèi)熱物料的充分換熱，回收了系統(tǒng)絕大部分的余熱；整個(gè)過程的能耗與常規(guī)兩塔順序分離流程相比降低30～50%。
文檔編號(hào)C07C9/18GK103073376SQ20131005603
公開日2013年5月1日 申請(qǐng)日期2013年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月22日
發(fā)明者王文豐, 朱懷工, 陸林瑋, 丁正興, 余德忠, 郭建光, 林芝東 申請(qǐng)人:南京煉油廠有限責(zé)任公司