[发明专利]一种提高丁二烯收率和充分利用碳四烃的丁二烯生产系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及石油化工领域，进一步地说，是涉及一种提高丁二烯收率和充分利用碳四烃的丁二烯生产系统及方法。

背景技术

石油烃裂解制乙烯装置副产大量的混合碳四，裂解混合碳四中含有40-60wt％左右的1，3-丁二烯，0.5-2.0wt％的乙烯基乙炔(VA)和乙基乙炔(EA)，其余组分为丁烷、丁烯和少量的1，2-丁二烯、碳三和碳五。通常这部分1，3-丁二烯通过萃取精馏等方法从碳四中分离出来。

工业上通过二段溶剂萃取精馏和直接精馏的工艺对裂解混合碳四进行精制得到丁二烯产品，丁二烯收率通常为97-98.5％。分离出来的炔烃除含有20-40wt％的VA和EA外，还含有10-40wt％的1，3-丁二烯，这股物料就是所谓的高炔尾气，在工业生产中，出于安全因素的考虑，通常用碳四馏份稀释后做火炬处理，造成资源浪费和环境污染。

UOP和BASF公司共同开发了选择加氢和抽提联合技术，报道于Chemical Engineering，2001，108(2)：17中，将UOP公司的炔烃选择性加氢工艺(KLP工艺)和BASF公司的NMP法丁二烯抽提精馏工艺结合在一起。先将碳四馏分中的炔烃选择加氢，再进行一段抽提，取消了原来的第二段萃取精馏，简化了流程。

中国专利CN101172929B发明了一种采用前加氢技术的NMP法一段抽提技术，采用前加氢技术，在萃取精馏前脱除炔烃，解析塔塔顶物料可以冷凝成液相，从而可以用泵送至精制塔，不再使用压缩机，具有节省设备投资、降低能耗、简化操作、安全性高等特点。

中国专利CN101665399A发明了一种丁二烯生产新工艺，除了采用选择加氢与萃取抽提相结合的工艺流程外，在萃取塔顶采出处设置脱气塔，分离出加氢反应后的剩余氢气以及碳四以下轻组分。

上述三个技术均取消了第二段萃取精馏部分，所以需要在选择加氢过程中将炔烃脱除至15ppm以下，不可避免地造成了加氢过程中丁二烯的损失，丁二烯收率并没有得到提高。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种提高丁二烯收率和充分利用碳四烃的丁二烯生产系统及方法，可以减少在加氢过程中丁二烯的损失，提高丁二烯的收率。

本发明的目的之一是提供一种提高丁二烯收率和充分利用碳四烃的丁二烯生产系统。

所述系统包括气液分离装置和抽提装置，在气液分离装置前设置选择加氢反应器，在所述抽提装置后设置全加氢装置；

其中选择加氢反应器为固定床选择加氢反应器；

所述全加氢装置包括一个或多个串联的全加氢反应器；

所述的固定床选择加氢反应器和全加氢装置中的全加氢反应器为绝热式鼓泡床或滴流床反应器。

本发明的目的之二是提供一种丁二烯生产方法。

包括：裂解混合碳四进入选择加氢反应器，对混合碳四中的炔烃进行部分加氢后，进行气液分离，液相进入抽提装置经萃取精馏后得到丁二烯产品，抽提装置产生的高炔尾气经全加氢反应后得到碳四烷烃产品。

具体包括以下步骤：

(1)裂解混合碳四经换热后，与氢气混合后进入选择加氢反应器，在选择加氢催化剂的作用下，其中的部分乙烯基乙炔加氢生成1，3-丁二烯，乙基乙炔加氢生成丁烯；

(2)加氢后的碳四物流经换热后送入气液分离装置，分离出的液相物料进入抽提装置；

(3)液体物料经抽提后，得到1，3-丁二烯产品、碳四抽余液和高炔尾气；

(4)高炔尾气经稀释、增压、冷凝后送入全加氢装置；

(5)进入全加氢装置的上述物料与来自全加氢装置的碳四产品循环物料混合并升温后，与氢气一起进入一个或多个串联的全加氢反应器，在全加氢催化剂的作用下，进行全加氢反应，其中的不饱和烃转化为烷烃。

其中，

所述步骤(1)中，选择加氢反应器的压力为0.6-4.0Mpa，入口温度为30-80℃，液体体积空速为10-100h^-1；选择加氢反应器入口处氢气与碳四物料中炔烃的摩尔比为0.5-5.0，优选为0.5-1.5；

所述步骤(5)中，全加氢反应器的压力1.0-4.0MPa下进行操作，入口温度为20-80℃，液体体积空速为10-200h^-1；全加氢反应器入口处氢气与碳四物料中不饱和烃的摩尔比为0.2-4.0。

详细的工艺过程如下：