[发明专利]一种裂解碳五分离装置溶剂的再生系统及再生方法

说明书

技术领域

本发明涉及碳五领域，更进一步说，涉及一种裂解碳五分离装置溶剂的再生系统及再生方法。

背景技术

在石油裂解制乙烯过程中副产相当多数量的碳五馏分，碳五馏分富含异戊二烯、间戊二烯和环戊二烯等双烯。这些双烯烃化学性质活泼，是重要的化工原料。由石油烃类裂解的原料、裂解深度及分离程度上的差异，碳五馏分中的双烯烃含量有所不同，但总量在40～60%中间。因此，分离利用碳五馏分对于提高乙烯装置的经济效益、综合利用石油资源具有深远的意义。

裂解碳五馏分由20多种沸点相近，彼此间易形成共沸物的组分组成，从中分离出纯度符合应用要求的双烯烃难度较高，工艺较为复杂，现有技术中普遍采用萃取精馏法。常用的选择性溶剂有二甲基甲酰胺（DMF）、乙腈和N-甲基吡咯烷酮，如专利JP63101338、JP74019245、US3510405、US3535260等所公开的工艺方法。其中DMF溶剂具有对碳五双烯烃的选择性好、溶解度大、与碳五易分离、腐蚀性低及毒性小等诸多优点。

为了制取高纯度的异戊二烯产品，现有技术中普遍采用两段萃取精馏方法，主要的萃取剂是二甲基甲酰胺（DMF）、乙腈等。如由北京化工研究院和北京石化工程公司（现为中国石化工程建设有限公司）共同开发的DMF法碳五分离流程中，首先利用原料预处理单元对碳五原料进行预处理，脱除大部分的碳五炔烃、碳四和部分碳五轻组分，接着进入二聚反应器，使大部分环戊二烯二聚成双环戊二烯，在预脱重塔脱除全部的碳六、双环以及部分间戊二烯和环戊二烯等重组分；预脱重塔顶物料进入一萃单元，采用DMF作为溶剂，在一萃系统脱除碳五馏分中的烷烃和单烯烃，得到化学级异戊二烯；在第二萃取单元脱除其中的炔烃和环戊二烯，炔烃主要是丁炔-2和异戊烯炔，最终得到聚合级异戊二烯产品；由预脱重和脱重塔釜物料进入间戊二烯和双环戊二烯单元通过精馏分离分别得到间戊二烯和双环戊二烯产品；由于一萃和二萃系统的溶剂是循环利用，且操作温度较高，不可避免的异戊二烯、间戊二烯的自聚物及两两共聚物生成，因此需要将一萃和二萃系统的循环溶剂连续采出一小股去溶剂再生系统。

中国专利CN1803764A公开了一种碳五萃取解析后DMF的再生方法，如图1所示，这也是目前工业化装置普遍采用的方法。其基本流程是待再生的溶剂首先在溶剂再生釜减压蒸去胶质等重组分，气相所形成的物流经冷却后进入DMF缓冲罐。缓冲罐内物料经DMF回收精制塔上料泵送入回收精制塔，回收精制塔为常压操作，通过共沸精馏，塔顶脱除水、碳五烃和碳五低聚物等烃类化合物，塔釜得到99%以上纯度的DMF溶剂，返回萃取单元作为补充溶剂。

上述溶剂再生系统主要存在问题是溶剂再生釜不断蒸出溶剂DMF和碳五烃类，循环溶剂中较重的胶质、黑渣子不断累积，待DMF很难蒸出时，再将循环溶剂进料切换到另一个再生釜内，由于再生釜内胶质较粘稠流动缓慢，所以传热效果较差，同时粘稠物料冷却后形成的固体粘附在再生釜的换热管内，使得再生釜需要频繁人工清理，现场恶臭气味很严重，一方面频繁的清理增加了工人的劳动强度，同时也影响再生釜的使用寿命，从而影响装置的经济效益，另一方面恶臭的聚合物容易污染环境，影响工人身体健康。

中国专利CN101397261A公开了一种裂解碳五萃取溶剂二甲基甲酰胺的再生方法，其主要步骤是将需再生的萃取溶剂二甲基甲酰胺进入溶剂再生釜，经减压蒸馏从再生釜顶部抽出气相物流，从下端抽出含杂质的液相物流；气相物流进入脱水塔，经过减压精馏从塔顶采出包含碳五烃和水的物流，从塔釜采出不含水的液体物流进入溶剂精制塔；溶剂精制塔内经过减压精馏塔顶采出以DMF为主的再生溶剂，塔釜采出含碳五二聚体的液体物流与来自再生釜的含杂质的液体物流合并进入溶剂回收塔，经过减压精馏，塔顶回收溶剂合并到脱水塔进料，塔釜物料送入残渣释放器间歇排出残渣。该流程可以解决溶剂水解和堵塞塔等问题，但是缺陷在于加热盘管在再生釜内，由于液相自流较缓慢，传热效果较差，同时随时间延长焦油极易累积在加热盘管内，需要定时清理，且需要增加两台塔和带搅拌器的残渣释放器，能耗和设备投资较高，操作成本增加，不是很经济的流程。