[发明专利]一种由异丁烷正构化制备正丁烷的系统装置

说明书

技术领域

本发明涉及化工机械技术领域，尤其涉及一种由异丁烷正构化制备正丁烷的系统装置。

背景技术

目前，正丁烷的生产方法一般以炼厂碳四馏分为原料，采用分离法获得正丁烷。正丁烷的生产工艺繁琐，反应时反应温度不稳定，不能得到高纯的正丁烷。

如中国专利文献（申请号201010508814.8）提出了一种采用精馏的方法提纯制备正丁烷的技术，左回流泵、左回流罐、左冷凝器、原料泵、脱丁烷塔、丁烷再沸器、中间回流泵、中间回流罐、中间冷凝器、左脱异丁烷塔、循环泵、右脱异丁烷塔、异丁烷再沸器、正丁烷塔、右冷凝器、右回流罐、右回流泵、正丁烷再沸器通过连接管线顺序连接一体而构成。

而目前，以碳四为原料的深度利用已取得较大进展，经过抽提、醚化、芳构化等处理后，碳四组分中的烯烃基本被完全利用，利用率较低，一般作为普通工民用燃料气使用，造成了碳四资源的浪费。

本发明提供一种可以循环使用原料，节约成本且节能的由异丁烷正构化制备正丁烷的系统装置。

发明内容

本发明要解决的技术问题是是针对现有技术中存在的不足，提供一种收益高、转化率高、原材料利用率大的正丁烷的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：以碳四烷烃为原料，包括以下步骤：

（1）将原料送入脱轻塔，除去轻组分后，送入丁烷塔进行分离得到异丁烷；

（2）将所述丁烷塔的塔顶分离出异丁烷送入正构化反应器，经催化反应后在正构化反应器的底部得到粗正丁烷和残料；

（3）将粗正丁烷送入脱重塔，除去粗正丁烷中的碳五重组分，在所述脱重塔的塔顶得到质量分数为97.5~99%的正丁烷产品。

本发明进一步的改进在于，该正丁烷的制备方法还包括以下步骤：

（4）将所述步骤（2）中的残料送入加氢反应器，进行加氢反应，使残料中的异丁烯、1-丁烯、2-丁烯、丙烯加氢，得到包含异丁烷、正丁烷、甲烷、乙烷、丙烷、氢气的加氢产物；

（5）将加氢产物冷凝分离，除去气相产品，所述气相产品为氢气、甲烷、乙烷和部分丙烷，得到由正丁烷、异丁烷、丙烷组成的正构化产物；

（6）将步骤（5）中得到的所述正构化产物送入所述脱轻塔，并依次按所述步骤（1）、（2）、（3）步骤处理，得到高纯度正丁烷产品。

作为本发明的优选方案，所述步骤（1）中所述原料为含有碳四烷烃的物料或含有不饱和碳四的物料。

本发明进一步的改进在于，所述步骤（1）中所述脱轻塔的塔顶采用低温冷凝方式，冷凝的温度为10~20 ℃，采用换热器或分凝分馏系统进行冷凝操作。在步骤（1）中碳四烷烃或正构化产物进入脱轻塔；脱轻塔底得到丙烷含量0.2~0.4%的碳四烷烃，碳四烷烃含量为92~98wt%；塔顶得到甲烷、乙烷、丙烷及少量异丁烷，异丁烷在塔顶出料中的含量通常≤18wt%；脱轻塔塔顶压力为0.8~1.2MPaA，塔顶温度为50~60 ℃，全塔压降为20~50kPa，塔底温度为70~85 ℃，塔顶回流比≥3.2；脱轻塔顶一般采用低温冷凝，以回收更多的异丁烷，冷凝温度为10~25℃，低温冷凝方式可以采用盐冷器直接冷凝。

本发明进一步的改进在于，所述步骤（1）中所述丁烷塔为双塔。丁烷塔可以采用单塔操作，在分离要求较高时，需要更多的理论塔板，可以将高塔改低，做成双塔，更有利于分离。丁烷塔顶的异丁烷可以送入正构化反应器，也可以作为产品采出。丁烷塔底再沸器的加热介质可以是低压蒸汽、热水、导热油或按工厂情况调度。

本发明进一步的改进在于，所述步骤（3）中在所述脱重塔的塔底得到碳五重组分的物料；其中正丁烷的质量分数为10~15%。脱重塔塔顶压力为0.4~0.8 MPa，塔顶温度为40~70 ℃，全塔压降为20~60kPa，塔底温度为80~105 ℃，塔顶回流比≥1。脱重塔底再沸器的加热介质可以是低压蒸汽、热水、导热油或按工厂情况调度。