[发明专利]一种低碳烯烃和烷烃烷基化产物的分离方法、低碳烯烃和烷烃烷基化反应分离方法及装置

说明书

一种低碳烯烃和烷烃烷基化产物的分离方法、低碳烯烃和烷烃烷基化反应分离方法及装置，来自烷基化反应单元的液相烷基化产物经可选的增压泵升压后引入第一换热器，与来自高压蒸馏塔的气相物料换热后，在第二换热器中进一步加热到100℃‑150℃进入高压分馏塔，在2.0MPa‑4.0MPa的条件下进行分馏，分离出的气相物料与待分离的液相烷基化产物换热，分离出的塔底液相物料进入低压分馏塔在0.2MPa‑1.0MPa的条件下分馏，低压分馏塔塔顶得到低碳烷烃，塔底的得到烷基化油产品。本发明提供的方法可提高热量利用效率，降低烷基化过程的分离操作能耗。

技术领域

本发明涉及一种混合物分离方法及分离装置，更具体地说，涉及一种低碳烯烃和烷烃烷基化反应产物分离方法及分离装置。

背景技术

烷基化油是一种清洁的高辛烷值汽油调和组分。在强酸的作用下，异构烷烃(主要是异丁烷)和烯烃(C₃～C₅烯烃)反应可以生成烷基化油。烷基化技术按催化剂形式可以分为液体酸烷基化和固体酸烷基化。烯烃与烷烃的烷基化反应非常复杂，其主反应是烯烃和烷烃的加成反应，但同时还有各种副反应发生，主要是烯烃的叠合以及大分子的裂化等。为了提高反应物异丁烷的浓度以及抑制烯烃的叠合等副反应的发生，在反应体系中需要保持较高的烷烯比。目前工业上应用的硫酸法烷基化工艺中，反应器进料的外部烷烯比大约7-10，内比则高达几百甚至上千；氢氟酸法也采用大量异丁烷循环，根据所选反应器形式不同，异丁烷与烯烃的外比约5-20；对于固体酸烷基化技术，所采用的外比和内比则更高，专利US5986158和专利US 7875754公开的固体酸烷基化方法中，要求采用的外比至少为5:1，优选16-32。由于采用了较高的外比，导致的结果是反应器出口物料中烷基化油所占的比例非常低，液体酸工艺主分馏塔入口烷基化油比例约为 10％-30％，固体酸则更低，通常小于10％。大量的异丁烷循环导致主分馏塔能耗极高，这也是造成烷基化工艺能耗较高的最主要原因。在现有技术中，液体酸法能耗约100kgEO/t烷基化油，固体酸法则更是高达200kgEO/t 烷基化油。所有能耗中至少80％以上是用在产物中烷基化油和循环异丁烷的分离过程，能量损耗主要是因为大量低碳烃类的冷凝低温热无法有效回收利用造成的。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种低碳烯烃和烷烃烷基化产物的分离方法和装置，能够提高热利用效率，显著降低烷基化产物分离过程的能耗。

一种烷基化产物的分离方法，来自烷基化反应单元的液相烷基化产物直接或经可选的增压泵升压后引入第一换热器，与来自高压蒸馏塔塔顶的气相物料换热后，进入第二换热器进一步加热到100℃-150℃后进入高压分馏塔，在2.0MPa-4.0MPa的条件下进行分馏，所述的高压分馏塔塔顶气相物料与待分离的液相烷基化产物换热，所述的高压分馏塔塔底液相物料进入低压分馏塔在0.2MPa-1.0MPa的条件下分馏，所述的低压分馏塔塔顶得到低碳烷烃，塔底得到烷基化油产品。其中，所述的高压分馏塔优选为闪蒸塔。

一种烷基化反应分离方法，(1)在烷基化反应单元中，烷基化原料与酸性催化剂接触进行烷基化反应，反应后物料作为烷基化反应产物排出烷基化反应单元；(2)来自烷基化反应单元的烷基化产物直接或经可选的增压泵后引入第一换热器，与来自高压分馏塔塔顶的气相物料换热后，进入第二换热器加热到100℃-150℃进入高压分馏塔，在2.0-4.0MPa的条件下进行分馏，所述的高压分馏塔塔顶气相物料与待分离的烷基化产物换热，塔底液相物料进入低压分馏塔在0.2MPa-1.0MPa的条件下分馏，低压分馏塔塔顶得到低碳烷烃，塔底液相物流为烷基化油产品。

一种烷基化产物分离装置，包括依次串联的增压泵、第一换热器、第二换热器、高压分馏塔和低压分馏塔，其中，所述的增压泵与待分离物料入口连通，增压泵出口连通第一换热器，第二换热器的出口连通所述的高压分馏塔的原料入口，所述的高压分馏塔的塔底物料出口连通所述的低压分馏塔的原料入口，所述的高压分馏塔的塔顶物料出口连通所述的第一换热器热流介质入口，所述第一换热器热流介质出口连通高压分馏塔塔顶回流入口。