[发明专利]一种硫酸烷基化反应产物的节能分离工艺及装置

说明书

本发明公开了一种硫酸烷基化反应产物的节能分离工艺及装置，包括下隔板精馏塔、蒸汽压缩机、中间再沸器等。该分离工艺在热耦合与热泵组合工艺的基础上，采用塔顶剩余蒸汽作为隔板左侧中间再沸器的热源，进一步利用塔顶蒸汽的冷凝潜热。在得到同样的产品指标的情况下，相比热耦合与热泵组合工艺，进一步降低分离过程能耗，与现有工艺流程相比，可以极大降低整个分离过程的能耗与操作费用，具备良好的工业应用前景。

技术领域

本发明涉及石油化工领域，具体而言，涉及硫酸烷基化反应产物的节能分离工艺及装置。

背景技术

在石油炼制过程中，碳四烷基化是炼厂气加工的重要工艺过程，主要用于生产高辛烷值汽油调和组分。碳四烷基化装置是指在催化剂作用下，异丁烷和丁烯(或丙烯、丁烯、戊烯的混合物)发生反应，生成以异辛烷为主的烷基化油的工业设施。烷基化油具有辛烷值高、抗爆性好、蒸气压低、含硫低、不含烯烃和芳烃等特点，是理想的清洁汽油高辛烷值调和组分。

目前，国内烷基化油生产工艺多采用液体酸催化工艺，即以低碳烯烃(包括1-丁烯、2-丁烯、异丁烯等)和异丁烷为原料，在氢氟酸或浓硫酸催化下反应，脱酸后得到的烷基化产物中除了含有烷基化油产品外，还包括大量未反应的异丁烷和正丁烷，需对烷基化产物进行脱正丁烷和异丁烷处理，异丁烷作为反应原料循环使用，以增大反应体系的烷烯比，同时避免正丁烷在反应系统的累积。

硫酸烷基化是各种碳四烷基化技术中出现最早且至今仍在广泛使用的技术。硫酸烷基化技术使用的硫酸在安全性方面优于氢氟酸，且废酸问题得到了妥善解决，进入21世纪，随着中国汽油质量升级加快，对高辛烷值汽油调和组分的需求快速增长，因此近年来硫酸烷基化装置数量和加工能力得到快速发展。

硫酸烷基化装置主要包括五个单元：原料预处理单元、烷基化反应单元、压缩制冷单元、产品分馏单元以及化学处理单元。硫酸烷基化装置目前存在的主要问题之一是能耗较高，其中分馏部分能耗约占装置总能耗的50％-55％。

硫酸烷基化装置产品分馏单元是由两个常规精馏塔构成的直接序列串联流程，用以分离烷基化反应产物，分离流程如图1所示。从精馏塔T1塔顶首先得到循环用异丁烷，塔釜产品靠两塔压力差进入精馏塔T2，塔顶得到合格的正丁烷产品，塔底得到合格的烷基化油产品。两塔的塔釜温度均在100℃以上，其能耗主要来自两台塔重沸器所消耗的1.0MPa蒸汽，以20万吨/年的硫酸烷基化装置为例，两个分馏塔每小时消耗1.0MPa蒸汽24吨左右。

中国专利烷基化反应产物热耦合与热泵组合分离工艺及分离装置(申请号为：202110970436.3)采用热耦合技术与热泵精馏技术相结合，实现烷基化反应产物的分离。在得到与现有流程相同的分离指标的同时，可以极大降低整个分离过程的能耗，极大节省装置操作费用。专利中提到隔板塔顶部分蒸汽增压升温后作为提馏段Ⅱ侧再沸器热源，还有一部分直接冷凝，提馏段Ⅰ侧中间再沸器H3热源优选热媒水或凝结水等低温廉价热源。

经过进一步研究，还可以进一步降低整个分离过程的能耗。因此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种硫酸烷基化反应产物的节能分离工艺，旨在实现分离目标的同时，进一步降低分离能耗，节省操作费用。

一种硫酸烷基化反应产物的节能分离工艺，在热耦合与热泵组合工艺的基础上，利用塔顶部分或全部多余蒸汽作为精馏塔隔板右侧塔底再沸器和精馏塔隔板左侧中间再沸器的热源，提升塔顶蒸汽冷凝潜热的利用效率；