乙腈法異戊二烯抽提循環(huán)溶劑精制系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了乙腈法異戊二烯抽提循環(huán)溶劑精制系統(tǒng)及方法，來自乙腈法碳五分離裝置中溶劑解析塔的循環(huán)ACN和碳五抽余油在聚合物萃取塔中將大部分二聚物和多聚物，使二聚物和多聚物進(jìn)入到油相（抽余油），脫除絕大部分二聚物和多聚物；然后在引入夾帶劑的情況下，脫除循環(huán)乙腈中的水，夾帶劑循環(huán)使用，最終在減壓溶劑精制塔的塔頂?shù)玫郊兌葹?9%的乙腈。本發(fā)明可應(yīng)用于乙腈法抽提異戊二烯流程中，尤其適合循環(huán)溶劑中水、二聚物和多聚物含量超標(biāo)時(shí)異戊二烯抽提流程中，得到的乙腈純度高，可保持循環(huán)乙腈具有良好的萃取性和選擇性。
【專利說明】乙腈法異戊二烯抽提循環(huán)溶劑精制系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種循環(huán)溶劑精制的方法，特別涉及一種乙腈法異戊二烯抽提循環(huán)溶劑精制系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來國內(nèi)乙烯工業(yè)得到了快速發(fā)展，2009年產(chǎn)量已達(dá)到1179萬噸，副產(chǎn)碳五資源總量在170萬噸左右。預(yù)計(jì)2010年中國國內(nèi)乙烯產(chǎn)能已達(dá)到1480萬噸以上，2015年產(chǎn)能將繼續(xù)擴(kuò)至2000萬噸，屆時(shí)可利用的碳五資源在300萬噸以上。而我國碳五資源一直沒有得到很好的利用，只有少部分用于生產(chǎn)普通碳五石油樹脂，或進(jìn)行簡單分離生產(chǎn)雙環(huán)戊二烯(DCPD)，大部分作為燃料燒掉，造成極大浪費(fèi)。
[0003]碳五組份通過普通精餾的方法分離比較困難，可根據(jù)碳五組份在乙腈和水的混合溶劑中相對(duì)揮發(fā)度不同，利用普通精餾、萃取精餾、解析、水洗等工序得到聚合級(jí)異戊二烯，同時(shí)副產(chǎn)雙環(huán)戊二烯和間戊二烯。碳五中含有的二烯烴和炔烴性質(zhì)比較活潑，在萃取精餾過程中由于較高的操作溫度致使雙烯烴發(fā)生自聚和共聚，甚至多聚，使得溶劑乙腈(ACN)中二聚物、多聚物和水含量增加，嚴(yán)重影響溶劑的選擇性和萃取性。為更好保持溶劑良好的選擇性，需對(duì)解析后的ACN進(jìn)行再生和精制。
[0004]現(xiàn)有的碳五萃取溶劑ACN再生工序包括二聚物水洗塔、溶劑回收塔和溶劑精制塔。第一步，將一部分ACN送入二聚物水洗塔，將一部分二聚物脫除；第二步，水洗塔塔釜的含乙腈水送入溶劑回收塔，塔頂?shù)玫?0%左右的乙腈，返回到溶劑系統(tǒng)；第三步，將溶劑系統(tǒng)的乙腈抽出一部分，送入溶劑精制塔，進(jìn)一步脫除溶劑中二聚物和多聚物。由于存在水與雙環(huán)戊二烯形成共沸物、二聚物水洗塔分層效果差、溶劑回收塔頂水含量較高、溶劑精制塔頂乙腈濃度低和塔釜乙腈損失嚴(yán)重等問題，使系統(tǒng)乙腈中水、二聚物和多聚物含量逐漸累積增高，最終導(dǎo)致溶劑ACN被污染，選擇性變差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明為了解決現(xiàn)有的ACN在裝置運(yùn)行過程中解析不干凈，被污染，選擇性變差等問題，為了彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種乙腈法異戊二烯抽提循環(huán)溶劑精制的方法。
[0006]本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0007]乙腈法異戊二烯抽提循環(huán)溶劑精制系統(tǒng)，萃取塔I上設(shè)置待精制循環(huán)乙腈的進(jìn)料口，下部設(shè)置碳五抽余油的進(jìn)料口 9，頂部設(shè)置萃取相出料口，萃取塔釜物流出料口 9連接到閃蒸罐2中部設(shè)置進(jìn)料口 ；閃蒸罐底部出料口 10連接減壓精餾塔3中部進(jìn)料口 ；減壓精餾塔頂部物流出料口 11連接夾帶劑精餾塔4中部進(jìn)料口 ；夾帶劑精餾塔頂部物流出料口13連接夾帶劑回收塔5中部進(jìn)料口，夾帶劑精餾塔底部物流出料口 14連接減壓溶劑精制塔6中部進(jìn)料口 ；夾帶劑回收塔頂部物流出料口 15與夾帶劑精餾塔的進(jìn)料管線連接；減壓溶劑精制塔頂部設(shè)置精制后的乙腈17出料口，底部設(shè)置雙環(huán)戊二烯18出料口。
[0008]本發(fā)明的操作流程如下:[0009]來自乙腈法碳五分離裝置中溶劑解析塔的循環(huán)ACN和碳五抽余油在聚合物萃取塔I中將大部分二聚物和多聚物，使二聚物和多聚物進(jìn)入到油相(抽余油)，脫除絕大部分二聚物和多聚物；然后在引入夾帶劑的情況下，脫除循環(huán)乙腈中的水，夾帶劑循環(huán)使用，最終在減壓溶劑精制塔6的塔頂?shù)玫郊兌葹?9%的乙腈。
[0010]具體步驟如下:
[0011]1、聚合物萃取塔
[0012]將來自碳五分離分離裝置中溶劑解析塔的循環(huán)ACN進(jìn)入萃取塔上部，第一萃取精餾塔頂一部分碳五抽余油進(jìn)入萃取塔下部，將二聚物和多聚物萃取到抽余油中，即油相。達(dá)到脫除絕大部分二聚物和多聚物的目的。塔頂?shù)玫胶卸畚锖投嗑畚锏某橛嘤停玫胶猩倭刻嘉?、脫除絕大部分二聚物和多聚物的循環(huán)乙腈。 [0013]2、閃蒸罐
[0014]將萃取塔釜得到含有少量碳五、脫除絕大部分二聚物和多聚物的循環(huán)乙腈，在一定的溫度和壓力下，閃蒸，脫除溶劑中的碳五輕組分。
[0015]3、減壓精餾塔
[0016]將脫除絕大部分二聚物和多聚物的循環(huán)乙腈進(jìn)入減壓精餾塔后，塔頂?shù)玫紸CN、H2O和DCPD的混合物，塔釜得到被脫除的多聚物12，最終達(dá)到脫除二聚物和多聚物的目的。
[0017]4、夾帶劑精餾塔
[0018]弓丨入夾帶劑，分離ACN、H20和DCPD混合物，將減壓精餾頂?shù)玫降腁CN、H2O和DCPD混合物，送入夾帶劑精餾塔，在引入夾帶劑的情況下，塔頂?shù)玫紿2O和夾帶劑的混合物，塔釜得到ACN和DCPD的混合物。
[0019]5、夾帶劑回收塔
[0020]將第四步工序得到H2O和夾帶劑的混合物通過精餾的方法，回收其中的夾帶劑，使其循環(huán)使用，塔釜得到被脫除的水16。
[0021]6、減壓溶劑精制塔
[0022]將第四步工序塔釜得到的ACN和DCPD，進(jìn)一步減壓分離，塔頂?shù)玫劫|(zhì)量分?jǐn)?shù)為99%以上的乙腈，塔釜得到DCPD。
[0023]本發(fā)明中所述的溶劑解析塔是指乙腈法異戊二烯抽提工藝中，萃取精餾塔后的溶劑解析塔，該塔作用為將碳五組份與溶劑(乙腈和水)分離，使溶劑循環(huán)利用。解析塔釜的循環(huán)乙腈包括異戊二烯、環(huán)戊烯、環(huán)戊二烯、間戊二烯等碳五組份，ACN、H20、雙環(huán)戊二烯、月桂烯、各雙烯烴間的聚合物與共聚物、雙烯烴間的高聚物等。
[0024]本發(fā)明中所述的聚合物萃取塔、減壓精餾塔、夾帶劑精餾塔、減壓溶劑精制塔和夾帶劑回收塔的理論板數(shù)和回流比沒有特別的規(guī)定，需根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況條件確定。
[0025]聚合物萃取塔的操作壓力為250~550KPa (絕)，操作溫度為50~110°C，溶劑乙腈和碳五抽余油組分質(zhì)量比為1.2~6.3。
[0026]減壓精餾塔的操作壓力為70~98KPa (絕)，操作溫度為70~110°C。
[0027]夾帶劑精餾塔的操作壓力為100~120KPa (絕)，操作溫度為60~110°C。
[0028]減壓溶劑精制塔的操作壓力為80~99KPa (絕)，操作溫度為70~98°C。
[0029]夾帶劑回收塔的操作壓力為100~130KPa (絕)，操作溫度為95~120°C，回流比為 1.5 ~3.2。[0030]本發(fā)明的一種循環(huán)溶劑精制的方法可應(yīng)用于乙腈法抽提異戊二烯流程中，尤其適合循環(huán)溶劑中水、二聚物和多聚物含量超標(biāo)時(shí)異戊二烯抽提流程中。循環(huán)溶劑中的雜質(zhì)含量高直接導(dǎo)致第一萃取精餾塔中2-甲基-2-丁烯達(dá)不到脫除要求；循環(huán)溶劑中的雙環(huán)戊二烯含量過高會(huì)導(dǎo)致一部分其分解使第二萃取精餾塔塔頂環(huán)戊二烯含量超標(biāo)，使最終異戊二烯產(chǎn)品中雜質(zhì)含量超標(biāo)。
[0031]本發(fā)明提出的一種乙腈法異戊二烯抽提中循環(huán)溶劑精制的方法具有以下特點(diǎn):
[0032]1、利用萃取將循環(huán)乙腈中絕大部分二聚物和多聚物脫除，避免了因共沸引起一系列問題。
[0033]2、采用減壓精餾，保證精餾塔具有較低的操作溫度，使塔釜僅少量聚合物分解，以保證最終精制乙腈的純度。
[0034]3、引入夾帶劑，破壞H2O-乙腈、H2O-雙環(huán)戊二烯間共沸，使乙腈完全回收。
[0035]4、循環(huán)乙腈經(jīng)過本發(fā)明的工序后，從塔頂采出，乙腈中水、二聚物和多聚物等雜質(zhì)脫除徹底，得到的乙腈純度高，可保持循環(huán)乙腈具有良好的萃取性和選擇性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0036]圖1為本發(fā)明乙腈法抽提異戊二烯流程中循環(huán)乙腈精制方法的流程示意圖。
[0037]符號(hào)說明:
[0038]I萃取塔；2閃蒸罐；3減壓精餾塔；4夾帶劑精餾塔；5夾帶劑回收塔；6減壓溶劑精制塔；7待精制循環(huán)乙腈；8碳五抽余油；9萃取塔釜物流出料口 ；10脫除抽余油的乙腈；11減壓精餾塔頂部物流出料口 ；12被脫除的多聚物；13夾帶劑精餾塔4頂部物流出料口 ；14夾帶劑精餾塔4底部物流出料口 ；15回收塔5頂部物流出料口 ；16被脫除的水；17精制后的乙腈；18雙環(huán)戊二烯。
【具體實(shí)施方式】
[0039]下面參考圖1進(jìn)一步解釋本發(fā)明如何精制循環(huán)乙腈。設(shè)備連接為:萃取塔I上設(shè)置待精制循環(huán)乙腈的進(jìn)料口，下部設(shè)置碳五抽余油的進(jìn)料口 9，頂部設(shè)置萃取相出料口，萃取塔釜物流出料口 9連接到閃蒸罐2中部設(shè)置進(jìn)料口 ；閃蒸罐底部出料口 10連接減壓精餾塔3中部進(jìn)料口 ；減壓精餾塔頂部物流出料口 11連接夾帶劑精餾塔4中部進(jìn)料口 ；夾帶劑精餾塔頂部物流出料口 13連接夾帶劑回收塔5中部進(jìn)料口，夾帶劑精餾塔底部物流出料口14連接減壓溶劑精制塔6中部進(jìn)料口 ；夾帶劑回收塔頂部物流出料口 15與夾帶劑精餾塔的進(jìn)料管線連接；減壓溶劑精制塔頂部設(shè)置精制后的乙腈17出料口，底部設(shè)置雙環(huán)戊二烯18出料口。
[0040]實(shí)施例1
[0041]來自溶劑解析塔塔釜的循環(huán)乙腈(其組成為碳五0.75%、乙腈89.04%、水2.41%、二聚物1.66%和聚物6.41%)由上部進(jìn)入聚合物萃取塔，來自第一萃取精餾的碳五抽余油由下部進(jìn)入聚合物萃取塔，兩股物流進(jìn)行傳質(zhì)，使絕大部分二聚物和高聚物進(jìn)入到抽余油中，循環(huán)乙腈與碳五抽余油質(zhì)量比為1:2.78，萃取塔溫度為65°C，操作壓力419KPa (絕)。
[0042]聚合物萃取塔塔釜物流進(jìn)入閃蒸罐，脫除循環(huán)乙腈中的碳五，壓力130KPa (表)，溫度 65。。。[0043]閃蒸罐下部的物料進(jìn)入減壓精餾塔中下部，減壓保持較低的操作溫度，脫除剩余的多聚物，塔釜得到多聚物物流，塔頂?shù)玫揭译?、水和雙環(huán)戊二烯，該塔塔頂壓力為78KPa(絕)，塔頂溫度74°C，回流比為1.5。
[0044]減壓精餾塔塔頂采出的乙腈、水和雙環(huán)戊二烯物流進(jìn)入夾帶劑精餾塔中部，夾帶劑甲醛也加入到此物流中，塔頂?shù)玫剿图兹┑幕旌衔?，塔釜得到乙腈和雙環(huán)戊二烯的混合物物流，該塔塔頂壓力為115KPa (絕)，塔頂溫度為89°C，回流比為2.4。
[0045]夾帶劑精餾塔塔釜得到的乙腈和雙環(huán)戊二烯混合物物流進(jìn)入減壓溶劑精餾塔中部，塔釜得到雙環(huán)戊二烯物流，塔頂?shù)玫骄坪蟮囊译?，純度可達(dá)到99%以上，返回萃取精餾系統(tǒng)，該塔塔頂壓力為82KPa (絕)，塔頂溫度為75°C，回流比為2.1。
[0046]夾帶劑精餾塔塔頂?shù)玫降乃图兹┗旌衔镞M(jìn)入夾帶劑回收塔中部，塔頂?shù)玫綂A帶劑物流返回夾帶劑精餾塔循環(huán)使用，塔釜得到H2O物流，該塔塔頂壓力為105KPa (絕)，塔釜溫度為106°C，回流比為3.2。
[0047]實(shí)施例2
[0048]來自溶劑解析塔塔釜的循環(huán)乙腈(其組成為碳五0.32%、乙腈91.27%、水3.07%、二聚物4.11%和聚物1.23%)由上部進(jìn)入聚合物萃取塔，來自第一萃取精餾的碳五抽余油由下部進(jìn)入聚合物萃取塔，兩股物流進(jìn)行傳質(zhì)，使絕大部分二聚物和高聚物進(jìn)入到抽余油中，循環(huán)乙腈與碳五抽余油質(zhì)量比為1:4，萃取塔溫度為50°C，操作壓力260KPa (絕)。
[0049]聚合物萃取塔塔釜物流進(jìn)入閃蒸罐，脫除循環(huán)乙腈中的碳五，壓力230KPa (絕)，溫度 67.5 °C
[0050]閃蒸罐下部的物料進(jìn)入減壓精餾塔中下部，減壓使減壓精餾塔保持較低的操作溫度，脫除剩余的多聚物，塔釜得到多聚物物流，塔頂?shù)玫揭译?、水和雙環(huán)戊二烯，該塔塔頂壓力為70KPa (絕)，塔頂溫度70°C，回流比為2.6。
[0051]減壓精餾塔塔頂采出的乙腈、水和雙環(huán)戊二烯物流進(jìn)入夾帶劑精餾塔中部，夾帶劑甲醛也加入到此物流中，塔頂?shù)玫剿图兹┑幕旌衔铮玫揭译婧碗p環(huán)戊二烯的混合物物流，該塔塔頂壓力為IOOKPa (絕)，塔頂溫度為67.6°C，回流比為3.9。
[0052]夾帶劑精餾塔塔釜得到的乙腈和雙環(huán)戊二烯混合物物流進(jìn)入減壓溶劑精餾塔中部，塔釜得到雙環(huán)戊二烯物流，塔頂?shù)玫骄坪蟮囊译妫兌瓤蛇_(dá)到99.28%，該塔塔頂壓力為80KPa (絕)，塔頂溫度為70°C，回流比為1.96。
[0053]夾帶劑精餾塔塔頂?shù)玫降乃图兹┗旌衔镞M(jìn)入夾帶劑回收塔中部，塔頂?shù)玫綂A帶劑物流返回夾帶劑精餾塔循環(huán)使用，塔釜得到H2O物流，該塔塔頂壓力為IOOKPa (絕)，塔釜溫度為98.8°C，回流比為4.1。
[0054]實(shí)施例3
[0055]來自溶劑解析塔塔釜的循環(huán)乙腈(其組成為碳五0.52%、乙腈87.13%、水6.58%、二聚物2.80%和聚物2.97%)由上部進(jìn)入聚合物萃取塔，來自第一萃取精餾的碳五抽余油由下部進(jìn)入聚合物萃取塔，兩股物流進(jìn)行傳質(zhì)，使絕大部分二聚物和高聚物進(jìn)入到抽余油中，循環(huán)乙腈與碳五抽余油質(zhì)量比為1:5.6，萃取塔溫度為55.8°C，操作壓力307KPa (絕)。
[0056]聚合物萃取塔塔釜物流進(jìn)入閃蒸罐，脫除循環(huán)乙腈中的碳五，壓力185KPa (絕)，溫度 57℃。
[0057]閃蒸罐下部的物料進(jìn)入減壓精餾塔中下部，減壓使減壓精餾塔保持較低的操作溫度，脫除剩余的多聚物，塔釜得到多聚物物流，塔頂?shù)玫揭译妗⑺碗p環(huán)戊二烯，該塔塔頂壓力為93KPa (絕)，塔頂溫度81°C，回流比為3.2。
[0058]減壓精餾塔塔頂采出的乙腈、水和雙環(huán)戊二烯物流進(jìn)入夾帶劑精餾塔中部，夾帶劑甲醛也加入到此物流中，塔頂?shù)玫剿图兹┑幕旌衔?，塔釜得到乙腈和雙環(huán)戊二烯的混合物物流，該塔塔頂壓力為115KPa (絕)，塔頂溫度為87.9°C，回流比為2.97。
[0059]夾帶劑精餾塔塔釜得到的乙腈和雙環(huán)戊二烯混合物物流進(jìn)入減壓溶劑精餾塔中部，塔釜得到雙環(huán)戊二烯物流，塔頂?shù)玫骄坪蟮囊译?，純度可達(dá)到99.09%，該塔塔頂壓力為96KPa (絕)，塔頂溫度為81.3°C，回流比為2.3。
[0060]夾帶劑精餾塔塔頂?shù)玫降乃图兹┗旌衔镞M(jìn)入夾帶劑回收塔中部，塔頂?shù)玫綂A帶劑物流返回夾帶劑精餾塔循環(huán)使用，塔釜得到H2O物流，該塔塔頂壓力為115KPa (絕)，塔釜溫度為106.5°C，回流比為2.9。`
【權(quán)利要求】
1.一種乙腈法異戊二烯抽提循環(huán)溶劑精制系統(tǒng)，其特征是萃取塔(I)上設(shè)置待精制循環(huán)乙腈的進(jìn)料口，下部設(shè)置碳五抽余油的進(jìn)料口(9)，頂部設(shè)置萃取相出料口，萃取塔釜物流出料口(9)連接到閃蒸罐(2)中部設(shè)置進(jìn)料口 ；閃蒸罐底部出料口(10)連接減壓精餾塔(3)中部進(jìn)料口 ；減壓精餾塔頂部物流出料口(11)連接夾帶劑精餾塔(4)中部進(jìn)料口 ；夾帶劑精餾塔頂部物流出料口(13)連接夾帶劑回收塔(5)中部進(jìn)料口，夾帶劑精餾塔底部物流出料口( 14 )連接減壓溶劑精制塔(6 )中部進(jìn)料口；夾帶劑回收塔頂部物流出料口( 15 )與夾帶劑精餾塔的進(jìn)料管線連接；減壓溶劑精制塔頂部設(shè)置精制后的乙腈(17)出料口，底部設(shè)置雙環(huán)戊二烯(18)出料口。
2.利用權(quán)利要求1的系統(tǒng)精制乙腈法異戊二烯抽提循環(huán)溶劑的方法，其特征是來自乙腈法碳五分離裝置中溶劑解析塔的循環(huán)乙腈和碳五抽余油在聚合物萃取塔中將大部分二聚物和多聚物，使二聚物和多聚物進(jìn)入到油相，抽余油，脫除絕大部分二聚物和多聚物?’然后在引入夾帶劑的情況下，脫除循環(huán)乙腈中的水；夾帶劑循環(huán)使用，最終在減壓溶劑精制塔的塔頂?shù)玫揭译妗?br> 3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征是所述萃取塔的操作壓力為250~550KPa，操作溫度為50~110°C，溶劑乙腈和碳五抽余油組分質(zhì)量比為1.2~6.3。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征是所述減壓精餾塔的操作壓力為70~98KPa，操作溫度為70~110°C。
5.如權(quán)利要求2所述的方法， 其特征是夾帶劑精餾塔的操作壓力為100~120KPa，操作溫度為60~110°C。
6.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征是減壓溶劑精制塔的操作壓力為80~99KPa，操作溫度為70~98°C。
7.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征是夾帶劑回收塔的操作壓力為100~130KPa，操作溫度為95~120°C，回流比為1.5~3.2。
【文檔編號(hào)】C07C255/03GK103724227SQ201310746500
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年12月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月25日
【發(fā)明者】孫永利, 任海倫, 張呂鴻, 肖紅, 張志恒, 史志強(qiáng), 姜斌 申請人:天津大學(xué)