本發(fā)明屬于石油化工中碳四餾分分離領(lǐng)域，涉及一種采用苯酚、水的二元混合溶劑萃取精餾分離丁烯和丁烷的工藝。具體就是在現(xiàn)有常規(guī)工藝基礎(chǔ)上，采用萃取精餾方法分離丁烯——丁烷體系。其中，萃取劑選用苯酚、水的二元混合溶劑，純化后丁烯純度達(dá)到99.0％以上。

背景技術(shù)：

丁烯與丁烷相對揮發(fā)度接近1，難以采用普通精餾的方法分離。目前，工業(yè)上常用萃取精餾進(jìn)行丁烯和丁烷的分離，其原理是在碳四餾分中加入一種極性溶劑，以增大丁烯和丁烷間的相對揮發(fā)度，實(shí)現(xiàn)丁烯和丁烷的分離。這種方法操作穩(wěn)定、生產(chǎn)成本低，因此在煉廠碳四分離中應(yīng)用最為廣泛。

碳四分離過程中溶劑性能將直接影響萃取精餾的分離效果，為增大丁烯和丁烷之間的相對揮發(fā)度，所采用的溶劑一般都是具有親電子基團(tuán)的極性溶劑。

工業(yè)上常用的溶劑有乙腈、N-甲基吡咯烷酮、甲乙酮和N-甲酰嗎啉的混合物等。但采用上述溶劑進(jìn)行碳四分離的過程中存在溶劑/進(jìn)料比大，塔釜溫度高等現(xiàn)象，導(dǎo)致分離過程溶劑損失大、高溫位能耗較高等問題。

專利CN101417913A提供了一種用多元混合溶劑萃取精餾分離丁烯和丁烷的方法，該發(fā)明采用離子液體、鹽類、甲乙酮和N-甲酰嗎啉的多元混合物作為溶劑，所分離出丁烯純度可達(dá)98.0％，但汽提塔塔釜溫度較高，所需熱源等級較高，且運(yùn)行過程中離子液體損失較大，造成分離過程能耗、物耗較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為有效分離丁烯和丁烷，實(shí)現(xiàn)碳四分離過程的節(jié)能降耗，提出一種采用二元混合溶劑分離碳四餾分的新工藝，可顯著提高碳四餾分中丁烯和丁烷之間的相對揮發(fā)度，同時提高溶劑的溶解性和選擇性，從而減小溶劑/進(jìn)料比，降低萃取精餾塔和再生汽提塔釜溫度，減少塔釜熱負(fù)荷。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了一種用于萃取精餾分離碳四餾分的二元混合溶劑，該溶劑的組成為：苯酚70～95％，水5～30％。將苯酚和水按比例混合即可得到本發(fā)明所述的二元混合溶劑。

采用本發(fā)明的二元混合溶劑萃取精餾分離碳四餾分，可提高丁烯和丁烷之間的相對揮發(fā)度，減小溶劑/進(jìn)料比，提高溶劑選擇性，降低萃取精餾塔和汽提塔的塔釜溫度，減少塔釜熱負(fù)荷，從而降低操作費(fèi)用，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目的。

本發(fā)明的技術(shù)方案：

一種采用二元混合溶劑分離碳四餾分的裝置，包括萃取精餾塔、萃取精餾塔頂冷凝器、萃取精餾塔回流罐、萃取精餾塔回流泵、萃取精餾塔底重沸器、萃取精餾塔釜液泵、汽提塔、汽提塔頂冷凝器、汽提塔回流罐、汽提塔回流泵、汽提塔底重沸器、汽提塔釜液泵和貧溶劑冷卻器；萃取精餾塔頂出口與萃取精餾塔頂冷凝器管程入口相連，萃取精餾塔頂冷凝器管程出口與萃取精餾塔回流罐入口相連，萃取精餾塔回流罐出口與萃取精餾塔回流泵入口相連；萃取精餾塔回流泵液相出料分兩路連接：(1)萃取精餾塔回流泵液相出料一路與萃取精餾塔頂入口相連；(2)萃取精餾塔回流泵液相出料另一路為丁烷產(chǎn)品；萃取精餾塔底液相出料分兩路連接：(1)萃取精餾塔底液相出料一路與萃取精餾塔底重沸器管程入口相連，萃取精餾塔底重沸器管程出口與萃取精餾塔底入口相連；(2)萃取精餾塔底液相出料另一路與萃取精餾塔釜液泵入口相連，萃取精餾塔釜液泵出口與汽提塔進(jìn)料口相連；汽提塔頂出口與汽提塔頂冷凝器管程入口相連，汽提塔頂冷凝器管程出口與汽提塔回流罐入口相連，汽提塔回流罐出口與汽提塔回流泵入口相連；汽提塔回流泵出料一路與汽提塔頂入口相連，另一路為丁烯產(chǎn)品；汽提塔底出口一路與汽提塔底重沸器管程入口相連，汽提塔底重沸器管程出口與汽提塔底入口相連；汽提塔底出口另一路與汽提塔釜液泵入口相連，汽提塔釜液泵出口與貧溶劑冷卻器管程入口相連，貧溶劑冷卻器管程出口與萃取精餾塔溶劑進(jìn)料口相連。

一種采用二元混合溶劑分離碳四餾分的方法，步驟如下：

碳四餾分由萃取精餾塔的中部加入，二元混合溶劑由萃取精餾塔的上部加入，塔頂采出丁烷餾分，經(jīng)萃取精餾塔頂冷凝器冷凝冷卻后進(jìn)入萃取精餾塔回流罐，萃取精餾塔回流罐中液體經(jīng)萃取精餾塔回流泵，一部分液體作為塔頂回流，另一部分液體作為丁烷產(chǎn)品出裝置；萃取精餾塔底重沸器采用1.0MPag蒸汽作為熱源，塔底采出含丁烯的溶劑富液，經(jīng)萃取精餾塔釜液泵送至汽提塔。汽提塔頂采出丁烯餾分，經(jīng)汽提塔頂冷凝器冷凝冷卻后進(jìn)入汽提塔回流罐，汽提塔回流罐中液體經(jīng)汽提塔回流泵，一部分液體作為塔頂回流，另一部分液體作為丁烯產(chǎn)品出裝置；汽提塔底重沸器采用1.0MPag蒸汽作為熱源，塔底采出貧溶劑經(jīng)汽提塔釜液泵、貧溶劑冷卻器后，至萃取精餾塔上部循環(huán)使用。

萃取精餾塔操作參數(shù)：塔頂溫度為45～55℃，塔底溫度為125～140℃，操作壓力為0.45～0.55MPag，理論塔板數(shù)為150～170，回流比2～4。

汽提塔操作參數(shù)：塔頂溫度為45～55℃，塔底溫度為140～160℃，操作壓力為0.35～0.45MPag，理論塔板數(shù)為40～60，回流比2～5。

所述的二元混合溶劑為苯酚和水的混合物；苯酚在二元混合溶劑中的質(zhì)量百分比含量為70～95％，其余為水。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明采用苯酚、水的二元混合溶劑萃取精餾分離丁烯和丁烷的工藝，較現(xiàn)有常規(guī)工藝，產(chǎn)品純度高、溶劑比小、溶劑再生過程中所需熱源品級較低。

附圖說明

圖1為采用二元混合溶劑分離碳四餾分的工藝流程示意圖。

圖中：1萃取精餾塔；2萃取精餾塔頂冷凝器；3萃取精餾塔回流罐；4萃取精餾塔回流泵；5萃取精餾塔底重沸器；6萃取精餾塔釜液泵；7汽提塔；8汽提塔頂冷凝器；9汽提塔回流罐；10汽提塔回流泵；11汽提塔底重沸器；12汽提塔釜液泵；13貧溶劑冷卻器。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和技術(shù)方案，進(jìn)一步說明本發(fā)明的具體實(shí)施方式。

本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

碳四餾分由萃取精餾塔1的中部加入，二元混合溶劑由萃取精餾塔1的上部加入，塔頂采出丁烷餾分，經(jīng)萃取精餾塔頂冷凝器2冷凝冷卻后進(jìn)入萃取精餾塔回流罐3，萃取精餾塔回流罐中液體經(jīng)萃取精餾塔回流泵4，一部分液體作為塔頂回流，另一部分液體作為丁烷產(chǎn)品出裝置；萃取精餾塔底重沸器5采用1.0MPag蒸汽作為熱源，塔底采出含丁烯的溶劑富液，經(jīng)萃取精餾塔釜液泵6送至汽提塔7。汽提塔7頂采出丁烯餾分，經(jīng)汽提塔頂冷凝器8冷凝冷卻后進(jìn)入汽提塔回流罐9，汽提塔回流罐中液體經(jīng)汽提塔回流泵10，一部分液體作為塔頂回流，另一部分液體作為丁烯產(chǎn)品出裝置；汽提塔底重沸器11采用1.0MPag蒸汽作為熱源，塔底采出貧溶劑經(jīng)汽提塔釜液泵12、貧溶劑冷卻器13后，至萃取精餾塔1上部循環(huán)使用。

實(shí)施實(shí)例：

以某碳四分離流程為例，采用本發(fā)明所述工藝。碳四餾分進(jìn)料量為10t/h，進(jìn)料組成：丙烷0.08％，丙烯0.02％，異丁烷44.1％，正丁烷15％，1-丁烯16％，異丁烯0.35％，反-2-丁烯14.6％，順-2-丁烯9.5％，1,3-丁二烯0.35％；溶劑/進(jìn)料比為10(質(zhì)量比)，混合溶劑量為100t/h，溶劑組成為苯酚75％，水25％。萃取精餾塔理論板數(shù)為165，碳四餾分進(jìn)料位置為第84塊板，混合溶劑進(jìn)料位置為第12塊板，操作壓力為0.5MPag，萃取精餾塔頂采出量為6t/h，采出產(chǎn)品中丁烷含量控制在98.2％以上。汽提塔理論板數(shù)為45，含丁烯溶劑進(jìn)料位置為第25塊板，操作壓力為0.4MPag，汽提塔頂采出量為3.6t/h，采出產(chǎn)品中丁烯含量控制在99.0％以上。

為便于說明本發(fā)明的技術(shù)優(yōu)勢，將采用本發(fā)明所述工藝與已有溶劑進(jìn)行對比，兩種工藝的計算結(jié)果中各流股組成如表1所示，塔操作參數(shù)如表2所示。

表1各流股組成對比

表2塔操作參數(shù)對比

對比結(jié)果表明，采用本發(fā)明所述的苯酚、水混合物作為溶劑，萃取精餾分離碳四餾分，與現(xiàn)有溶劑體系相比，萃取精餾塔釜組成(不含溶劑)丁烯純度可達(dá)到99.82％，提高丁烯純度2.18％，溶劑比為10，可降低溶劑比16.7％，并且降低萃取精餾塔和汽提塔塔釜溫度，減少塔釜熱負(fù)荷，合計減少塔釜熱負(fù)荷9.6％，有效實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目的。