一種異丁烯裝置脫輕脫重塔熱集成工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明提供了一種應(yīng)用于異丁烯裝置的熱回收方法，對異丁烯脫輕、脫重塔進(jìn)行雙效精餾熱集成，具體就是通過調(diào)整塔壓，利用異丁烯脫重塔塔頂蒸汽作為脫輕塔熱源和預(yù)熱粗異丁烯進(jìn)料。
技術(shù)背景
[0002]異丁烯，又名2-甲基丙烯，是重要的化工原料，廣泛用于制備丁基橡膠、甲基丙烯腈、抗氧劑和叔丁基醚等。異丁烯生產(chǎn)工藝主要有甲基叔丁基醚裂解法、叔丁醇脫水法和異丁烷脫氫法，其中甲基叔丁基醚裂解法最為常用，但是該法分離過程中需要消耗大量低壓蒸汽和循環(huán)冷卻水。因此，在異丁烯的分離過程中對其進(jìn)行熱集成改造，以實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗效果具有重要意義。
[0003]甲基叔丁基醚裂解法生產(chǎn)異丁烯的過程中，會(huì)產(chǎn)生甲醇、二甲醚、叔丁醇和水等副產(chǎn)物，需要通過水洗塔、脫輕塔和脫重塔分離得到高純度異丁烯。其中脫輕塔塔底溫度為72°C ;脫重塔塔底溫度為120°C，二者均采用低壓蒸汽做再沸器熱源，能耗較高。本發(fā)明通過調(diào)整傳統(tǒng)異丁烯分離裝置的工藝流程及操作參數(shù)，建立了一種異丁烯脫重塔、脫輕塔熱集成節(jié)能分離新工藝，有效改善了異丁烯分離過程需要大量蒸汽的問題，且異丁烯分離純度不受影響，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。
[0004]吉林化工學(xué)院化工分離技術(shù)開發(fā)中心2011年申請開發(fā)了一種雙效精餾與熱集成的苯分離節(jié)能新工藝，針對傳統(tǒng)的芳烴生產(chǎn)苯分離工藝甲苯塔塔頂汽未回收的問題，增加一個(gè)低壓苯塔再沸器回收甲苯塔塔頂汽的冷凝潛熱。本發(fā)明將苯分離用兩個(gè)塔完成，并將高壓塔頂汽作為低壓塔再沸器熱源，需要新增一個(gè)精餾塔，增加了設(shè)備投資和運(yùn)行費(fèi)用。該專利號為 CN201110235201.6。
[0005]天津大學(xué)2010年申請開發(fā)了一種熱集成精餾裝置，針對傳統(tǒng)精餾塔在處理難分離物系時(shí)需要較多理論板數(shù)和較大塔徑的問題，將傳統(tǒng)精餾裝置改為精餾段與提餾段的熱集成裝置，有效降低了塔頂冷凝和塔底再沸熱負(fù)荷。本發(fā)明主要關(guān)注揮發(fā)度相近的難分離二組分物系，例如乙醇和正丙醇、環(huán)己烷和庚烷的分離。但是，對于揮發(fā)度有一定差距，且需要多個(gè)精餾塔的多組分物系的分離任務(wù)并不適用，另外由于改動(dòng)復(fù)雜，所需投資及維護(hù)費(fèi)用較高。該專利號為:CN201010218176.6。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提出了一種異丁烯提純的雙效精餾熱集成工藝，在保證異丁烯分離效果前提下，通過調(diào)整異丁烯脫輕塔、脫重塔壓力，降低脫輕塔塔釜溫度，提高脫重塔塔頂溫度，創(chuàng)造熱集成機(jī)會(huì)，使用脫重塔塔頂氣直接作為脫輕塔熱源，完全取代蒸汽加熱，并調(diào)整換熱流程，使用脫重塔塔頂氣預(yù)熱粗異丁烯進(jìn)料，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0008]一種異丁烯裝置脫輕脫重塔熱集成工藝，該熱集成工藝所用裝置包括異丁烯脫輕塔、脫輕塔蒸汽再沸器、脫輕塔再沸器、脫輕塔底泵、脫輕塔進(jìn)料預(yù)熱器、脫輕塔水冷器、脫輕塔冷凝罐、異丁烯脫重塔、脫重塔冷凝罐、脫重塔水冷器、脫重塔再沸器。脫輕塔蒸汽再沸器殼程出口與異丁烯脫輕塔相連；脫輕塔蒸汽再沸器管程與蒸汽管線相連；脫輕塔再沸器殼程出口與異丁烯脫輕塔相連；脫輕塔再沸器管程入口與異丁烯脫重塔塔頂氣相管線相連；脫輕塔底泵出口與異丁烯脫重塔進(jìn)料管線相連；脫輕塔進(jìn)料預(yù)熱器管程出口與異丁烯脫輕塔進(jìn)料管線相連；脫輕塔進(jìn)料預(yù)熱器殼程入口與異丁烯脫重塔塔頂氣相管線相連；異丁烯脫輕塔頂氣相管線與脫輕塔水冷器殼程入口相連；脫輕塔冷凝罐入口與脫輕塔水冷器殼程出口相連；脫重塔水冷器殼程入口與脫輕塔進(jìn)料預(yù)熱器殼程出口相連；脫重塔冷凝罐入口與脫重塔水冷器殼程出口和脫輕塔再沸器管程出口相連；脫重塔再沸器殼程出口與異丁烯脫重塔相連；脫重塔再沸器管程與蒸汽管線相連。
[0009]粗異丁烯在脫輕塔進(jìn)料預(yù)熱器中預(yù)熱到55°C，然后進(jìn)入異丁烯脫輕塔。粗異丁烯中含有少量二甲醚、甲醇、甲基叔丁基醚(MTBE)和水等雜質(zhì)。由于甲醇和碳四共沸，二甲醚和甲醇從異丁烯脫輕塔的塔頂脫除，剩余的異丁烯塔釜液通過脫輕塔底泵加壓，送至異丁烯脫重塔。MTBE和水等重組分從異丁烯脫重塔塔底脫除，純異丁烯從脫重塔冷凝罐采出。
[0010]異丁烯脫重塔塔頂氣相分為兩路:一路用于預(yù)熱異丁烯脫輕塔中粗異丁烯進(jìn)料，然后進(jìn)入脫重塔冷凝器冷凝成液相；另一路作為脫輕塔再沸器熱源，異丁烯脫重塔出來的氣相在脫輕塔再沸器的管程中由氣相冷凝成液相，異丁烯脫輕塔塔釜液在殼程中由液相氣轉(zhuǎn)化成氣相，脫輕塔再沸器熱負(fù)荷由異丁烯脫重塔塔頂氣相流量控制，同時(shí)異丁烯脫輕塔保留脫輕塔蒸汽再沸器，供開工使用和確保裝置平穩(wěn)生產(chǎn)。兩路塔頂氣相經(jīng)換熱完全冷凝后進(jìn)入脫重塔冷凝罐，一部分采出，一部分用泵打回流至異丁烯脫重塔塔頂。此時(shí)，異丁烯脫輕塔和異丁烯脫重塔操作條件如下。
[0011]異丁烯脫輕塔工藝參數(shù):操作壓力600-630KPa(a)，塔頂溫度48-49°C，塔底溫度53-55°C，回流比25-35，理論板數(shù)大于30塊。
[0012]異丁烯脫重塔工藝參數(shù):操作壓力970_1000KPa(a)，塔頂溫度70_72°C，塔底溫度131-133°C，回流比0.9-1.1，理論板數(shù)大于30塊。
【附圖說明】
[0013]附圖是異丁烯脫輕脫重塔熱集成工藝流程示意圖。
[0014]圖中:1異丁烯脫輕塔；2脫輕塔蒸汽再沸器；3脫輕塔再沸器；4脫輕塔底泵；5脫輕塔進(jìn)料預(yù)熱器；6脫輕塔水冷器；7脫輕塔冷凝罐；8異丁烯脫重塔；9脫重塔冷凝罐；10脫重塔水冷器；11脫重塔再沸器。
【具體實(shí)施方式】
[0015]以下結(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】。
[0016]針對某石化10萬噸/年異丁烯裝置，異丁烯脫輕脫重部分，進(jìn)料組成:異丁烯90.7￥七％，二甲醚0.8界七％，MTBE 6.5wt %,甲醇 1.1wt %，水 0.9wt %，年開工 8000 小時(shí)，要求產(chǎn)品異丁烯純度大于99.9wt%。改造前，異丁烯脫輕塔壓力0.97MPa，塔頂63.8°C，塔底71.9°C，脫輕塔蒸汽再沸器熱負(fù)荷816KW，使用低壓蒸汽加熱。塔釜物料靠自壓流入異丁烯脫重塔，異丁烯脫重塔壓力0.66MPa，塔頂52.8°C，塔底120.3°C，脫重塔再沸器熱負(fù)荷2052KW，使用低壓蒸汽加熱。采用本發(fā)明工藝，如說明書附圖所示，粗異丁烯先經(jīng)脫輕塔進(jìn)料預(yù)熱器5預(yù)熱，然后進(jìn)入異丁烯脫輕塔1，調(diào)整塔壓，降低塔底溫度，塔頂脫除二甲醚、甲醇等輕組分，塔釜同時(shí)采用脫輕塔蒸汽再沸器2和脫輕塔再沸器3，脫輕塔蒸汽再沸器2使用蒸汽加熱，作為備用；脫輕塔再沸器3完全用脫重塔塔頂氣加熱，塔釜物料用脫輕塔底泵4加壓送入異丁烯脫重塔8。調(diào)整異丁烯脫重塔壓力，提高塔頂溫度，塔頂氣相分為兩股，一股去脫輕塔進(jìn)料預(yù)熱器5預(yù)熱脫輕塔進(jìn)料，然后進(jìn)入脫重塔水冷器10冷凝；另一股作為脫輕塔再沸器3的熱源，在脫輕塔再沸器管程中被殼程中汽化的異丁烯冷凝，兩股冷凝液混合，進(jìn)入脫重塔冷凝罐9，一部分用泵打回流，一部分作為異丁烯產(chǎn)品采出。脫重塔再沸器11采用低壓蒸汽加熱，MTBE、水等重組分從塔底脫除。
[0017]異丁烯脫輕塔操作參數(shù):操作壓力600KPa(a)，塔頂溫度48°C，塔底溫度53°C，回流比30，塔板數(shù)60塊。
[0018]異丁烯脫重塔操作參數(shù):操作壓力100KPa (a)，塔頂溫度72°C，塔底溫度133°C，回流比1.05，塔板數(shù)70塊。
[0019]采用異丁烯提純的雙效精餾熱集成工藝，與傳統(tǒng)工藝相比，異丁烯脫輕塔不再使用低壓蒸汽加熱，兩塔總熱負(fù)荷由原來的2800KW降低到2000KW，節(jié)能800KW，節(jié)能率達(dá)到28%，節(jié)省加熱蒸汽1.14萬噸/年，相當(dāng)于890噸標(biāo)油/年。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種異丁烯裝置脫輕脫重塔熱集成工藝，其特征在于，該熱集成工藝所用裝置包括異丁烯脫輕塔、脫輕塔蒸汽再沸器、脫輕塔再沸器、脫輕塔底泵、脫輕塔進(jìn)料預(yù)熱器、脫輕塔水冷器、脫輕塔冷凝罐、異丁烯脫重塔、脫重塔冷凝罐、脫重塔水冷器和脫重塔再沸器；脫輕塔蒸汽再沸器殼程出口與異丁烯脫輕塔相連；脫輕塔蒸汽再沸器管程與蒸汽管線相連；脫輕塔再沸器殼程出口與異丁烯脫輕塔相連；脫輕塔再沸器管程入口與異丁烯脫重塔塔頂氣相管線相連；脫輕塔底泵出口與異丁烯脫重塔進(jìn)料管線相連；脫輕塔進(jìn)料預(yù)熱器管程出口與異丁烯脫輕塔進(jìn)料管線相連；脫輕塔進(jìn)料預(yù)熱器殼程入口與異丁烯脫重塔塔頂氣相管線相連；異丁烯脫輕塔塔頂氣相管線與脫輕塔水冷器殼程入口相連；脫輕塔冷凝罐入口與脫輕塔水冷器殼程出口相連；脫重塔水冷器殼程入口與脫輕塔進(jìn)料預(yù)熱器殼程出口相連；脫重塔冷凝罐入口與脫重塔水冷器殼程出口和脫輕塔再沸器管程出口相連；脫重塔再沸器殼程出口與異丁烯脫重塔相連；脫重塔再沸器管程與蒸汽管線相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的異丁烯裝置脫輕脫重塔熱集成工藝，其特征在于，粗異丁烯在脫輕塔進(jìn)料預(yù)熱器中預(yù)熱到55°C后進(jìn)入異丁烯脫輕塔；粗異丁烯中含有二甲醚、甲醇、MTBE和水，二甲醚和甲醇從異丁烯脫輕塔的塔頂脫除，剩余的異丁烯塔釜液通過脫輕塔底泵加壓，送至異丁烯脫重塔；MTBE和水從異丁烯脫重塔塔底脫除，純異丁烯從脫重塔冷凝罐采出； 異丁烯脫重塔塔頂氣相分為兩路:一路用于預(yù)熱異丁烯脫輕塔中粗異丁烯進(jìn)料，然后進(jìn)入脫重塔冷凝器中冷凝成液相；另一路作為脫輕塔再沸器熱源，異丁烯脫重塔出來的氣相在脫輕塔再沸器的管程中由氣相冷凝成液相，異丁烯脫輕塔塔釜液在殼程中由液相氣轉(zhuǎn)化成氣相，脫輕塔再沸器熱負(fù)荷由異丁烯脫重塔塔頂氣相流量控制，異丁烯脫輕塔保留脫輕塔蒸汽再沸器；兩路塔頂氣相經(jīng)換熱完全冷凝后進(jìn)入脫重塔冷凝罐，一部分采出，一部分用泵打回流至異丁烯脫重塔塔頂；異丁烯脫輕塔和異丁烯脫重塔操作條件如下: 異丁烯脫輕塔工藝參數(shù):操作壓力600 - 630KPa，塔頂溫度48 - 49 °C，塔底溫度.53 - 55°C，回流比25 - 35，理論板數(shù)大于30塊； 異丁烯脫重塔工藝參數(shù):操作壓力970 -1OOOKPa,塔頂溫度70 - 72°C，塔底溫度.131 - 133°C，回流比0.9 - 1.1，理論板數(shù)大于30塊。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種異丁烯提純的雙效精餾熱集成工藝，工藝裝置包括異丁烯脫輕塔、脫輕塔蒸汽再沸器、脫輕塔再沸器、脫輕塔底泵、脫輕塔進(jìn)料預(yù)熱器、脫輕塔水冷器、脫輕塔冷凝罐、異丁烯脫重塔、脫重塔冷凝罐、脫重塔水冷器、脫重塔再沸器。粗異丁烯在脫輕塔進(jìn)料預(yù)熱器中預(yù)熱到55℃，然后進(jìn)入異丁烯脫輕塔。粗異丁烯中含有少量二甲醚、甲醇、MTBE和水等雜質(zhì)。由于甲醇和碳四共沸，二甲醚和甲醇從異丁烯脫輕塔的塔頂脫除，剩余的異丁烯塔釜液通過脫輕塔底泵加壓，送至異丁烯脫重塔。MTBE和水等重組分從異丁烯脫重塔塔底脫除，純異丁烯從脫重塔冷凝罐采出。
【IPC分類】C07C11-09, C07C7-04
【公開號】CN104744194
【申請?zhí)枴緾N201510152222
【發(fā)明人】董宏光, 鄒雄, 王凱凱, 劉鵬飛
【申請人】大連理工大學(xué)
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2015年3月29日