一種醚后碳四凈化脫二甲醚塔節(jié)能裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]甲基叔丁基醚裝置反應后的碳四可以作為脫氫裝置的原料生產(chǎn)異丁烯，其中需要對物料進行分離以脫除硫化物、二甲醚、甲醇和碳五等雜質(zhì)。本實用新型開發(fā)了一種新型的節(jié)能裝置，可以有效降低脫二甲醚塔的能耗。
【背景技術】
[0002]混合碳四作為重要的化工原料主要來自煉廠中的催化裂化、延遲焦化和乙烯等裝置，其主要組分有正丁烷、異丁烷、正丁烯、異丁烯和丁二烯，均有較高利用價值。國內(nèi)碳四主要利用異丁烯醚化生產(chǎn)甲基叔丁基醚(MTBE)，而由于異丁烯含量不高，導致碳四利用率較低。因此，將MTBE裝置反應后的碳四分離提純，用于脫氫裝置原料，生產(chǎn)高附加值的丁基橡膠，可以提高煉廠效益。
[0003]由于醚后碳四所含雜質(zhì)種類多，分離過程較為復雜，其中二甲醚和甲醇需要通過精餾操作進行分離。碳四物系與甲醇可形成多種共沸物，又因為異丁烷沸點較低，是重關鍵組分，其沸點與異丁烷和甲醇的共沸溫度接近，所以較難分離，造成精餾塔回流比較大，分離所需能量較高。所以，只有改善脫二甲醚塔的操作參數(shù)，優(yōu)化分離裝置，降低甲醇與碳四共沸造成的高回流比，才能實現(xiàn)節(jié)能降耗的目標。
[0004]混合碳四首先經(jīng)過堿洗、水洗脫除部分硫化物和甲醇，隨后進入脫二甲醚塔，塔頂脫除二甲醚和甲醇，塔底出料進入脫碳五塔脫除碳五。脫二甲醚塔底溫度一般為85?95°C，塔頂壓力約為1.0?1.5MPa，此時需要用蒸汽加熱。而且由于甲醇和多種碳四物質(zhì)的共沸物難以分離，導致回流量較大，冷熱公用工程用量均增加。
[0005]東營石大維博化工有限公司申請開發(fā)了一種MTBE合成用精制裝置，將蒸汽凝液罐頂部蒸汽用于預熱碳四原料，并將凝液罐熱水用于脫二甲醚塔再沸器，達到了余熱回收的效果。但是其采用的脫二甲醚塔仍是傳統(tǒng)流程，甲醇只能在塔頂通過氣相采出與二甲醚共同脫除，并未解決脫二甲醚塔甲醇與碳四的共沸問題。一方面，由于碳四在與甲醇形成的共沸組成中占90%左右，導致其損失嚴重；另一方面，異丁烷作為重關鍵組分，沸點與其和甲醇的共沸溫度接近，造成回流比較大，再沸器與冷凝器熱負荷均較高，不能有效降低脫二甲醚塔能耗。該專利號為CN201420023712.0。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]針對以上所述問題，本實用新型開發(fā)了一種脫二甲醚新裝置，將脫二甲醚塔操作壓力降低，從而降低塔底溫度，采用熱水替換蒸汽作為再沸器熱源，節(jié)省蒸汽；增加甲醇水洗塔，脫二甲醚塔頂氣相采出進入甲醇水洗塔，以降低塔頂甲醇回流濃度，減小甲醇與碳四共沸造成的高回流比，降低分離能耗；通過循環(huán)水洗冷卻器控制回流罐溫度，從而控制塔頂回流溫度，保證分離效果。
[0007]分離過程中，壓力越低物質(zhì)間揮發(fā)度相差越大，越容易分離。因此，在保證塔頂溫度不低于水冷溫度的前提下，通過選取較低的操作壓力，可以降低塔底溫度和再沸器熱負荷，達到了從“質(zhì)”和“量”兩方面節(jié)能的效果。
[0008]甲醇與碳四會形成共沸物，壓力為1.3MPa時，異丁烷與甲醇共沸溫度為74.48°C，摩爾組成為0.893/0.107 ;正丁烷與甲醇共沸溫度為85.26°C，摩爾組成為0.8452/0.1548 ；正丁烯與甲醇共沸溫度為80.64°C，摩爾組成為0.8990/0.1010。所以塔頂少量甲醇就會導致大量碳四聚集，從而使回流量增加。另外，甲醇與水互溶，而碳四不溶于水，所以通過增加甲醇水洗塔的方式，將塔頂回流中的甲醇除去，從而降低塔頂甲醇含量，進而改善甲醇與碳四共沸造成的共沸物與異丁烷難分離問題，降低塔頂回流量，最終實現(xiàn)節(jié)能目的。
[0009]本實用新型的技術方案如下:
[0010]一種醚后碳四凈化脫二甲醚塔節(jié)能裝置，包括進料泵、精餾塔、甲醇水洗塔、回流罐、塔頂回流泵、再沸器、循環(huán)水洗泵、循環(huán)水冷器。進料泵與精餾塔進料口相連；精餾塔塔頂氣相與甲醇水洗塔氣相進料口相連；甲醇水洗塔液相出口與回流罐進料口相連；回流罐油相出口與塔頂回流泵進口相連；回流泵出口與精餾塔塔頂回流進口相連；回流罐水相出口與循環(huán)水洗泵入口相連；循環(huán)水洗泵出口與循環(huán)水冷器殼程進口相連；循環(huán)水冷器殼程出口與甲醇水洗塔液相進口相連；甲醇水洗塔氣相出口與瓦斯管網(wǎng)相連；循環(huán)水冷器管程與循環(huán)冷卻水管線相連；補充新鮮水管線與回流罐入口相連；污水采出管線與循環(huán)水洗泵出口相連；精餾塔塔底與再沸器殼程入口相連；再沸器殼程氣相出口與精餾塔相連；再沸器管程與循環(huán)熱媒水相連或者與裝置蒸汽凝結水相連。
[0011]脫硫后的混合碳四進入脫二甲醚塔，脫二甲醚塔頂壓力為0.6?0.8MPa，塔頂溫度為40?50°C，塔底溫度為60?70°C;脫二甲醚塔頂氣相采出與甲醇水洗塔相連，水洗后進入塔頂回流罐進行氣液分離；氣相主要為二甲醚，液相分為油相和水相，其中油相為混合碳四，水相為甲醇污水，油相進入回流泵作為塔頂回流，水相經(jīng)循環(huán)水冷器冷卻后作為循環(huán)洗水。脫二甲醚塔底與釜式再沸器相連，進入再沸器殼程，部分氣化后，氣相返塔，部分液相采出作為后續(xù)處理的進料；釜式再沸器管程采用熱水加熱，熱水可以使用90?110°C熱媒水或裝置回收的凝結水。
[0012]其工藝過程如下:
[0013](I)脫硫后的碳四通過緩沖罐由進料泵送入脫二甲醚塔，泡點溫度進料，脫二甲醚塔的操作壓力為0.6?0.8MPa，塔頂溫度為40?50°C，控制塔底二甲醚和甲醇濃度為10?50ppm，塔底溫度為60?70°C，采用90?110°C熱媒水或裝置回收的凝結水作為再沸器熱源。
[0014](2)脫二甲醚塔頂氣相進入甲醇水洗塔，通過循環(huán)水洗后液相進入回流罐，通過調(diào)節(jié)循環(huán)洗水量和循環(huán)冷卻水量控制塔頂回流罐溫度為35?40°C，回流罐中的油相進入塔頂回流泵返回塔頂，水相通過循環(huán)水洗泵進入循環(huán)水冷器，經(jīng)過循環(huán)水冷卻后回到甲醇水洗塔作為循環(huán)洗水，甲醇水洗塔氣相主要為二甲醚，二甲醚進入瓦斯管網(wǎng)。新鮮洗水通過回流罐補充，污水由循環(huán)水洗泵出口采出，以控制甲醇濃度，保證吸收效果。
[0015](3)脫二甲醚塔底通過釜式再沸器用90?110°C熱媒水或裝置回收的凝結水加熱，氣相返回塔底，液相采出作為后續(xù)脫碳五塔進料。
[0016]與已有流程相比，本方案調(diào)整了現(xiàn)有流程中精餾塔的操作參數(shù)，降低塔壓，降低塔底溫度，從而使塔底滿足熱水加熱的傳熱溫差，節(jié)省了高品位的蒸汽；而且針對甲醇與碳四的共沸問題，在塔頂回流前增加甲醇水洗塔，通過水洗脫除塔頂氣相采出中的甲醇，在相同分離要求的前提下，降低回流量，減小操作回流比，從而使整體冷、熱公用工程耗量均大幅降低。
【附圖說明】
[0017]附圖是碳四凈化脫二甲醚塔節(jié)能裝置示意圖。
[0018]圖中:1進料泵；2脫二甲醚塔；3甲醇水洗塔；4回流罐；5塔頂回流泵；6再沸器；7循環(huán)水洗泵；8循環(huán)水冷器。
【具體實施方式】
[0019]以下結合技術方案和附圖，詳細敘述本實用新型的【具體實施方式】。
[0020]如附圖所示，進料泵I與脫二甲醚塔2進料口通過管線相連；脫二甲醚塔2塔頂氣相采出與甲醇水洗塔3氣相進料口相連；甲醇水洗塔3液相出口與塔頂回流罐4進料口相連；塔頂回流罐4油相出口與塔頂回流泵5進口相連；塔頂回流泵5出口與脫二甲醚塔2塔頂回流進口相連；塔頂回流罐4水相出口與循環(huán)水洗泵7入口相連；循環(huán)水洗泵7出口與循環(huán)水冷器8殼程進口相連；循環(huán)水冷器8殼程出口與甲醇水洗塔3液相進口相連；甲醇水洗塔3氣相出口與瓦斯管網(wǎng)相連；循環(huán)水冷器8管程與循環(huán)冷卻水管線相連；補充新鮮水管線與塔頂回流罐4入口相連；污水采出管線與循環(huán)水洗泵出口相連；脫二甲醚塔2塔底采出與再沸器6殼程入口相連；再沸器6殼程氣相出口與脫二甲醚塔2相連；再沸器6管程與循環(huán)熱媒水相連或者與裝置蒸汽凝結水相連。
[0021]具體工藝過程為:
[0022](I)脫硫后的碳四通過緩沖罐由進料泵I送入脫二甲醚塔2，泡點溫度進料，脫二甲醚塔2的操作壓力為0.7?0.8MPa，塔頂溫度為40?50°C，控制塔底二甲醚和甲醇濃度為10?50ppm，此時塔底溫度為60?70°C，采用90?110 °C熱媒水或裝置回收的凝結水作為再沸器熱源。
[0023](2)脫二甲醚塔2塔頂氣相采出進入甲醇水洗塔3，通過循環(huán)水洗后液相進入塔頂回流罐4，通過調(diào)節(jié)循環(huán)洗水量和循環(huán)冷卻水量控制塔頂回流罐4溫度為35?40°C左右，塔頂回流罐4中的油相進入塔頂回流泵5返回精餾塔2塔頂，水相通過循環(huán)水洗泵7進入循環(huán)水冷器8，經(jīng)過循環(huán)水冷卻后回到甲醇水洗塔3作為循環(huán)洗水，甲醇水洗塔3氣相主要為二甲醚采出到瓦斯管網(wǎng)。新鮮洗水通過塔頂回流罐4補充，污水由循環(huán)水洗泵7出口采出，以控制甲醇濃度，保證吸收效果。
[0024](3)脫二甲醚塔2塔底通過釜式再沸器6用90?110°C熱媒水或裝置回收的凝結水加熱，氣相返回精餾塔2塔底，液相采出作為后續(xù)脫碳五塔進料。
[0025]與已有流程相比，本方案調(diào)整了現(xiàn)有流程中精餾塔的操作參數(shù)，降低塔壓，降低塔底溫度，從而使塔底滿足熱水加熱的傳熱溫差，節(jié)省了高品位的蒸汽；而且針對甲醇與碳四的共沸問題，在塔頂回流罐前增加甲醇水洗塔，通過水洗脫除塔頂氣相采出中的甲醇，在相同分離要求的前提下，降低回流量，減小操作回流比，從而使整體冷、熱公用工程耗量均大幅降低。
【主權項】
1.一種醚后碳四凈化脫二甲醚塔節(jié)能裝置，其特征在于，該醚后碳四凈化脫二甲醚塔節(jié)能裝置所用的裝置包括進料泵、脫二甲醚塔、甲醇水洗塔、回流罐、塔頂回流泵、再沸器、循環(huán)水洗泵和循環(huán)水冷器；進料泵與脫二甲醚塔進料口相連；脫二甲醚塔塔頂氣相與甲醇水洗塔氣相進料口相連；甲醇水洗塔液相出口與回流罐進料口相連；回流罐油相出口與塔頂回流泵進口相連；回流泵出口與脫二甲醚塔塔頂回流進口相連；回流罐水相出口與循環(huán)水洗泵入口相連；循環(huán)水洗泵出口與循環(huán)水冷器殼程進口相連；循環(huán)水冷器殼程出口與甲醇水洗塔液相進口相連；甲醇水洗塔氣相出口與瓦斯管網(wǎng)相連；循環(huán)水冷器管程與循環(huán)冷卻水管線相連；補充新鮮水管線與回流罐入口相連；污水采出管線與循環(huán)水洗泵出口相連；脫二甲醚塔塔底與再沸器殼程入口相連；再沸器殼程氣相出口與脫二甲醚塔相連；再沸器管程與循環(huán)熱媒水相連或者與裝置蒸汽凝結水相連。
【專利摘要】本實用新型提供了一種醚后碳四凈化脫二甲醚塔節(jié)能裝置，包括進料泵、脫二甲醚塔、甲醇水洗塔、回流罐、塔頂回流泵、再沸器、循環(huán)水洗泵、循環(huán)水冷器。本實用新型主要是：通過調(diào)整現(xiàn)有流程中精餾塔的操作參數(shù)，降低塔壓，降低塔底溫度，從而使塔底滿足熱水加熱的傳熱溫差，節(jié)省了高品位的蒸汽；而且針對甲醇與碳四的共沸問題，在塔頂回流前增加甲醇水洗塔，通過水洗脫除塔頂氣相采出中的甲醇，在相同分離要求的前提下，降低回流量，減小操作回流比，從而使整體冷、熱公用工程耗量均大幅降低。
【IPC分類】C07C9-10, C07C7-04, C07C11-09, C07C7-00, C07C11-08, C07C11-16, C07C9-12, C07C7-10
【公開號】CN204550427
【申請?zhí)枴緾N201520181796
【發(fā)明人】董宏光, 鄒雄, 劉鵬飛, 王凱凱
【申請人】大連理工大學
【公開日】2015年8月12日
【申請日】2015年3月29日