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1、(10)申请公布号 CN 102557853 A (43)申请公布日 2012.07.11 CN 102557853 A *CN102557853A* (21)申请号 201110433514.2 (22)申请日 2011.12.22 C07C 9/12(2006.01) C07C 9/10(2006.01) C07C 11/08(2006.01) C07C 7/04(2006.01) C07C 7/08(2006.01) (71)申请人 烟台大学 地址 264005 山东省烟台市莱山区清泉路 32 号 (72)发明人 任万忠 王文华 许文友 陈小平 赵旗 虞乐舜 (54) 发明名称 一种由混。
2、合碳四制备高纯度异丁烷、 正丁烷 和丁烯的方法 (57) 摘要 本发明提供的由一种由混合碳四制备高纯度 异丁烷、 正丁烷和丁烯方法， 包括以下步骤 ： 混合 碳四从异丁烷塔中部进料， 第一股循环溶剂从异 丁烷塔上部进料， 异丁烷塔顶部得到异丁烷， 塔釜 采出物直接进正丁烷塔中部 ； 第二股循环溶剂从 正丁烷塔顶部进料， 正丁烷塔顶部得到正丁烷， 塔 釜采出物进汽提塔 ； 汽提塔顶部得到丁烯， 塔釜 得到循环溶剂 ； 循环溶剂分成两股分别进异丁烷 塔和正丁烷塔。本工艺可以大幅度降低能耗。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权。
3、局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 1 页 1/1 页 2 1. 一种由混合碳四制备高纯度异丁烷、 正丁烷和丁烯的方法， 其特征在于， 包括以下步 骤 ： A、 混合碳四原料从异丁烷塔中部进料， 异丁烷塔循环溶剂从异丁烷塔上部进料， 异丁 烷塔塔顶部得到异丁烷， 异丁烷塔塔釜采出物直接进正丁烷塔中部 ； B、 正丁烷塔循环溶剂从正丁烷塔顶部进料， 正丁烷塔塔顶得到正丁烷， 正丁烷塔塔釜 采出物进汽提塔 ； C、 汽提塔顶部得到正丁烯， 汽提塔塔釜得到循环溶剂 ； 循环溶剂被分成两股物流， 分别 进异丁烷塔和正丁烷塔循环利用。 2. 根据权利要求 1 所述的方法，。
4、 其特征在于， 如果混合碳四原料中含少量碳五组分， 则 在汽提塔精馏段设侧线采出口将积累的 C5 采出。 3. 根据权利要求 1 所述的方法， 其特征在于， 还包括以下步骤 ： 正丁烷塔顶采出进正丁 烷精制塔， 正丁烷精制塔塔釜得到高纯度正丁烷， 塔顶采出返回异丁烷塔循环利用或作为 副产排放。 4. 根据权利要求 1 所述的方法， 其特征在于， 还包括以下步骤 ： 从汽提塔塔釜采出的溶 剂进汽提塔中间再沸器、 异丁烷塔中间再沸器、 正丁烷塔中间再沸器、 正丁烷精制塔中间再 沸器以回收能量 ； 优选的， 从正丁烷塔塔釜采出的溶剂丁烯混合物进丁烷塔中间再沸器回 收能量后再进汽提塔。 5.根据权利要。
5、求1所述的方法， 其特征在于， 所述的溶剂为甲乙酮和氮-甲酰吗啉的混 合溶剂， 甲乙酮在该混合溶剂中的质量含量占 10-90。 6.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述的溶剂为甲乙酮和氮-甲基吡咯烷酮 的混合溶剂， 甲乙酮在该混合溶剂中的质量含量占 10-90。 7. 根据权利要求 1 所述的方法， 其特征在于， 所述的溶剂为 N， N- 二甲基甲酰胺、 乙腈 或吗啉。 8. 根据权利要求 1 所述的方法， 其特征在于， 所述的溶剂为乙腈和氮 - 甲酰吗啉或 氮 - 甲基吡咯烷酮的混合溶剂， 乙腈在该混合溶剂中的质量含量占 5-99.5。 9. 根据权利要求 1 所述的方法， 其特征。
6、在于， 所述的溶剂为乙腈和水的混合溶剂， 乙腈 在该混合溶剂中的质量含量占 90-99.9。 10.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述的溶剂为吗啉和N-甲酰吗啉的混合 溶剂， 吗啉在该混合溶剂中的质量含量占 5-99.5。 权 利 要 求 书 CN 102557853 A 2 1/5 页 3 一种由混合碳四制备高纯度异丁烷、 正丁烷和丁烯的方法 技术领域 0001 本发明涉及一种由混合碳四制备高纯度异丁烷、 正丁烷和丁烯的方法。 背景技术 0002 碳四组分中 1， 3- 丁二烯是合成橡胶的原料最早被分离应用， 剩下的组分中异丁 烯可以生产甲基叔丁基醚 (MTBE)， 正丁烯 (1。
7、- 丁烯、 顺 -2- 丁烯、 反 -2- 丁烯 ) 可以生产仲 丁醇和甲乙酮。目前已有的碳四分离方法是先用萃取精馏得到丁二烯， 剩下的碳四再与甲 醇反应得到MTBE， 剩余的碳四再萃取精馏得到正丁烯。 萃取精馏塔塔顶产品为含异丁烷、 正 丁烷的烷烃混合物， 该混合物通常被作为液化气烧掉了， 其价值没有得到充分发挥， 如正丁 烷可以生产顺酐， 异丁烷可以脱氢制异丁烯， 也可以生产抛射剂或烷基化汽油， 因此正丁烷 与异丁烷的分离也有很好的工业应用前景， 现有工艺一般采用普通精馏将正丁烷与异丁烷 分离， 能耗较高。 发明内容 0003 本发明的任务是建立一种新的分离方法， 即设计一种新的分离工艺，。
8、 系统安排碳 四各组分的分离顺序和分离工艺， 达到提高碳四利用率和降低能耗的目的。 0004 一种由混合碳四制备高纯度异丁烷、 正丁烷和丁烯的方法， 包括以下步骤 ： 0005 A、 混合碳四原料从异丁烷塔中部进料， 异丁烷塔循环溶剂从异丁烷塔上部进料， 异丁烷塔塔顶部得到异丁烷， 异丁烷塔塔釜采出物直接进正丁烷塔中部 ； 0006 B、 正丁烷塔循环溶剂从正丁烷塔顶部进料， 正丁烷塔塔顶得到正丁烷， 正丁烷塔 塔釜采出物进汽提塔 ； 0007 C、 汽提塔顶部得到正丁烯， 汽提塔塔釜得到循环溶剂 ； 循环溶剂被分成两股物流， 分别进异丁烷塔和正丁烷塔循环利用。 0008 前面所述的方法， 优。
9、选的方案在于， 如果混合碳四原料中含少量碳五组分， 则在汽 提塔精馏段设侧线采出口将积累的 C5 采出。 0009 前面所述的方法， 优选的方案在于， 还包括以下步骤 ： 正丁烷塔顶采出进正丁烷精 制塔， 正丁烷精制塔塔釜得到高纯度正丁烷， 塔顶采出返回异丁烷塔循环利用或作为副产 排放。 0010 前面所述的方法， 优选的方案在于， 还包括以下步骤 ： 从汽提塔塔釜采出的溶剂 进汽提塔中间再沸器、 异丁烷塔中间再沸器、 正丁烷塔中间再沸器、 正丁烷精制塔中间再沸 器、 原料预热器以回收能量。 0011 前面所述的方法， 优选的方案在于， 还包括以下步骤 ： 从正丁烷塔塔釜采出的溶剂 丁烯混合物。
10、进丁烷塔中间再沸器回收能量后再进汽提塔。 0012 前面所述的方法， 优选的方案在于， 所述的溶剂为甲乙酮和氮 - 甲酰吗啉的混合 溶剂， 甲乙酮在该混合溶剂中的质量含量占 10-90 ( 优选 25-75， 更优选 50 )。 0013 前面所述的方法， 优选的方案在于， 所述的溶剂为甲乙酮和氮 - 甲基吡咯烷酮的 说 明 书 CN 102557853 A 3 2/5 页 4 混合溶剂， 甲乙酮在该混合溶剂中的质量含量占 10-90 ( 优选 25-75， 更优选 50 )。 0014 前面所述的方法， 优选的方案在于， 所述的溶剂为 N， N- 二甲基甲酰胺、 乙腈或吗 啉。 0015 前。
11、面所述的方法， 优选的方案在于， 所述的溶剂为乙腈和氮-甲酰吗啉或氮-甲基 吡咯烷酮的混合溶剂， 乙腈在该混合溶剂中的质量含量占5-99.5(优选15-75， 更优选 50 )。 0016 前面所述的方法， 优选的方案在于， 所述的溶剂为乙腈和水的混合溶剂， 乙腈在该 混合溶剂中的质量含量占 90-99.9 ( 优选 92-95， 更优选 94 )。 0017 前面所述的方法， 优选的方案在于， 所述的溶剂为吗啉和 N- 甲酰吗啉的混合溶 剂， 吗啉在该混合溶剂中的质量含量占 5-99.5 ( 优选 15-75， 更优选 50 )。 0018 本发明的技术优势是 ： 0019 (1) 正丁烷和。
12、异丁烷均采用萃取精馏的方法进行分离， 异丁烷塔塔釜采出物不需 要单设汽提塔将碳四和溶剂分离， 而是直接进正丁烷塔， 这样做既减少了设备投资， 又利用 了萃取精馏的优点降低了能耗。 0020 (2) 由汽提塔得到的不含碳四的循环溶剂被分成两股物流， 分别进异丁烷塔和正 丁烷塔， 即由一个汽提塔完成了两个萃取精馏塔的碳四和溶剂的分离工作。 0021 (3) 可以根据原料组成调整异丁烷塔和正丁烷塔各自的溶剂 / 碳四进料比， 得到 较高纯度的异丁烷和正丁烷以及正丁烯。 0022 (4) 通常异丁烷塔可以用较低的溶剂碳四进料比， 因此异丁烷塔塔釜温度较低， 55-70， 可以用循环溶剂进行加热， 能充。
13、分利用循环溶剂的显热， 节省能耗。 0023 (5) 如果混合碳四原料中含少量碳五组分， 则在汽提塔精馏段设侧线采出口将积 累的碳五采出， 可以使用含碳五组分的原料。 0024 (6) 从汽提塔塔釜采出的溶剂进汽提塔中间再沸器、 异丁烷塔中间再沸器、 正丁烷 塔中间再沸器、 正丁烷精制塔中间再沸器、 原料预热器以回收能量， 从正丁烷塔塔釜采出的 溶剂丁烯混合物进丁烷塔中间再沸器回收能量后再进汽提塔， 可以大幅度降低能耗。 附图说明 0025 图 1， 由混合碳四制备高纯度异丁烷、 正丁烷和丁烯的工艺流程简图 ； 0026 图 2， 带能量回收的由混合碳四制备高纯度异丁烷、 正丁烷和丁烯的工艺流。
14、程简 图。 0027 图中 ： 0028 1- 异丁烷塔 ； 0029 2- 正丁烷塔 ； 0030 3- 汽提塔 ； 0031 4- 混合碳四原料 ； 0032 5- 异丁烷塔循环溶剂进料 ； 0033 6- 异丁烷塔塔顶采出 ； 0034 7- 异丁烷塔塔釜采出 ； 0035 8- 正丁烷塔溶剂进料 ； 说 明 书 CN 102557853 A 4 3/5 页 5 0036 9- 正丁烷塔塔顶采出 ； 0037 10- 正丁烷塔塔釜采出 ； 0038 11- 汽提塔塔顶采出 ； 0039 12- 汽提塔塔釜采出 ； 0040 13-C5 侧线采出 ； 0041 14- 正丁烷精制塔 ； 0。
15、042 15- 正丁烷精制塔塔顶采出 ； 0043 16- 正丁烷精制塔塔釜采出 ； 0044 17- 碳四副产 ； 0045 18- 汽提塔中间再沸器 ； 0046 19- 正丁烷塔中间再沸器 ； 0047 20- 异丁烷塔中间再沸器 ； 0048 21- 原料预热器。 具体实施方式 0049 下面结合实施例和附图详细说明本发明的方案， 但保护范围不被此限制。 0050 实施例 1 一种由混合碳四制备高纯度异丁烷、 正丁烷和丁烯的方法， 工艺流程可 以参考附图 1、 2， 混合碳四 4 从异丁烷塔 1 中部进料， 异丁烷塔循环溶剂 5 从异丁烷塔 1 上 部进料， 异丁烷塔1塔顶部得到异丁烷。
16、6， 异丁烷塔1塔釜采出物7直接进正丁烷塔2中部 ； 正丁烷塔循环溶剂 8 从正丁烷塔 2 顶部进料， 正丁烷塔 2 塔顶得到正丁烷 9， 正丁烷塔 2 塔 釜采出物 10 进汽提塔 3， 汽提塔 3 顶部得到正丁烯 11， 汽提塔 3 塔釜得到循环溶剂 12 ； 循 环溶剂 12 被分成两股物流 5， 8， 分别进异丁烷塔 1 和正丁烷塔 2， 正丁烷塔塔顶采出 9 引入 正丁烷精制塔 14， 在正丁烷精制塔可以将正丁烷中的异丁烷和丁烯 -1 分离， 正丁烷精制塔 塔釜得到高纯正丁烷 16， 塔顶得到含异丁烷的碳四馏分 15， 被引入异丁烷塔回收。正丁烷 精制塔塔顶碳四馏分也可以作为副产送出。
17、界区 17。 0051 表 1 所示为本实施例所得数据， 所用溶剂为甲乙酮、 N- 甲酰吗啉混合溶剂， 甲乙 酮、 N-甲酰吗啉比例为10-90(质量比)， 实验所用设精馏塔内径50mm， 装填三角填料。 由 表 1 可以看出， 本工艺可以将含有异丁烷、 正丁烷、 1- 丁烯、 顺 -2- 丁烯、 反 -2- 丁烯各 20 的碳四原料分离出异丁烷、 正丁烷、 正丁烯 (1- 丁烯、 顺 -2- 丁烯、 反 -2- 丁烯 ) 三种产品， 其纯度分别为 95、 95和 99， 而异丁烷塔塔釜温度只有 59.7， 可以用循环溶剂或其 它品味热源来加热。 0052 表 1 预分离萃取精馏工艺与原萃取精。
18、馏工艺比较 0053 说 明 书 CN 102557853 A 5 4/5 页 6 0054 0055 实施例 2 一种由混合碳四制备高纯度异丁烷、 正丁烷和丁烯的方法， 参考附图 2， 混合碳四 4 从异丁烷塔 1 中部进料， 异丁烷塔循环溶剂 5 从异丁烷塔 1 上部进料， 异丁烷 塔 1 塔顶部得到异丁烷 6， 异丁烷塔 1 塔釜采出物 7 直接进正丁烷塔 2 中部 ； 正丁烷塔循环 溶剂 8 从正丁烷塔 2 顶部进料， 正丁烷塔 2 塔顶得到正丁烷 9， 正丁烷塔 2 塔釜采出物 10 进汽提塔 3， 汽提塔 3 顶部得到正丁烯 11， 汽提塔 3 塔釜得到循环溶剂 12 ； 循环溶剂。
19、 12 被 分成两股物流 5， 8， 分别进异丁烷塔 1 和正丁烷塔 2， 正丁烷塔塔顶采出 9 引入正丁烷精制 塔 14， 在正丁烷精制塔可以将正丁烷中的异丁烷和丁烯 -1 分离， 正丁烷精制塔塔釜得到高 纯正丁烷 16， 塔顶得到含异丁烷的碳四馏分 15， 被引入异丁烷塔回收。正丁烷精制塔塔顶 碳四馏分也可以作为副产送出界区 17， 所用溶剂为甲乙酮和氮 - 甲基吡咯烷酮的混合物溶 剂， 甲乙酮在该混合溶剂中的含量为 10-90 ( 质量 )。所得异丁烷纯度 96.1， 正丁烷纯 说 明 书 CN 102557853 A 6 5/5 页 7 度 97.3， 正丁烯纯度 96.5。 0056。
20、 实施例 3 一种由混合碳四制备高纯度异丁烷、 正丁烷和丁烯的方法， 参考附图 2， 混合碳四 4 从异丁烷塔 1 中部进料， 异丁烷塔循环溶剂 5 从异丁烷塔 1 上部进料， 异丁烷塔 1 塔顶部得到异丁烷 6， 异丁烷塔 1 塔釜采出物 7 直接进正丁烷塔 2 中部 ； 正丁烷塔循环溶 剂 8 从正丁烷塔 2 顶部进料， 正丁烷塔 2 塔顶得到正丁烷 9， 正丁烷塔 2 塔釜采出物 10 进汽 提塔3， 汽提塔3顶部得到正丁烯11， 汽提塔3塔釜得到循环溶剂12 ； 循环溶剂12被分成两 股物流5， 8， 分别进异丁烷塔1和正丁烷塔2， 正丁烷塔塔顶采出9引入正丁烷精制塔14， 在 正丁烷。
21、精制塔可以将正丁烷中的异丁烷和丁烯 -1 分离， 正丁烷精制塔塔釜得到高纯正丁 烷 16， 塔顶得到含异丁烷的碳四馏分 15， 被引入异丁烷塔回收。正丁烷精制塔塔顶碳四馏 分也可以作为副产送出界区 17， 所用溶剂为乙腈和水， 乙腈在溶剂中的含量为 90-99.9， 所得异丁烷纯度 97， 正丁烷纯度 97.3， 正丁烯纯度 97.5。 0057 实施例 4 一种由混合碳四制备高纯度异丁烷、 正丁烷和丁烯的方法， 参考附图 2， 混合碳四 4 从异丁烷塔 1 中部进料， 异丁烷塔循环溶剂 5 从异丁烷塔 1 上部进料， 异丁烷塔 1 塔顶部得到异丁烷 6， 异丁烷塔 1 塔釜采出物 7 直接进。
22、正丁烷塔 2 中部 ； 正丁烷塔循环溶 剂 8 从正丁烷塔 2 顶部进料， 正丁烷塔 2 塔顶得到正丁烷 9， 正丁烷塔 2 塔釜采出物 10 进汽 提塔3， 汽提塔3顶部得到正丁烯11， 汽提塔3塔釜得到循环溶剂12 ； 循环溶剂12被分成两 股物流5， 8， 分别进异丁烷塔1和正丁烷塔2， 正丁烷塔塔顶采出9引入正丁烷精制塔14， 在 正丁烷精制塔可以将正丁烷中的异丁烷和丁烯 -1 分离， 正丁烷精制塔塔釜得到高纯正丁 烷 16， 塔顶得到含异丁烷的碳四馏分 15， 被引入异丁烷塔回收。正丁烷精制塔塔顶碳四馏 分也可以作为副产送出界区 17， 所用溶剂为乙腈和 N- 甲酰吗啉的混合物溶剂 。
23、N， N- 二甲基 甲酰胺、 乙腈或吗啉， 所得异丁烷纯度 99.1， 正丁烷纯度 99.3， 正丁烯纯度 98.0。如 果混合碳四中含少量碳五组分， 则在汽提塔精馏段设侧线采出口 16 将积累的 C5 采出。 0058 实施例 5 从汽提塔塔釜采出的溶剂进汽提塔中间再沸器、 异丁烷塔中间再沸器、 正丁烷塔中间再沸器、 正丁烷精制塔中间再沸器、 原料预热器以回收能量， 从正丁烷塔塔釜 采出的溶剂丁烯混合物进丁烷塔中间再沸器回收能量后再进汽提塔， 可以使能耗由 1.4 吨 蒸汽 / 吨碳四大幅度降低为 1.1-1.2 吨蒸汽 / 吨碳四。 说 明 书 CN 102557853 A 7 1/1 页 8 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 102557853 A 8 。