一种聚烯烃诱导冷凝剂的制备方法 【技术领域】
本发明涉及石油化工的一种溶剂的制备方法，即一种以炼厂轻烃(碳五)或者经过分离的乙烯厂裂解副产物碳五烷烃为原料，制备聚烯烃诱导冷凝剂的方法。
背景技术
目前异戊烷主要应用于发泡剂、制冷剂和生产全密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯诱导冷凝剂。用于发泡剂、制冷剂的异戊烷，烯烃含量指标要求较宽松，以炼厂轻烃或者经过分离的乙烯厂裂解副产物碳五烷烃或者油田轻烃，采用精馏工艺即可得到合格产品。
随着聚乙烯生产技术的不断革新，对聚烯烃诱导冷凝剂的指标要求也越来越高，聚乙烯装置要求聚烯烃诱导冷凝剂中异戊烷的含量大于95％(质量分数)，烯烃含量指标要求由500ppm降低至20ppm，酸度小于2ppm，水含量指要标低于20ppm。
CN 101205165公开了一种采用分离工艺制取聚烯烃用异戊烷溶剂的方法，但制备的异戊烷溶剂异戊烷含量严重过剩，目的产品收率低，原料的适应性差，经济效益差。
CN 1232816公开了一种通过三次分馏和加氢工艺制备异戊烷的方法，但其加工的原料为部分氢化的初苯馏分或部分氢化的C5馏分，该方法主要的目的产物为环戊烷和环戊烯，其制备的异戊烷的纯度和含水量达不到聚乙烯装置的要求。
CN 1919809公开了一种生产高纯戊烷及戊烷发泡剂的节能工艺，但是该工艺的目的产物为戊烷发泡剂系列产品，其制备的异戊烷的烯烃和含水量达不到聚乙烯装置的要求。
CN 1810743公开了一种利用裂解碳五馏份的方法，但是其加工的原料为裂解副产物碳五馏分，采用该工艺生产异戊烷，经济效益差，其制备的异戊烷的含水量达不到聚乙烯装置的要求。
US6286335、US6173584、CN1300930公开了烷烃混合物的分离方法和装置，但是其分离对象是特定的，该分离方法不能应用于加工炼厂轻烃或者经过分离的乙烯厂裂解副产物碳五烷烃或者油田轻烃等原料。其产物也无法满足聚乙烯装置的要求。同样“降低异戊烷酸值的研究与应用”，该文献采用精馏法提纯异戊烷，从异戊烷中脱除CO2。
国内生产异戊烷的厂家为了将异戊烷中烯烃含量指标要求由500ppm降低至20ppm增加了加氢脱烯烃单元，以脱除异戊烷中的少量的烯烃。由于加氢脱烯烃单元所使用的氢气，绝大部分为石油化工厂中的工厂氢，在大多数情况下这些工厂氢含有一定量轻烃以及少量其他对加氢反应呈惰性的成分组成。增加的加氢脱烯烃单元可把异戊烷中烯烃含量降低至20ppm以下，但异戊烷中却混入了其他组分，使得异戊烷的纯度受到影响，质量不稳定，且其制备的异戊烷的含水量也达不到聚乙烯装置的要求。石油化工厂没有纯氢，只有工厂氢，如果非要使用纯氢成本就非常昂贵，经济效益就差。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种聚烯烃诱导冷凝剂的制备方法，本发明通过加氢烯烃饱和、精馏分离、分子筛脱水手段获得高品质聚烯烃诱导冷凝剂，其烯烃含量低于20ppm，异戊烷含量大于95％(质量分数)，酸度小于2ppm，水含量低于20ppm，满足聚乙烯装置用诱导冷凝剂的要求。
本发明技术解决方案是这样来实现的，本发明以炼厂轻烃(碳五)或者经过分离的乙烯厂裂解副产物碳五烷烃为原料，采用加氢烯烃饱和工艺，将原料中的烯烃饱和，再经精馏得到异戊烷(2-甲基丁烷)，再进一步脱水，得到聚烯烃用诱导冷凝剂。其中：加氢烯烃饱和，加氢催化剂选用镍、钴等非贵金属催化剂，或铂、钯等贵金属催化剂，将原料中的烯烃饱和，控制脱烯烃产物中烯烃含量低于20ppm；脱烯烃产物经两塔精馏分离得到的含量大于95％(质量分数)异戊烷，再经固碱脱酸得到中间产物酸度小于2ppm，将中间产物进一步用3A分子筛脱水得到水含量低于20ppm的聚烯烃用高品质诱导冷凝剂。
加氢烯烃饱和属于深度加氢脱烯烃，原料中的烯烃含量一般在1000ppm以下，脱烯烃产物的烯烃含量指标较为苛刻，要求小于20ppm。这就使得加氢的工艺条件要适当，但总体上看加氢脱烯是在缓和的反应条件下进行。如采用贵金属催化剂反应条件如下：反应器的入口温度为120～150℃，反应压力为1.0～3.0MPa(G)，氢油比(V)为100～300∶1，液体体积空速为1.0～3h-1。采用镍系催化剂反应条件如下：反应器地入口温度为110～140℃，反应压力为1.0～3.0MPa(G)，氢油比(V)为100～300∶1，液体体积空速为0.8～3h-1。
精馏分离，脱烯烃产物经脱轻塔、异戊烷塔精馏，得到含量大于95％(质量分数)异戊烷，其中：脱轻塔的进料温度为75～100℃，理论板数为40～60，操作压力为0.45～0.75MPa(G)，塔顶温度为55～77℃，塔底温度为95～118℃，塔底采出物进入异戊烷塔；异戊烷塔的理论板数为65～80，操作压力为0.25～0.45MPa(G)，塔顶温度为67～85℃，塔底温度为90～100℃，塔顶回流罐采出含量大于95％(质量分数)异戊烷。
固碱脱酸，由于上游加工工艺或原料储存等因素，使得精馏分离所获得的异戊烷酸值偏高，采用固体碱降低异戊烷的酸值，固碱为无机载体负载一定量苛性碱，无机载体一般为活性炭，操作条件如下：固碱脱酸罐的入口温度为40℃，压力为～0.5MPa(G)，液体空速为～1h-1，产物酸值控制在酸度小于2ppm。
3A分子筛脱水，根据聚烯烃诱导冷凝剂的指标要求水含量小于20ppm，而由于原料本身就带有微量的水，其为物料在该状态的饱和水，上述工艺过程均不能将其中的水脱除，达不到指标要求。固碱脱酸后得到的异戊烷进入分子筛脱水罐，分子筛脱水罐设两个互为备用，操作条件：入口温度为40℃，压力为～0.5MPa(G)，液体体积空速为～1.0h-1。分子筛脱水罐采用热氮气反吹再生，热氮气的温度为75～90℃。
所得到的产物为聚烯烃诱导冷凝剂，其主要质量指标见下表：
本发明聚烯烃诱导冷凝剂主要质量指标
上述技术方案中，当原料为经过分离乙烯厂裂解副产物碳五烷烃，加氢烯烃饱和催化剂优选贵金属催化剂，而当原料为炼厂轻烃(碳五)，加氢烯烃饱和催化剂优选镍系催化剂。
本发明强调先加氢再精馏的工艺流程。就可较好的解决工业氢含有一定量轻烃以及少量其他对加氢反应呈惰性的成分的问题。
本发明中增设的固碱脱酸工艺，采用无机载体负载一定量苛性碱的固碱床，它不同于一般的碱片或碱块固碱床，由于有无机载体(活性炭)的存在，固碱床比表面积大、孔隙率大、床层压降稳定、吸附效果好、可再生等优点，而一般的碱片或碱块固碱床，很容易结块，比表面积小、孔隙率也小、床层压降稳定大且会逐步增加、吸附效果不好、不可再生。
在本发明中同样强调了先固碱脱酸后分子筛脱水的工艺流程，由于固碱脱酸工艺在脱酸的同时就会产生水，如果顺序颠倒，将不能保证聚烯烃诱导冷凝剂中的水含量低于20ppm。
本发明中的原料炼厂轻烃(碳五)和经过分离的乙烯厂裂解副产物碳五烷烃主要是强调原料来源广泛，由于在石油化工厂，炼厂轻烃(碳五)和经过分离的乙烯厂裂解副产物碳五烷烃均为一种较低值的副产品，它既不适合调入液化石油气也不适合调入汽油，只有通过进一步综合利用才体现它们的价值。
【附图说明】
图1：聚烯烃诱导冷凝剂制备工艺流程示意图
【具体实施方式】
下面结合附图对本发明作进一步说明：
原料经反应器(R-101)催化加氢饱和烯烃，再经脱轻塔(T-101)、异戊烷塔(T-102)精馏，得到的异戊烷含量大于95％(质量分数)的中间产品，中间产品经固碱脱酸罐(V-104)，在进一步进入分子筛脱水罐(V-105)，最后获得高品质诱导冷凝剂
实施例1：
以炼油厂重整碳五烷烃为原料，原料组成见下表：
将上述物料与含氢气体混合送入加氢脱烯烃反应器，在加氢催化剂的存在下将其中的烯烃饱和，催化剂使用镍系催化剂，反应条件如下：反应温度为110℃，反应压力为3.0MPa(G)，氢油比(V)为100∶1，液体体积空速为0.8h-1。
将脱烯烃产物经预热至75℃送入脱轻塔中部，从塔顶脱出轻组分，塔底采出物进入异戊烷塔中部，在异戊烷塔顶回流罐采出含量大于95％(质量分数)异戊烷。脱轻塔的理论塔板数为40块，塔顶操作压力为0.45MPa(G)，塔顶温度为55℃，塔底温度为95℃；异戊烷塔的理论板数为65，操作压力为0.25MPa(G)，塔顶温度为67℃，塔底温度为90℃。
经精馏分离所获得的异戊烷，送入固碱脱酸罐，降低异戊烷的酸值，固碱床以活性炭为载体的固碱，固碱脱酸罐的入口温度为40℃，压力0.5MPa(G)，液体空速为1h-1。
固碱脱酸后得到的异戊烷进入分子筛脱水罐，选用3A分子筛，分子筛脱水罐入口温度为40℃，压力为0.45MPa(G)，液体体积空速为1h-1。
最后获得高品质聚烯烃诱导冷凝剂，产品指标要达到：异戊烷含量大于95％(质量分数)，烯烃含量低于20ppm，酸度小于2ppm，水含量低于20ppm。
实施例2
原料同实施例1，将上述物料与含氢气体混合送入加氢脱烯烃反应器，在加氢催化剂的存在下将其中的烯烃饱和，催化剂使用镍系催化剂，反应条件如下：反应温度为140℃，反应压力为1.0MPa(G)，氢油比(V)为300∶1，液体体积空速为3.0h-1。
将脱烯烃产物经预热至100℃送入脱轻塔中部，从塔顶脱出轻组分，塔底采出物进入异戊烷塔中部，在异戊烷塔顶回流罐采出含量大于95％(质量分数)异戊烷。脱轻塔的理论塔板数为60块，塔顶操作压力为0.75MPa(G)，塔顶温度为77℃，塔底温度为118℃；异戊烷塔的理论板数为80，操作压力为0.45MPa(G)，塔顶温度为85℃，塔底温度为100℃。
经精馏分离所获得的异戊烷，送入固碱脱酸罐，降低异戊烷的酸值，固碱床以活性炭为载体的固碱，固碱脱酸罐的入口温度为40℃，压力0.5MPa(G)，液体空速为1h-1。
固碱脱酸后得到的异戊烷进入分子筛脱水罐，选用3A分子筛，分子筛脱水罐入口温度为40℃，压力为0.45MPa(G)，液体体积空速为1h-1。
最后获得高品质聚烯烃诱导冷凝剂，产品指标要达到：异戊烷含量大于95％(质量分数)，烯烃含量低于20ppm，酸度小于2ppm，水含量低于20ppm。
实施例3：
以经过分离乙烯厂裂解副产物碳五烷烃为原料，原料组成见下表：
将上述物料与含氢气体混合送入加氢脱烯烃反应器，在加氢催化剂的存在下将其中的烯烃饱和，催化剂使用(Ptγ-Al2O3)贵金属催化剂，反应条件如下：反应温度为120℃，反应压力为3.0MPa(G)，氢油比(V)为100∶1，液体体积空速为1.0h-1。
将脱烯烃产物经预热至80℃送入脱轻塔中部，从塔顶脱出轻组分，塔底采出物进入异戊烷塔中部，在异戊烷塔顶回流罐采出含量大于95％(质量分数)异戊烷。脱轻塔的理论塔板数为45块，塔顶操作压力为0.55MPa(G)，塔顶温度为55℃，塔底温度为97℃；异戊烷塔的理论板数为65，操作压力为0.25MPa(G)，塔顶温度为67℃，塔底温度为95℃。
经精馏分离所获得的异戊烷，送入固碱脱酸罐，降低异戊烷的酸值，固碱床以活性炭为载体的固碱，固碱脱酸罐的入口温度为40℃，压力0.5MPa(G)，液体空速为1h-1。
固碱脱酸后得到的异戊烷进入分子筛脱水罐，选用3A分子筛，分子筛脱水罐入口温度为40℃，压力为0.45MPa(G)，液体体积空速为1h-1。
最后获得高品质聚烯烃诱导冷凝剂，产品指标要达到：异戊烷含量大于95％(质量分数)，烯烃含量低于20ppm，酸度小于2ppm，水含量低于20ppm。
实施例4
原料同实施例3，将上述物料与含氢气体混合送入加氢脱烯烃反应器，在加氢催化剂的存在下将其中的烯烃饱和，催化剂使用(Ptγ-Al2O3)贵金属催化剂，反应条件如下：反应温度为150℃，反应压力为1.0MPa(G)，氢油比(V)为300∶1，液体体积空速为3.0h-1。
将脱烯烃产物经预热至100℃送入脱轻塔中部，从塔顶脱出轻组分，塔底采出物进入异戊烷塔中部，在异戊烷塔顶回流罐采出含量大于95％(质量分数)异戊烷。脱轻塔的理论塔板数为60块，塔顶操作压力为0.75MPa(G)，塔顶温度为77℃，塔底温度为118℃；异戊烷塔的理论板数为80，操作压力为0.45MPa(G)，塔顶温度为85℃，塔底温度为100℃。
经精馏分离所获得的异戊烷，送入固碱脱酸罐，降低异戊烷的酸值，固碱床以活性炭为载体的固碱，固碱脱酸罐的入口温度为40℃，压力0.5MPa(G)，液体空速为1h-1。
固碱脱酸后得到的异戊烷进入分子筛脱水罐，选用3A分子筛，分子筛脱水罐入口温度为40℃，压力为0.45MPa(G)，液体体积空速为1h-1。最后获得高品质聚烯烃诱导冷凝剂，产品指标要达到：异戊烷含量大于95％(质量分数)，烯烃含量低于20ppm，酸度小于2ppm，水含量低于20ppm。
实施例5
原料同实施例1，将上述物料与含氢气体混合送入加氢脱烯烃反应器，在加氢催化剂的存在下将其中的烯烃饱和，催化剂使用镍系催化剂，反应条件如下：反应温度为125℃，反应压力为2.2MPa(G)，氢油比(V)为150∶1，液体体积空速为1.5h-1。
将脱烯烃产物经预热至90℃送入脱轻塔中部，从塔顶脱出轻组分，塔底采出物进入异戊烷塔中部，在异戊烷塔顶回流罐采出含量大于95％(质量分数)异戊烷。脱轻塔的理论塔板数为50块，塔顶操作压力为0.50MPa(G)，塔顶温度为63℃，塔底温度为105℃；异戊烷塔的理论板数为75，操作压力为0.30MPa(G)，塔顶温度为72℃，塔底温度为92.5℃。
经精馏分离所获得的异戊烷，送入固碱脱酸罐，降低异戊烷的酸值，固碱床以活性炭为载体的固碱，固碱脱酸罐的入口温度为40℃，压力0.6MPa(G)，液体空速为1h-1。
固碱脱酸后得到的异戊烷进入分子筛脱水罐，选用3A分子筛，分子筛脱水罐入口温度为40℃，压力为0.5MPa(G)，液体体积空速为1h-1。
最后获得高品质聚烯烃诱导冷凝剂，产品指标要达到：异戊烷含量大于95％(质量分数)，烯烃含量低于20ppm，酸度小于2ppm，水含量低于20ppm。
实施例6
原料同实施例3，将上述物料与含氢气体混合送入加氢脱烯烃反应器，在加氢催化剂的存在下将其中的烯烃饱和，催化剂使用(Ptγ-Al2O3)贵金属催化剂，反应条件如下：反应温度为130℃，反应压力为2.2MPa(G)，氢油比(V)为200∶1，液体体积空速为2.0h-1。
将脱烯烃产物经预热至95℃送入脱轻塔中部，从塔顶脱出轻组分，塔底采出物进入异戊烷塔中部，在异戊烷塔顶回流罐采出含量大于95％(质量分数)异戊烷。脱轻塔的理论塔板数为50块，塔顶操作压力为0.55MPa(G)，塔顶温度为65℃，塔底温度为108℃；异戊烷塔的理论板数为75，操作压力为0.35MPa(G)，塔顶温度为77℃，塔底温度为95℃。
经精馏分离所获得的异戊烷，送入固碱脱酸罐，降低异戊烷的酸值，固碱床以活性炭为载体的固碱，固碱脱酸罐的入口温度为40℃，压力0.6MPa(G)，液体空速为1h-1。
固碱脱酸后得到的异戊烷进入分子筛脱水罐，选用3A分子筛，分子筛脱水罐入口温度为40℃，压力为0.55MPa(G)，液体体积空速为1h-1。
最后获得高品质聚烯烃诱导冷凝剂，产品指标要达到：异戊烷含量大于95％(质量分数)，烯烃含量低于20ppm，酸度小于2ppm，水含量低于20ppm。