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1、(10)申请公布号 CN 102690158 A (43)申请公布日 2012.09.26 CN 102690158 A *CN102690158A* (21)申请号 201210182539.4 (22)申请日 2012.06.06 C07C 9/10(2006.01) C07C 7/10(2006.01) C07C 7/04(2006.01) (71)申请人 中国石油集团东北炼化工程有限公 司锦州设计院 地址 121001 辽宁省锦州市古塔区重庆路二 段七号 (72)发明人 赵永祥 王晓磊 葛玉林 刘声 韩会林 张培丽 (74)专利代理机构 锦州辽西专利事务所 21225 代理人 李辉 (。
2、54) 发明名称 一种从炼厂碳四组分中分离出高纯度正丁烷 的工业化方法 (57) 摘要 一种从炼厂碳四组分中分离出高纯度正丁烷 的工业化方法， 将经预处理的炼厂碳四组分原料 烃送入萃取塔， 以乙腈与水的混合溶液作为萃取 剂， 将原料烃中重组分烯烃和萃取剂从塔底分离 出来， 原料烃中轻组分烷烃由塔顶进入水洗塔 ； 经水洗除去残留在烷烃中的乙腈， 废水从塔底排 出， 烷烃由塔顶进入脱异丁烷塔 ； 经精馏分离， 烷 烃中轻组分即异丁烷从塔顶分离出来， 烷烃中较 重组分由塔底进入正丁烷精制塔 ； 经精馏分离， 烷烃中重组分即碳五组分由塔底分离出来， 烷烃 中较轻组分即正丁烷由塔顶分离出来。该方法操 作。
3、过程简单， 不需要繁琐的后续处理， 避免使用具 有毒性和刺激性强的萃取剂， 萃取剂价位低廉， 生 产成本低， 正丁烷产品纯度高， 收率好， 适合工业 化生产。 (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. 一种从炼厂碳四组分中分离出高纯度正丁烷的工业化方法， 其特征在于 ： 1.1 将经预处理的炼厂碳四组分原料烃送入萃取塔， 以乙腈与水的混合溶液作为萃取 剂， 将原料烃中重组分烯烃和萃取剂从塔底分离出来， 原料烃中轻组分烷烃由塔顶出来后。
4、， 进入水洗塔 ； 1.2 进入水洗塔原料烃中轻组分烷烃， 经水洗除去残留在烷烃中的乙腈， 废水从塔底排 出， 烷烃由水洗塔塔顶出来后， 进入脱异丁烷塔 ； 1.3 进入脱异丁烷塔的烷烃， 经精馏分离， 烷烃中轻组分即异丁烷从塔顶分离出来， 烷 烃中较重组分即正丁烷、 碳五组分由塔底进入出来后， 正丁烷精制塔 ； 1.4 进入正丁烷精制塔的烷烃， 经精馏分离， 烷烃中重组分即碳五组分由塔底分离出 来， 烷烃中较轻组分即正丁烷由塔顶分离出来。 2. 根据权利要求 1 所述的从炼厂碳四组分中分离出高纯度正丁烷的工业化方法， 其特 征在于 ： 所述炼厂碳四组分原料烃为炼厂催化裂化装置的碳四组分、 裂。
5、解乙烯装置的碳四 组分、 甲基叔丁基醚醚化后碳四组分中至少一种。 3. 根据权利要求 1 所述的从炼厂碳四组分中分离出高纯度正丁烷的工业化方法， 其特 征在于 ： 所述炼厂碳四组分原料烃为炼厂催化裂化装置的碳四组分、 裂解乙烯装置的碳四 组分和甲基叔丁基醚醚化后碳四组分。 4. 根据权利要求 1 所述的从炼厂碳四组分中分离出高纯度正丁烷的工业化方法， 其特 征在于 ： 所述萃取剂中乙腈与水的质量比为 1:0.02 1:0.18。 5. 根据权利要求 1 所述的从炼厂碳四组分中分离出高纯度正丁烷的工业化方法， 其特 征在于 ： 所述乙腈与炼厂碳四组分原料烃的质量比为 1:0.05 1:0.1。 。
6、6. 根据权利要求 1 所述的从炼厂碳四组分中分离出高纯度正丁烷的工业化方法， 其特 征在于 ： 所述步骤 1.1 中 ， 控制萃取塔进料温度为 55 95， 进萃取剂温度为 55 75， 塔顶压力为0.45MPa0.6MPa， 塔顶温度为4560， 塔底温度为125132， 塔底压力为 0.6MPa 0.62MPa， 塔的回流比为 1.8。 7. 根据权利要求 1 所述的从炼厂碳四组分中分离出高纯度正丁烷的工业化方法， 其 特征在于 ： 所述步骤 1.2 中， 控制水洗塔进料温度为 40 45， 水烃比为 0.5:1 2:1， 进水温度为 30 35， 塔顶压力 0.4MPa 0.55MPa。
7、， 塔顶温度为 33 40， 塔底压力 为 0.5MPa 0.55MPa， 塔底温度为 33 37。 8. 根据权利要求 1 所述的从炼厂碳四组分中分离出高纯度正丁烷的工业化方法， 其 特征在于 ： 所述步骤 1.3 中， 控制脱异丁烷塔进料温度 30 40， 塔顶压力 0.55MPa 0.7MPa， 塔顶温度为 48， 塔底压力为 0.72MPa 0.75MPa， 塔底温度为 65 75， 塔 的回流比为 7.2。 9. 根据权利要求 1 所述的从炼厂碳四组分中分离出高纯度正丁烷的工业化方法， 其特 征在于 ： 所述步骤 1.4 中， 控制正丁烷精制塔进料温度 60 70， 塔顶压力 0.4。
8、2MPa 0.47MPa， 塔顶温度为 40 45， 塔底压力为 0.48 MPa 0.50MPa， 塔底温度为 78 83， 塔的回流比为 2.8。 10. 根据权利要求 1 所述的从炼厂碳四组分中分离出高纯度正丁烷的工业化方法， 其 特征在于 ： 所述水洗塔为筛板塔或散堆填料塔。 权 利 要 求 书 CN 102690158 A 2 1/5 页 3 一种从炼厂碳四组分中分离出高纯度正丁烷的工业化方法 技术领域 0001 本发明涉及一种从炼厂碳四组分中分离出高纯度正丁烷的工业化方法。 背景技术 0002 正丁烷是一种用途广泛的有机原料， 不但可以直接作为燃料， 还可以用作溶剂， 致 冷剂和有。
9、机合成原料 ； 正丁烷在催化剂作用下能脱氢生成丁烯或丁二烯， 在硫酸或无水氢 氟酸存在下能异构成异丁烷， 经高温裂解能生成乙烯， 催化氧化能制备醋酸、 丙酸和顺丁烯 二酸酐。 0003 目前， 合成正丁烷的原料是炼厂的碳四组分， 采用吸附剂或萃取剂实现沸点相近 的烯烃和烷烃的分离。如 CN101973833A 提出了一种采用二级吸附分离提纯制备正丁烷的 技术， 正丁烷原料经原料罐通过连接管线加入到一级吸附器， 吸附脱除部分易吸附的烯烃 杂质后， 进入二级吸附器， 正丁烷吸附在吸附相内， 然后通过加热或氮气吹洗使正丁烷脱 附， 获得高纯度正丁烷。该方法对于实际生产放大后， 吸附效果存在着差异， 。
10、产品的纯度不 易控制， 并且使用吸附剂造价高， 增加了生产成本。CN101050159 提出了一种分离丁烷与丁 烯的方法及其专用装置， 采用甲乙酮和极性溶剂为萃取剂， 通过不同配比的萃取剂将碳四 组分逐级进行萃取精馏。该方法生产过程中存在发泡现象， 需使用消泡剂， 增加了生产成 本， 影响产品纯度 ； 使用的萃取剂具有毒性和刺激性气味， 对不同组分的分离需要不同配比 的萃取剂， 操作繁琐， 且萃取剂的配比对分离效果影响显著， 分离效果不稳定， 产品的纯度 不易控制， 不利于工业化生产。 发明内容 0004 本发明要解决的技术问题是提供一种从炼厂碳四组分中分离出高纯度正丁烷的 工业化方法， 该方。
11、法操作过程简单， 不需要繁琐的后续处理， 避免使用具有毒性和刺激性强 的萃取剂， 萃取剂价位低廉， 生产成本低， 正丁烷产品纯度高， 适合工业化生产。 0005 本发明的技术解决方案是 ： 一种从炼厂碳四组分中分离出高纯度正丁烷的工业化方法， 其特殊之处在于 ： 1.1 将经预处理的炼厂碳四组分原料烃送入萃取塔， 以乙腈与水的混合溶液作为萃取 剂， 将原料烃中重组分烯烃和萃取剂从塔底分离出来， 原料烃中轻组分烷烃由塔顶出来后， 进入水洗塔 ； 1.2 进入水洗塔原料烃中轻组分烷烃， 经水洗除去残留在烷烃中的乙腈， 废水从塔底排 出， 烷烃由水洗塔塔顶出来后， 进入脱异丁烷塔 ； 1.3 进入脱。
12、异丁烷塔的烷烃， 经精馏分离， 烷烃中轻组分即异丁烷从塔顶分离出来， 烷 烃中较重组分即正丁烷、 碳五组分由塔底进入出来后， 正丁烷精制塔 ； 1.4 进入正丁烷精制塔的烷烃， 经精馏分离， 烷烃中重组分即碳五组分由塔底分离出 来， 烷烃中较轻组分即正丁烷由塔顶分离出来。 0006 所述炼厂碳四组分原料烃为炼厂催化裂化装置的碳四组分、 裂解乙烯装置的碳四 说 明 书 CN 102690158 A 3 2/5 页 4 组分、 甲基叔丁基醚醚化后碳四组分中至少一种。 0007 所述炼厂碳四组分原料烃为炼厂催化裂化装置的碳四组分、 裂解乙烯装置的碳四 组分和甲基叔丁基醚醚化后碳四组分。 0008 所。
13、述萃取剂中乙腈与水的质量比为 1:0.02 1:0.18。 0009 所述乙腈与炼厂碳四组分原料烃的质量比为 1:0.05 1:0.1。 0010 所述步骤 1.1 中， 控制萃取塔进料温度为 55 95， 进萃取剂温度为 55 75， 塔顶压力为0.45MPa0.6MPa， 塔顶温度为4560， 塔底温度为125132， 塔底压力为 0.6MPa 0.62MPa， 塔的回流比为 1.8。 0011 所述步骤 1.2 中， 控制水洗塔进料温度为 40 45， 水烃比为 0.5:1 2:1， 进 水温度为 30 35， 塔顶压力 0.4MPa 0.55MPa， 塔顶温度为 33 40， 塔底压力。
14、为 0.5MPa0.55MPa， 塔底温度为3337， 使经水洗后烷烃中乙腈的含量在10ppm以下。 0012 所述步骤 1.3 中， 控制脱异丁烷塔进料温度 30 40， 塔顶压力 0.55MPa 0.7MPa， 塔顶温度为 48， 塔底压力为 0.72MPa 0.75MPa， 塔底温度为 65 75， 塔 的回流比为 7.2。 0013 所述步骤 1.4 中， 控制正丁烷精制塔进料温度 60 70， 塔顶压力 0.42MPa 0.47MPa， 塔顶温度为 40 45， 塔底压力为 0.48 MPa 0.50MPa， 塔底温度为 78 83， 塔的回流比为 2.8。 0014 所述水洗塔为筛。
15、板塔或散堆填料塔。 0015 本发明先将碳四组分原料烃经过萃取塔实现了沸点接近的烯烃和烷烃的分离， 在 水洗塔经水洗降低分离烷烃中的乙腈含量， 再利用脱异丁烷塔精馏从烷烃中脱除较轻的异 丁烷组分， 利用正丁烷精制塔将正丁烷与碳五进行分离。 其有益效果是 ： 选用乙腈和水的混 合溶液作为萃取剂， 价格低廉， 避免使用毒性与刺激性很强的有机溶剂， 将沸点只差 1.38 的正丁烷与反 -2- 丁烯分离， 工艺路线简单、 合理， 经萃取分离烯烃和烷烃后， 再进行正丁 烷精制， 操作容易， 不需要繁琐的后续处理， 正丁烷收率为 80 95%， 纯度在 98% 以上， 产品 纯度高， 收率好， 适合工业化。
16、生产。 附图说明 0016 图 1 为本发明的工艺流程简图。 具体实施方式 0017 实施例 1 如图 1 所示， 将预处理的碳四组分原料烃先经萃取塔对沸点接近的烯烃和烷烃的进行 分离， 在水洗塔采用水降低分离烷烃中的乙腈含量 ； 再经精密分馏工艺， 利用脱异丁烷塔精 馏从烷烃中脱除较轻的异丁烷组分， 正丁烷精制塔将正丁烷与碳五进行分离。其具体步骤 如下 ： (1) 将炼厂碳四组分原料烃 （炼厂催化裂化装置的碳四、 裂解乙烯装置的碳四和甲基 叔丁基醚醚化后碳四组分） 进行预处理， 先水洗脱除原料烃中残留的杂质， 然后经脱除轻 组分去除碳三烃类， 所得碳四组分进入萃取塔， 预处理后碳四组分中正丁。
17、烷的质量分数为 13.36% ； 说 明 书 CN 102690158 A 4 3/5 页 5 (2) 将经预处理的炼厂碳四组分原料烃送入萃取塔， 以乙腈与水的混合溶液作为萃取 剂， 将原料烃中重组分烯烃和萃取剂从塔底分离出来， 原料烃中轻组分烷烃由塔顶出来后， 进入水洗塔 ； 其中， 原料烃流量为 35t/h， 进料为气相， 进料温度为 95， 萃取剂的进料温度 为 70， 萃取剂中乙腈与水的质量比 ( 即腈水比 ) 为 1:0.18， 乙腈与原料烃的质量比 ( 即 腈烃比 ) 为 1:0.05， 塔顶压力为 0.55MPa 0.6MPa， 塔顶温度为 45 52， 塔底温度为 126 13。
18、0， 塔底压力为 0.6MPa 0.62MPa， 塔回流比为 1.8 2.2 ； (3) 进入水洗塔 （筛板塔） 原料烃中轻组分烷烃， 经水洗除去残留在烷烃中的乙腈， 废水从塔底排出， 烷烃即正丁烷、 异丁烷、 碳五等组分由水洗塔塔顶出来后， 进入脱异丁 烷塔 ； 其中， 进料流量为 12t/h, 进料温度为 42， 进水流量为 6t/h， 塔顶压力 0.5MPa 0.55MPa， 塔顶温度为 33 40， 塔底压力为 0.5MPa 0.55MPa， 塔底温度为 33 37， 使经水洗后烷烃中乙腈的含量在 10ppm 以下 ； (4) 进入脱异丁烷塔的烷烃， 经精馏分离， 烷烃中轻组分即异丁烷。
19、从塔顶分离出来， 烷烃中较重组分即正丁烷、 碳五组分由塔底出来后， 进入正丁烷精制塔 ； 其中， 进料流量 15t/h， 进料温度 35， 塔顶压力 0.65MPa 0.7MPa， 塔顶温度为 40 45， 塔底压力为 0.72MPa 0.75MPa， 塔底温度为 65 75， 塔的回流比为 7.2 7.5 ； (5) 进入正丁烷精制塔的烷烃， 经精馏分离， 烷烃中重组分即碳五组分由塔底分离出 来， 烷烃中较轻组分即正丁烷由塔顶分离出来 ； 其中， 进料流量为 6t/h， 进料温度 65， 塔 顶压力 0.42MPa 0.47MPa， 塔顶温度为 40 45， 塔底压力为 0.48MPa 0.。
20、50MPa， 塔 底温度为 78 83， 塔的回流比为 2.8 3.0。 0018 经由上述步骤， 正丁烷的产量为 4.44t/h， 纯度为 98%。 0019 实施例 2 从炼厂碳四组分中分离出高纯度正丁烷只调节萃取塔的萃取剂中乙腈与水的质量比 （即腈水比） 为 1:0.02， 其它同实施例 1， 正丁烷的产量为 4.58t/h， 纯度为 98%。 0020 实施例 3 从炼厂碳四组分中分离出高纯度正丁烷只调节萃取塔的萃取剂中乙腈与水的质量比 （即腈水比） 为 1:0.08， 其它同实施例 1， 正丁烷的产量为 4.11t/h， 纯度为 98%。 0021 实施例 4 (1) 将炼厂碳四组分。
21、原料烃 （炼厂催化裂化装置的碳四、 裂解乙烯装置的碳四和甲基 叔丁基醚醚化后碳四组分） 进行预处理， 先水洗脱除原料烃中残留的杂质， 然后经脱除轻 组分去除碳三烃类， 所得碳四组分进入萃取塔， 预处理后碳四组分中正丁烷的质量分数为 13.36% ； (2) 将经预处理的炼厂碳四组分原料烃送入萃取塔， 以乙腈与水的混合溶液作为萃取 剂， 将原料烃中重组分烯烃和萃取剂从塔底分离出来， 原料烃中轻组分烷烃由塔顶出来后， 进入水洗塔 ； 其中， 原料烃流量为 25t/h， 进料为气相， 进料温度为 70， 萃取剂的进料温度 为 55， 萃取剂中乙腈与水的质量比 ( 即腈水比 ) 为 1:0.18， 乙。
22、腈与原料烃的质量比 ( 即 腈烃比 ) 为 1:0.1， 塔顶压力为 0.45MPa 0.5MPa， 塔顶温度为 50 56， 塔底温度为 125 132， 塔底压力为 0.6 MPa 0.62MPa， 塔回流比为 1.8 2.2 ； (3) 进入水洗塔 （散堆填料塔） 原料烃中轻组分烷烃， 经水洗除去残留在烷烃中的乙 腈， 废水从塔底排出， 烷烃即正丁烷、 异丁烷、 碳五等组分由水洗塔塔顶出来后， 进入脱异丁 说 明 书 CN 102690158 A 5 4/5 页 6 烷塔 ； 其中， 进料流量为 10t/h, 进料温度为 40， 进水流量为 10t/h， 进水温度为 30， 塔 顶压力 。
23、0.4MPa 0.45MPa， 塔顶温度为 33 40， 塔底压力为 0.5MPa 0.55MPa， 塔底 温度为 33 37， 使经水洗后烷烃中乙腈的含量在 10ppm 以下 ； (4) 进入脱异丁烷塔的烷烃， 经精馏分离， 烷烃中轻组分即异丁烷从塔顶分离出来， 烷烃中较重组分即正丁烷、 碳五组分由塔底出来后， 进入正丁烷精制塔 ； 其中， 进料流量 10t/h， 进料温度 30， 塔顶压力 0.55MPa 0.6MPa， 塔顶温度为 40 45， 塔底压力为 0.72MPa 0.75MPa， 塔底温度为 65 75， 塔的回流比为 7.2 7.5 ； (5) 进入正丁烷精制塔的烷烃 ， 经。
24、精馏分离， 烷烃中重组分即碳五组分由塔底分离出 来， 烷烃中较轻组分即正丁烷由塔顶分离出来 ； 其中， 进料流量为 5t/h， 进料温度 60， 塔 顶压力 0.42MPa 0.47MPa， 塔顶温度为 40 45， 塔底压力为 0.48MPa 0.50MPa， 塔 底温度为 78 83， 塔的回流比为 2.9 3.1。 0022 经由上述步骤， 正丁烷的产量为 3.30t/h， 纯度为 98%。 0023 实施例 5 (1) 将炼厂碳四组分原料烃 （炼厂催化裂化装置的碳四、 裂解乙烯装置的碳四和甲基 叔丁基醚醚化后碳四组分） 进行预处理， 先水洗脱除原料烃中残留的杂质， 然后经脱除轻 组分去。
25、除碳三烃类， 所得碳四组分进入萃取塔， 预处理后碳四组分中正丁烷的质量分数为 13.36% ； (2) 将经预处理的炼厂碳四组分原料烃送入萃取塔， 以乙腈与水的混合溶液作为萃 取剂， 将原料烃中重组分烯烃和萃取剂从塔底分离出来， 原料烃中轻组分烷烃由塔顶出来 后， 进入水洗塔 ； 其中， 原料烃流量为 40t/h， 进料为气相， 进料温度为 55， 进萃取剂温度 为 75， 萃取剂中乙腈与水的质量比 ( 即腈水比 ) 为 1:0.02， 乙腈与原料烃的质量比 ( 即 腈烃比 ) 为 1:0.05， 塔顶压力为 0.5MPa 0.55MPa， 塔顶温度为 55 60， 塔底温度为 125 132。
26、， 塔底压力为 0.6MPa 0.62MPa， 塔回流比为 2.1 2.5 ； (3) 进入水洗塔 （散堆填料塔） 原料烃中轻组分烷烃， 经水洗除去残留在烷烃中的乙 腈， 废水从塔底排出， 烷烃即正丁烷、 异丁烷、 碳五等组分由水洗塔塔顶出来后， 进入脱异丁 烷塔 ； 其中， 进料流量为 15t/h, 进料温度为 45， 水进塔流量为 30t/h， 进水温度为 35， 塔顶压力 0.45MPa 0.5MPa， 塔顶温度为 33 40， 塔底压力为 0.5MPa 0.55MPa， 塔 底温度为 33 37， 使经水洗后烷烃中乙腈的含量在 10ppm 以下 ； (4) 进入脱异丁烷塔的烷烃， 经精。
27、馏分离， 烷烃中轻组分即异丁烷从塔顶分离出来， 烷烃中较重组分即正丁烷、 碳五组分由塔底出来后， 进入正丁烷精制塔 ； 其中， 进料流量 20t/h， 进料温度 40， 塔顶压力 0.6MPa 0.65MPa， 塔顶温度为 40 45， 塔底压力为 0.72MPa 0.75MPa， 塔底温度为 65 75， 塔的回流比为 7.4 7.7 ； (5) 进入正丁烷精制塔的烷烃 ， 经精馏分离， 烷烃中重组分即碳五组分由塔底分离出 来， 烷烃中较轻组分即正丁烷由塔顶分离出来 ； 其中， 进料流量为 6t/h， 进料温度 70， 塔 顶压力 0.42MPa 0.47MPa， 塔顶温度为 40 45， 。
28、塔底压力为 0.48MPa 0.50MPa， 塔 底温度为 78 83， 塔的回流比为 3.0 3.2。 0024 经由上述步骤， 正丁烷的产量为 5.23t/h， 纯度为 98%。 0025 本发明的碳四组分分离结果如表 1 所示 表 1 碳四组分分离结果数据 说 明 书 CN 102690158 A 6 5/5 页 7 上述实施例 1- 实施例 5 中所述炼厂碳四组分原料烃为炼厂催化裂化装置的碳四组 分、 裂解乙烯装置的碳四组分、 甲基叔丁基醚醚化后碳四组分中一种或二种。 0026 说 明 书 CN 102690158 A 7 1/1 页 8 图 1 说 明 书 附 图 CN 102690158 A 8 。