用于叔丁醇脱水制备异丁烯的系统.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201720082568.1

申请日:

20170118

公开号:

CN206438057U

公开日:

20170825

当前法律状态:

有效性:

有效

法律详情:

IPC分类号:

C07C1/24,C07C11/09

主分类号:

C07C1/24,C07C11/09

申请人:

浙江信汇新材料股份有限公司

发明人:

任纪文,代俊明,邱正茂,彭照亮,陆银萍

地址:

314201 浙江省嘉兴市嘉兴港区东方大道南段三期围堤内

优先权:

CN201720082568U

专利代理机构:

北京邦信阳专利商标代理有限公司

代理人:

黄泽雄;侯海燕

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内容摘要

本实用新型公开一种用于叔丁醇脱水制备异丁烯的系统,包括第一单元和第二单元;第一单元包括第一冷凝器、第一加热器、第一反应塔、第一再沸器和第一分液罐;第二单元包括第二冷凝器、第二加热器、第二反应塔、第二再沸器和第二分液罐;第一加热器的底部设有第一输料管线和第二输料管线,分别用于将来自第一加热器的至少部分待反应原料送入第一反应塔和第二反应塔;所述第一分液罐的底部设置有第三输料管线和第四输料管线,第三输料管线用于将经第一分液罐分离出的至少部分液相作为塔顶回流送至第一反应塔,第四输料管线用于将经第一分液罐分离出的至少部分液相送至第二加热器。该系统可根据生产需要自由切换串、并联生产模式,灵活。

权利要求书

1.一种用于叔丁醇脱水制备异丁烯的系统,其特征在于,所述系统包括第一单元(01)和第二单元(02);所述第一单元(01)包括第一冷凝器(1)、第一加热器(2)、第一反应塔(3)、第一再沸器(4)和第一分液罐(5);所述第二单元(02)包括第二冷凝器(1’)、第二加热器(2’)、第二反应塔(3’)、第二再沸器(4’)和第二分液罐(5’);其中,所述第一冷凝器(1)用于使所述第一反应塔(3)的塔顶产物与待反应的原料叔丁醇换热冷却;所述第一加热器(2)用于使来自所述第一冷凝器(1)的待反应原料吸热升温;所述第一加热器(2)的底部设有第一输料管线(9)和第二输料管线(10),所述第一输料管线(9)上设有第一阀门(91),所述第一输料管线(9)用于将来自所述第一加热器(2)的至少部分待反应原料送入所述第一反应塔(3);所述第二输料管线(10)上设有第二阀门(101),所述第二输料管线(10)用于将来自所述第一加热器(2)的至少部分待反应原料送入所述第二反应塔(3’);所述第一反应塔(3)用于接收来自所述第一输料管线(9)的待反应原料并使其进行脱水反应制备异丁烯;所述第一再沸器(4)用于使所述第一反应塔(3)的塔底产物加热再沸;所述第一分液罐(5)用于接收来自所述第一冷凝器(1)的塔顶产物并对其进行气液分离;所述第一分液罐(5)的底部设置有第三输料管线(11)和第四输料管线(12),所述第三输料管线(11)上设有第三阀门(111),所述第三输料管线(11)用于将经所述第一分液罐(5)分离出的至少部分液相作为塔顶回流送至所述第一反应塔(3);所述第四输料管线(12)上设有第四阀门(121),所述第四输料管线(12)用于将经所述第一分液罐(5)分离出的至少部分液相送至所述第二加热器(2’);所述第二加热器(2’)用于使来自所述第四输料管线(12)的物料吸热升温,以得到升温物料;所述第二反应塔(3’)用于接收来自所述第二加热器(2’)的升温物料与来自所述第二输料管线(10)的待反应原料,并使其进行脱水反应制备异丁烯;所述第二再沸器(4’)用于使所述第二反应塔(3’)的塔底产物加热再沸;所述第二冷凝器(1’)用于接收来自所述第二反应塔(3’)的塔顶产物并对其进行冷凝,以得到冷凝物料;所述第二分液罐(5’)用于对来自所述第二冷凝器(1’)的冷凝物料进行气液分离;所述第二分液罐(5’)的底部设置有第五输料管线(8),用于将经所述第二分液罐(5’)分离出的至少部分液相作为塔顶回流输入所述第二反应塔(3’)中。 2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述第一加热器(2)用于使来自所述第一冷凝器(1)的待反应原料与所述第一反应塔(3)的塔底产物换热升温。 3.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述第二加热器(2’)用于使来自所述第四输料管线(12)的物料与所述第二反应塔(3’)的塔底产物换热升温。 4.根据权利要求1-3任一项所述的系统,其特征在于,所述第一反应塔(3)和所述第二反应塔(3’)分别包括由下至上的塔板段和填料段,所述塔板段的塔板数为15-35,所述填料段的填料层数为2-8,所述第一反应塔(3)和所述第二反应塔(3’)的进料口设置于自所述塔板段的1/2处至所述填料段的顶部。 5.根据权利要求4所述的系统,其特征在于,所述第一分液罐(5)的顶部出口设置有第一产物输出管线(7),用于将来自所述第一分液罐(5)的顶部产物输出;所述第二分液罐(5’)的顶部出口设置有第二产物输出管线(7’),用于将来自所述第二分液罐(5’)的顶部产物输出。

说明书

技术领域

本实用新型属于异丁烯的制备领域,特别是一种用于叔丁醇脱水制备异丁烯的系统。

背景技术

异丁烯是一种重要的基本有机化工原料,是合成橡胶的单体之一,其化工利用途径主要包括C4抽余异丁烯的利用和高纯异丁烯加工利用两种,前者主要用于生产甲基叔丁基醚和叔丁醇,后者可用于生产丁基橡胶、聚异丁烯和甲基丙烯酸酯等多种有机化工原料和精细化学品。目前生产高纯度异丁烯的方法主要有甲基叔丁基醚裂解法和叔丁醇脱水法。

甲基叔丁基醚裂解法产品纯度高,装置规模灵活性大,可以根据市场需求生产甲基叔丁醚或异丁烯,但是由于醚化法副反应多,为获得高纯度异丁烯产品,分离精制工艺复杂,流程长,能耗大。叔丁醇脱水法工艺流程简单,反应条件温和,副反应少,分离精制容易,产品质量高,设备投资少。两种工艺相比,生产单位异丁烯产品,叔丁醇脱水法比甲基叔丁基醚裂解法更加经济。

专利CN 104447167 A中公开了利用原料叔丁醇和从异丁烯精馏塔塔釜采出的以叔丁醇和水为主要成份的混合液在汽化提馏塔中汽化分离,从塔顶出来的叔丁醇和水混合蒸汽送入叔丁醇脱水反应系统,反应后得到的异丁烯气体送出。专利CN 101381273 A中公开了将原料叔丁醇连续加入装有超强固体酸催化剂的反应釜,并加热使之沸腾裂解,裂解产生的异丁烯气体与沸腾叔丁醇气体一起流入分离塔进行分离,异丁烯气体从塔顶流出,未反应的叔丁醇在塔顶冷凝部分回流塔内,部分流出返回至反应釜。这两个专利前者关注叔丁醇的气化,后者关注产物异丁烯与叔丁醇的分离,因此都采用了反应釜与塔组合的方式,增加了设备的投入和操作费用;这两个专利所涉及的生产装置是单釜、单塔模式运行,生产能力调节不灵活。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于叔丁醇脱水制备异丁烯的系统,该系统可以用叔丁醇脱水制备异丁烯,并且能够根据实际需要灵活选用不同模式。

为实现本实用新型的目的,本实用新型采用以下技术方案:

一种用于叔丁醇脱水制备异丁烯的系统,包括第一单元和第二单元;

所述第一单元包括第一冷凝器、第一加热器、第一反应塔、第一再沸器和第一分液罐;所述第二单元包括第二冷凝器、第二加热器、第二反应塔、第二再沸器和第二分液罐;其中,

所述第一冷凝器用于使所述第一反应塔的塔顶产物与待反应的原料叔丁醇换热冷却;

所述第一加热器用于使来自所述第一冷凝器的待反应原料吸热升温;所述第一加热器的底部设有第一输料管线和第二输料管线,所述第一输料管线上设有第一阀门,所述第一输料管线用于将来自所述第一加热器的至少部分待反应原料送入所述第一反应塔;所述第二输料管线上设有第二阀门,所述第二输料管线用于将来自所述第一加热器的至少部分待反应原料送入所述第二反应塔;

所述第一反应塔用于接收来自所述第一输料管线的待反应原料并使其进行脱水反应制备异丁烯;

所述第一再沸器用于使所述第一反应塔的塔底产物加热再沸;

所述第一分液罐用于接收来自所述第一冷凝器的塔顶产物并对其进行气液分离;所述第一分液罐的底部设置有第三输料管线和第四输料管线,所述第三输料管线上设有第三阀门,所述第三输料管线用于将经所述第一分液罐分离出的至少部分液相作为塔顶回流送至所述第一反应塔;所述第四输料管线上设有第四阀门,所述第四输料管线用于将经所述第一分液罐分离出的至少部分液相送至所述第二加热器;

所述第二加热器用于使来自所述第四输料管线的物料吸热升温,以得到升温物料;

所述第二反应塔用于接收来自所述第二加热器的升温物料与来自所述第二输料管线的待反应原料,并使其进行脱水反应制备异丁烯;

所述第二再沸器用于使所述第二反应塔的塔底产物加热再沸;

所述第二冷凝器用于接收来自所述第二反应塔的塔顶产物并对其进行冷凝,以得到冷凝物料;

所述第二分液罐用于对来自所述第二冷凝器的冷凝物料进行气液分离;所述第二分液罐的底部设置有第五输料管线,用于将经所述第二分液罐分离出的至少部分液相作为塔顶回流输入所述第二反应塔中。

优选地,所述第一加热器用于使来自所述第一冷凝器的待反应原料与所述第一反应塔的塔底产物换热升温。

优选地,所述第二加热器用于使来自所述第四输料管线的物料与所述第二反应塔的塔底产物换热升温。

优选地,所述第一反应塔和所述第二反应塔分别包括由下至上的塔板段和填料段,所述塔板段的塔板数为15-35,所述填料段的填料层数为2-8,所述第一反应塔和所述第二反应塔的进料口设置于自所述塔板段的1/2处至所述填料段的顶部。

优选地,所述第一分液罐的顶部出口设置有第一产物输出管线,用于将来自所述第一分液罐的顶部产物输出;所述第二分液罐的顶部出口设置有第二产物输出管线,用于将来自所述第二分液罐的顶部产物输出。

本实用新型的有益效果在于:

(1)本实用新型的用于叔丁醇脱水制备异丁烯的系统,能够根据不同的生产需要,通过控制不同的阀门,实现不同的生产过程;比如,当需要提高叔丁醇的转化率时,打开第一阀门91和第四阀门121,关闭第二阀门101和第三阀门111,使第一单元01和第二单元02串联连接,进而提高叔丁醇的转化率;当需要提高产能时,打开第一阀门91、第二阀门101和第三阀门111,关闭第四阀门121,使第一单元01和第二单元02并联连接,以提高产能;两种模式可根据生产要求自由切换,生产调节空间大,可满足不同的生产需求;而且能够里利用反应后的物料所携带的热量对进料进行加热,同时也达到对反应后的物料进行降温的目的,可减少蒸汽和冷却水的使用,达到节约能源的目的;

(2)通过对第二加热器2’的设置,不仅能够有效利用来自第二反应塔3’的塔底产物(即位于塔底的叔丁醇含量小于2ppm的叔丁醇溶液)所携带的热量对第二反应塔3’的进料(来自所述第四输料管线12的物料)进行加热,同时还能达到对来自第二反应塔3’的塔底产物进行降温的目的,进一步减少了蒸汽和冷却水的使用,达到节约能源的目的;

(3)通过对第一加热器2的设置,能够有效利用来自第一反应塔3的塔底产物(即位于塔底的叔丁醇含量小于2ppm的叔丁醇溶液)所携带的热量对第一反应塔3的进料进行加热,同时达到对第一反应塔3的塔底产物进行降温的目的,进一步减少了蒸汽和冷却水的使用,达到节约能源的目的。

附图说明

图1为本实用新型的用于叔丁醇脱水制备异丁烯的系统在一种实施方式中的结构示意图。

具体实施方式

以下通过具体实施方式对本实用新型的技术方案及其效果做进一步说明。以下实施方式仅用于说明本实用新型的内容,并不用于限制本实用新型的保护范围。应用本实用新型的构思对本实用新型进行的简单改变都在本实用新型要求保护的范围内。

如图1所示,本实用新型的用于叔丁醇脱水制备异丁烯的系统,包括第一单元01和第二单元02;

所述第一单元01包括第一冷凝器1、第一加热器2、第一反应塔3、第一再沸器4和第一分液罐5;所述第二单元02包括第二冷凝器1’、第二加热器2’、第二反应塔3’、第二再沸器4’和第二分液罐5’;其中,

所述第一冷凝器1用于使所述第一反应塔3的塔顶产物与待反应的原料叔丁醇换热冷却;

所述第一加热器2用于使来自所述第一冷凝器1的待反应原料吸热升温;所述第一加热器2的底部设有第一输料管线9和第二输料管线10,所述第一输料管线9上设有第一阀门91,所述第一输料管线9用于将来自所述第一加热器2的至少部分待反应原料送入所述第一反应塔3;所述第二输料管线10上设有第二阀门101,所述第二输料管线10用于将来自所述第一加热器2的至少部分待反应原料送入所述第二反应塔3’;

所述第一反应塔3用于接收来自所述第一输料管线9的待反应原料并使其进行脱水反应制备异丁烯;

所述第一再沸器4用于使所述第一反应塔3的塔底产物加热再沸;

所述第一分液罐5用于接收来自所述第一冷凝器1的塔顶产物并对其进行气液分离;所述第一分液罐5的底部设置有第三输料管线11和第四输料管线12,所述第三输料管线11上设有第三阀门111,所述第三输料管线11用于将经所述第一分液罐5分离出的至少部分液相作为塔顶回流送至所述第一反应塔3;所述第四输料管线12上设有第四阀门121,所述第四输料管线12用于将经所述第一分液罐5分离出的至少部分液相送至所述第二加热器2’;

所述第二加热器2’用于使来自所述第四输料管线12的物料吸热升温,以得到升温物料;

所述第二反应塔3’用于接收来自所述第二加热器2’的升温物料与来自所述第二输料管线10的待反应原料,并使其进行脱水反应制备异丁烯;

所述第二再沸器4’用于使所述第二反应塔3’的塔底产物加热再沸;

所述第二冷凝器1’用于接收来自所述第二反应塔3’的塔顶产物并对其进行冷凝,以得到冷凝物料;

所述第二分液罐5’用于对来自所述第二冷凝器1’的冷凝物料进行气液分离;所述第二分液罐5’的底部设置有第五输料管线8,用于将经所述第二分液罐5’分离出的至少部分液相作为塔顶回流输入所述第二反应塔3’中。

本实用新型的用于叔丁醇脱水制备异丁烯的系统,能够根据不同的生产需要,通过控制不同的阀门,实现不同的生产过程;比如,当需要提高叔丁醇的转化率时,打开第一阀门91和第四阀门121,关闭第二阀门101和第三阀门111,使第一单元01和第二单元02串联连接,进而提高叔丁醇的转化率;串联模式下,第一反应塔3和第二反应塔3’的进料中叔丁醇的浓度为94~98wt%,塔顶出料中异丁烯的浓度为60~70wt%;当需要提高产能时,打开第一阀门91、第二阀门101和第三阀门111,关闭第四阀门121,使第一单元01和第二单元02并联连接,以提高产能;并联模式下,第一反应塔3的进料中叔丁醇的浓度为94~98wt%,第二反应塔3’的进料中叔丁醇的浓度为30~40wt%,第一反应塔3的塔顶出料中异丁烯的浓度为60~70wt%,第二反应塔3’的塔顶出料中异丁烯的浓度为55~70wt%;两种模式可根据生产要求自由切换,生产调节空间大,可满足不同的生产需求;而且能够里利用反应后的物料所携带的热量对进料进行加热,同时也达到对反应后的物料进行降温的目的,可减少蒸汽和冷却水的使用,达到节约能源的目的,比如将进料通过第一冷凝器1输入第一加热器2中进行加热,可以利用第一反应塔的塔顶产物所携带的热量对进料进行加热,同时进料也对第一反应塔的塔顶产物起到冷却作用,这就可以同时减少蒸汽和冷却水的使用,节约能源。

在一种实施方式中,第一反应塔3和第二反应塔3’的塔釜温度为140-150℃,比如150℃。

在一种实施方式中,第一反应塔3和第二反应塔3’的进料的进料流量为180-360kmol/hr,比如300kmol/hr。

在一种实施方式中,所述第一加热器2用于使来自所述第一冷凝器1的待反应原料与所述第一反应塔3的塔底产物换热升温,以同时减少蒸汽和冷却水的使用,节约能源。

在一种实施方式中,所述第二加热器2’用于使来自所述第四输料管线12的物料与所述第二反应塔3’的塔底产物换热升温,以同时减少蒸汽和冷却水的使用,节约能源。

在一种实施方式中,所述第一反应塔3和所述第二反应塔3’分别包括由下至上的塔板段和填料段,所述塔板段的塔板数为15-35,所述填料段的填料层数为2-8,所述第一反应塔3和所述第二反应塔3’的进料口设置于自所述塔板段的1/2处至所述填料段的顶部,从而使进料与填料段催化剂充分接触,有利于脱水反应后气液相分离。

在一种实施方式中,所述第一分液罐5的顶部出口设置有第一产物输出管线7,用于将来自所述第一分液罐5的顶部产物输出;所述第二分液罐5’的顶部出口设置有第二产物输出管线7’,用于将来自所述第二分液罐5’的顶部产物输出。

本实用新型所涉及的设备均为本领域的常用设备。

本实用新型的用于叔丁醇脱水制备异丁烯的系统的运行过程如下:

串联模式:

打开第一阀门91和第四阀门121,关闭第二阀门101和第三阀门111,使第一单元01和第二单元02串联连接,进料叔丁醇溶液(浓度为94~98wt%)经第一冷凝器1输入第一加热器2中加热至100℃后,以一定的流量(比如300kmol/hr)经进料口输入第一反应塔3中,进行叔丁醇脱水反应;而反应过程中的塔底产物一部分循环输入第一再沸器4(蒸汽做热源)中进行加热再沸,并重新输入第一反应塔3中以提供热量;另一部分塔底产物输入所述第一加热器2中与来自所述第一冷凝器1的待反应原料换热以降温,同时对来自所述第一冷凝器1的待反应原料升温;而第一反应塔3的塔顶产物(反应后得到的异丁烯混合气体)输入第一冷凝器1中与输入第一冷凝器1中的待反应原料进行换热而降温,同时也对待反应原料加热升温;降温后的塔顶产物输入第一分液罐5中进行气液分离,第一分液罐5的顶部产物(异丁烯混合气)经第一产物输出管线7输出,底部产物(浓度大约为35wt%的叔丁醇溶液)输入第二加热器2’中进行加热至100℃后,以一定的流量(比如300kmol/hr)经进料口输入第二反应塔3’中,进行叔丁醇脱水反应;同样,反应过程中的塔底产物一部分循环输入第二再沸器4’(蒸汽做热源)中进行加热再沸,并重新输入第二反应塔3’中以提供热量;另一部分塔底产物输入所述第二加热器2’中与来自所述第四输料管线12的物料进行换热以降温,同时也对第二反应塔3’的进料进行加热升温;而第二反应塔3’的塔顶产物(反应后得到的异丁烯混合气体)输入第二冷凝器1’中进行降温,降温后的塔顶产物输入第二分液罐5’中进行气液分离,顶部产物(异丁烯混合气)经第二产物输出管线7’输出,底部产物(浓度大约为50wt%的叔丁醇溶液)经第五输料管线8重新输入所述第二反应塔3’中进行叔丁醇脱水反应。

并联模式:

打开第一阀门91、第二阀门101和第三阀门111,关闭第四阀门121,使第一单元01和第二单元02并联连接,进料叔丁醇溶液(浓度为94~98wt%)经第一冷凝器1输入第一加热器2中加热至100℃后,分别以一定的流量(比如300kmol/hr)经进料口输入第一反应塔3和第二反应塔3’中,进行叔丁醇脱水反应;

第一反应塔3中,反应过程中的塔底产物一部分循环输入第一再沸器4(蒸汽做热源)中进行加热再沸,并重新输入第一反应塔3中以提供热量;另一部分塔底产物输入所述第一加热器2中与来自所述第一冷凝器1的待反应原料换热以降温,同时对来自所述第一冷凝器1的待反应原料升温;而第一反应塔3的塔顶产物(反应后得到的异丁烯混合气体)输入第一冷凝器1与待反应原料进行换热以降温,同时也对第一反应塔3的进料进行加热;降温后的塔顶产物输入第一分液罐5中进行气液分离,第一分液罐5的顶部产物(异丁烯混合气)经第一产物输出管线7输出,底部产物(浓度大约为35wt%的叔丁醇溶液)经第三输料管线11重新输入所述第一反应塔3中进行叔丁醇脱水反应;

同样,第二反应塔3’中,反应过程中的塔底产物一部分循环输入第二再沸器4’(蒸汽做热源)中进行加热再沸,并重新输入第二反应塔3’中以提供热量;另一部分塔底产物输入所述第二加热器2’中与与来自所述第四输料管线12的物料进行换热以降温,同时对来自所述第四输料管线12的物料进行加热升温;而第二反应塔3’的塔顶产物(反应后得到的异丁烯混合气体)输入第二冷凝器1’中进行降温,降温后的塔顶产物输入第二分液罐5’中进行气液分离,顶部产物(异丁烯混合气)经第二产物输出管线7’输出,底部产物(浓度大约为35wt%的叔丁醇溶液)经第五输料管线8重新输入所述第二反应塔3’中进行叔丁醇脱水反应。

串联模式下,当按照以下反应条件进行时,叔丁醇的总转化率不小于98wt%。所述串联模式的反应条件为:第一反应塔3和第二反应塔3’的进料口位置为由下至上第25块塔板处,进料流量为300kmol/hr,塔釜温度为150℃;第一反应塔3的进料中叔丁醇浓度为97wt%;第一分液罐5的底部产物(即第二反应塔3’的进料)中叔丁醇浓度为35wt%;第一加热器2和第二加热器2’的热流体的冷流体通道出口温度为100℃。

并联模式下,当按照以下反应条件进行时,叔丁醇的总转化率不小于92wt%,且处理能力是串联模式下的2倍。所述并联模式的反应条件为:第一反应塔3和第二反应塔3’的进料口位置为由下至上第25块塔板处,进料流量为300kmol/hr,塔釜温度为150℃,进料中叔丁醇浓度为97wt%;第一加热器2和第二加热器2’的热流体的冷流体通道出口温度为100℃。

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201720082568.1 (22)申请日 2017.01.18 (73)专利权人 浙江信汇新材料股份有限公司 地址 314201 浙江省嘉兴市嘉兴港区东方 大道南段三期围堤内 (72)发明人 任纪文代俊明邱正茂彭照亮 陆银萍 (74)专利代理机构 北京邦信阳专利商标代理有 限公司 11012 代理人 黄泽雄侯海燕 (51)Int.Cl. C07C 1/24(2006.01) C07C 11/09(2006.01) (54)实用新型名称 用于叔丁醇脱水制备异丁烯的系统 (57)。

2、摘要 本实用新型公开一种用于叔丁醇脱水制备 异丁烯的系统, 包括第一单元和第二单元; 第一 单元包括第一冷凝器、 第一加热器、 第一反应塔、 第一再沸器和第一分液罐; 第二单元包括第二冷 凝器、 第二加热器、 第二反应塔、 第二再沸器和第 二分液罐; 第一加热器的底部设有第一输料管线 和第二输料管线, 分别用于将来自第一加热器的 至少部分待反应原料送入第一反应塔和第二反 应塔; 所述第一分液罐的底部设置有第三输料管 线和第四输料管线, 第三输料管线用于将经第一 分液罐分离出的至少部分液相作为塔顶回流送 至第一反应塔, 第四输料管线用于将经第一分液 罐分离出的至少部分液相送至第二加热器。 该系 。

3、统可根据生产需要自由切换串、 并联生产模式, 灵活。 权利要求书2页 说明书6页 附图1页 CN 206438057 U 2017.08.25 CN 206438057 U 1.一种用于叔丁醇脱水制备异丁烯的系统, 其特征在于, 所述系统包括第一单元(01) 和第二单元(02); 所述第一单元(01)包括第一冷凝器(1)、 第一加热器(2)、 第一反应塔(3)、 第一再沸器 (4)和第一分液罐(5); 所述第二单元(02)包括第二冷凝器(1 )、 第二加热器(2 )、 第二反应 塔(3 )、 第二再沸器(4 )和第二分液罐(5 ); 其中, 所述第一冷凝器(1)用于使所述第一反应塔(3)的塔顶。

4、产物与待反应的原料叔丁醇换 热冷却; 所述第一加热器(2)用于使来自所述第一冷凝器(1)的待反应原料吸热升温; 所述第一 加热器(2)的底部设有第一输料管线(9)和第二输料管线(10), 所述第一输料管线(9)上设 有第一阀门(91), 所述第一输料管线(9)用于将来自所述第一加热器(2)的至少部分待反应 原料送入所述第一反应塔(3); 所述第二输料管线(10)上设有第二阀门(101), 所述第二输 料管线(10)用于将来自所述第一加热器(2)的至少部分待反应原料送入所述第二反应塔 (3 ); 所述第一反应塔(3)用于接收来自所述第一输料管线(9)的待反应原料并使其进行脱 水反应制备异丁烯; 。

5、所述第一再沸器(4)用于使所述第一反应塔(3)的塔底产物加热再沸; 所述第一分液罐(5)用于接收来自所述第一冷凝器(1)的塔顶产物并对其进行气液分 离; 所述第一分液罐(5)的底部设置有第三输料管线(11)和第四输料管线(12), 所述第三输 料管线(11)上设有第三阀门(111), 所述第三输料管线(11)用于将经所述第一分液罐(5)分 离出的至少部分液相作为塔顶回流送至所述第一反应塔(3); 所述第四输料管线(12)上设 有第四阀门(121), 所述第四输料管线(12)用于将经所述第一分液罐(5)分离出的至少部分 液相送至所述第二加热器(2 ); 所述第二加热器(2 )用于使来自所述第四输。

6、料管线(12)的物料吸热升温, 以得到升温 物料; 所述第二反应塔(3 )用于接收来自所述第二加热器(2 )的升温物料与来自所述第二 输料管线(10)的待反应原料, 并使其进行脱水反应制备异丁烯; 所述第二再沸器(4 )用于使所述第二反应塔(3 )的塔底产物加热再沸; 所述第二冷凝器(1 )用于接收来自所述第二反应塔(3 )的塔顶产物并对其进行冷凝, 以得到冷凝物料; 所述第二分液罐(5 )用于对来自所述第二冷凝器(1 )的冷凝物料进行气液分离; 所述 第二分液罐(5 )的底部设置有第五输料管线(8), 用于将经所述第二分液罐(5 )分离出的 至少部分液相作为塔顶回流输入所述第二反应塔(3 )。

7、中。 2.根据权利要求1所述的系统, 其特征在于, 所述第一加热器(2)用于使来自所述第一 冷凝器(1)的待反应原料与所述第一反应塔(3)的塔底产物换热升温。 3.根据权利要求1所述的系统, 其特征在于, 所述第二加热器(2 )用于使来自所述第四 输料管线(12)的物料与所述第二反应塔(3 )的塔底产物换热升温。 4.根据权利要求1-3任一项所述的系统, 其特征在于, 所述第一反应塔(3)和所述第二 反应塔(3 )分别包括由下至上的塔板段和填料段, 所述塔板段的塔板数为15-35, 所述填料 段的填料层数为2-8, 所述第一反应塔(3)和所述第二反应塔(3 )的进料口设置于自所述塔 权利要求书。

8、 1/2 页 2 CN 206438057 U 2 板段的1/2处至所述填料段的顶部。 5.根据权利要求4所述的系统, 其特征在于, 所述第一分液罐(5)的顶部出口设置有第一产物输出管线(7), 用于将来自所述第一分 液罐(5)的顶部产物输出; 所述第二分液罐(5 )的顶部出口设置有第二产物输出管线(7 ), 用于将来自所述第二分液罐(5 )的顶部产物输出。 权利要求书 2/2 页 3 CN 206438057 U 3 用于叔丁醇脱水制备异丁烯的系统 技术领域 0001 本实用新型属于异丁烯的制备领域, 特别是一种用于叔丁醇脱水制备异丁烯的系 统。 背景技术 0002 异丁烯是一种重要的基本有。

9、机化工原料, 是合成橡胶的单体之一, 其化工利用途 径主要包括C4抽余异丁烯的利用和高纯异丁烯加工利用两种, 前者主要用于生产甲基叔丁 基醚和叔丁醇, 后者可用于生产丁基橡胶、 聚异丁烯和甲基丙烯酸酯等多种有机化工原料 和精细化学品。 目前生产高纯度异丁烯的方法主要有甲基叔丁基醚裂解法和叔丁醇脱水 法。 0003 甲基叔丁基醚裂解法产品纯度高, 装置规模灵活性大, 可以根据市场需求生产甲 基叔丁醚或异丁烯, 但是由于醚化法副反应多, 为获得高纯度异丁烯产品, 分离精制工艺复 杂, 流程长, 能耗大。 叔丁醇脱水法工艺流程简单, 反应条件温和, 副反应少, 分离精制容易, 产品质量高, 设备投资。

10、少。 两种工艺相比, 生产单位异丁烯产品, 叔丁醇脱水法比甲基叔丁 基醚裂解法更加经济。 0004 专利CN 104447167 A中公开了利用原料叔丁醇和从异丁烯精馏塔塔釜采出的以 叔丁醇和水为主要成份的混合液在汽化提馏塔中汽化分离, 从塔顶出来的叔丁醇和水混合 蒸汽送入叔丁醇脱水反应系统, 反应后得到的异丁烯气体送出。 专利CN 101381273 A中公 开了将原料叔丁醇连续加入装有超强固体酸催化剂的反应釜, 并加热使之沸腾裂解, 裂解 产生的异丁烯气体与沸腾叔丁醇气体一起流入分离塔进行分离, 异丁烯气体从塔顶流出, 未反应的叔丁醇在塔顶冷凝部分回流塔内, 部分流出返回至反应釜。 这两个。

11、专利前者关注 叔丁醇的气化, 后者关注产物异丁烯与叔丁醇的分离, 因此都采用了反应釜与塔组合的方 式, 增加了设备的投入和操作费用; 这两个专利所涉及的生产装置是单釜、 单塔模式运行, 生产能力调节不灵活。 实用新型内容 0005 本实用新型的目的在于提供一种用于叔丁醇脱水制备异丁烯的系统, 该系统可以 用叔丁醇脱水制备异丁烯, 并且能够根据实际需要灵活选用不同模式。 0006 为实现本实用新型的目的, 本实用新型采用以下技术方案: 0007 一种用于叔丁醇脱水制备异丁烯的系统, 包括第一单元和第二单元; 0008 所述第一单元包括第一冷凝器、 第一加热器、 第一反应塔、 第一再沸器和第一分液。

12、 罐; 所述第二单元包括第二冷凝器、 第二加热器、 第二反应塔、 第二再沸器和第二分液罐; 其 中, 0009 所述第一冷凝器用于使所述第一反应塔的塔顶产物与待反应的原料叔丁醇换热 冷却; 0010 所述第一加热器用于使来自所述第一冷凝器的待反应原料吸热升温; 所述第一加 说明书 1/6 页 4 CN 206438057 U 4 热器的底部设有第一输料管线和第二输料管线, 所述第一输料管线上设有第一阀门, 所述 第一输料管线用于将来自所述第一加热器的至少部分待反应原料送入所述第一反应塔; 所 述第二输料管线上设有第二阀门, 所述第二输料管线用于将来自所述第一加热器的至少部 分待反应原料送入所述。

13、第二反应塔; 0011 所述第一反应塔用于接收来自所述第一输料管线的待反应原料并使其进行脱水 反应制备异丁烯; 0012 所述第一再沸器用于使所述第一反应塔的塔底产物加热再沸; 0013 所述第一分液罐用于接收来自所述第一冷凝器的塔顶产物并对其进行气液分离; 所述第一分液罐的底部设置有第三输料管线和第四输料管线, 所述第三输料管线上设有第 三阀门, 所述第三输料管线用于将经所述第一分液罐分离出的至少部分液相作为塔顶回流 送至所述第一反应塔; 所述第四输料管线上设有第四阀门, 所述第四输料管线用于将经所 述第一分液罐分离出的至少部分液相送至所述第二加热器; 0014 所述第二加热器用于使来自所述。

14、第四输料管线的物料吸热升温, 以得到升温物 料; 0015 所述第二反应塔用于接收来自所述第二加热器的升温物料与来自所述第二输料 管线的待反应原料, 并使其进行脱水反应制备异丁烯; 0016 所述第二再沸器用于使所述第二反应塔的塔底产物加热再沸; 0017 所述第二冷凝器用于接收来自所述第二反应塔的塔顶产物并对其进行冷凝, 以得 到冷凝物料; 0018 所述第二分液罐用于对来自所述第二冷凝器的冷凝物料进行气液分离; 所述第二 分液罐的底部设置有第五输料管线, 用于将经所述第二分液罐分离出的至少部分液相作为 塔顶回流输入所述第二反应塔中。 0019 优选地, 所述第一加热器用于使来自所述第一冷凝。

15、器的待反应原料与所述第一反 应塔的塔底产物换热升温。 0020 优选地, 所述第二加热器用于使来自所述第四输料管线的物料与所述第二反应塔 的塔底产物换热升温。 0021 优选地, 所述第一反应塔和所述第二反应塔分别包括由下至上的塔板段和填料 段, 所述塔板段的塔板数为15-35, 所述填料段的填料层数为2-8, 所述第一反应塔和所述第 二反应塔的进料口设置于自所述塔板段的1/2处至所述填料段的顶部。 0022 优选地, 所述第一分液罐的顶部出口设置有第一产物输出管线, 用于将来自所述 第一分液罐的顶部产物输出; 所述第二分液罐的顶部出口设置有第二产物输出管线, 用于 将来自所述第二分液罐的顶部。

16、产物输出。 0023 本实用新型的有益效果在于: 0024 (1)本实用新型的用于叔丁醇脱水制备异丁烯的系统, 能够根据不同的生产需要, 通过控制不同的阀门, 实现不同的生产过程; 比如, 当需要提高叔丁醇的转化率时, 打开第 一阀门91和第四阀门121, 关闭第二阀门101和第三阀门111, 使第一单元01和第二单元02串 联连接, 进而提高叔丁醇的转化率; 当需要提高产能时, 打开第一阀门91、 第二阀门101和第 三阀门111, 关闭第四阀门121, 使第一单元01和第二单元02并联连接, 以提高产能; 两种模 式可根据生产要求自由切换, 生产调节空间大, 可满足不同的生产需求; 而且能。

17、够里利用反 说明书 2/6 页 5 CN 206438057 U 5 应后的物料所携带的热量对进料进行加热, 同时也达到对反应后的物料进行降温的目的, 可减少蒸汽和冷却水的使用, 达到节约能源的目的; 0025 (2)通过对第二加热器2 的设置, 不仅能够有效利用来自第二反应塔3 的塔底产 物(即位于塔底的叔丁醇含量小于2ppm的叔丁醇溶液)所携带的热量对第二反应塔3 的进 料(来自所述第四输料管线12的物料)进行加热, 同时还能达到对来自第二反应塔3 的塔底 产物进行降温的目的, 进一步减少了蒸汽和冷却水的使用, 达到节约能源的目的; 0026 (3)通过对第一加热器2的设置, 能够有效利用。

18、来自第一反应塔3的塔底产物(即位 于塔底的叔丁醇含量小于2ppm的叔丁醇溶液)所携带的热量对第一反应塔3的进料进行加 热, 同时达到对第一反应塔3的塔底产物进行降温的目的, 进一步减少了蒸汽和冷却水的使 用, 达到节约能源的目的。 附图说明 0027 图1为本实用新型的用于叔丁醇脱水制备异丁烯的系统在一种实施方式中的结构 示意图。 具体实施方式 0028 以下通过具体实施方式对本实用新型的技术方案及其效果做进一步说明。 以下实 施方式仅用于说明本实用新型的内容, 并不用于限制本实用新型的保护范围。 应用本实用 新型的构思对本实用新型进行的简单改变都在本实用新型要求保护的范围内。 0029 如图。

19、1所示, 本实用新型的用于叔丁醇脱水制备异丁烯的系统, 包括第一单元01和 第二单元02; 0030 所述第一单元01包括第一冷凝器1、 第一加热器2、 第一反应塔3、 第一再沸器4和第 一分液罐5; 所述第二单元02包括第二冷凝器1 、 第二加热器2 、 第二反应塔3 、 第二再沸器 4 和第二分液罐5 ; 其中, 0031 所述第一冷凝器1用于使所述第一反应塔3的塔顶产物与待反应的原料叔丁醇换 热冷却; 0032 所述第一加热器2用于使来自所述第一冷凝器1的待反应原料吸热升温; 所述第一 加热器2的底部设有第一输料管线9和第二输料管线10, 所述第一输料管线9上设有第一阀 门91, 所述第。

20、一输料管线9用于将来自所述第一加热器2的至少部分待反应原料送入所述第 一反应塔3; 所述第二输料管线10上设有第二阀门101, 所述第二输料管线10用于将来自所 述第一加热器2的至少部分待反应原料送入所述第二反应塔3 ; 0033 所述第一反应塔3用于接收来自所述第一输料管线9的待反应原料并使其进行脱 水反应制备异丁烯; 0034 所述第一再沸器4用于使所述第一反应塔3的塔底产物加热再沸; 0035 所述第一分液罐5用于接收来自所述第一冷凝器1的塔顶产物并对其进行气液分 离; 所述第一分液罐5的底部设置有第三输料管线11和第四输料管线12, 所述第三输料管线 11上设有第三阀门111, 所述第。

21、三输料管线11用于将经所述第一分液罐5分离出的至少部分 液相作为塔顶回流送至所述第一反应塔3; 所述第四输料管线12上设有第四阀门121, 所述 第四输料管线12用于将经所述第一分液罐5分离出的至少部分液相送至所述第二加热器 说明书 3/6 页 6 CN 206438057 U 6 2 ; 0036 所述第二加热器2 用于使来自所述第四输料管线12的物料吸热升温, 以得到升温 物料; 0037 所述第二反应塔3 用于接收来自所述第二加热器2 的升温物料与来自所述第二 输料管线10的待反应原料, 并使其进行脱水反应制备异丁烯; 0038 所述第二再沸器4 用于使所述第二反应塔3 的塔底产物加热再。

22、沸; 0039 所述第二冷凝器1 用于接收来自所述第二反应塔3 的塔顶产物并对其进行冷凝, 以得到冷凝物料; 0040 所述第二分液罐5 用于对来自所述第二冷凝器1 的冷凝物料进行气液分离; 所述 第二分液罐5 的底部设置有第五输料管线8, 用于将经所述第二分液罐5 分离出的至少部 分液相作为塔顶回流输入所述第二反应塔3 中。 0041 本实用新型的用于叔丁醇脱水制备异丁烯的系统, 能够根据不同的生产需要, 通 过控制不同的阀门, 实现不同的生产过程; 比如, 当需要提高叔丁醇的转化率时, 打开第一 阀门91和第四阀门121, 关闭第二阀门101和第三阀门111, 使第一单元01和第二单元02。

23、串联 连接, 进而提高叔丁醇的转化率; 串联模式下, 第一反应塔3和第二反应塔3 的进料中叔丁 醇的浓度为9498wt, 塔顶出料中异丁烯的浓度为6070wt; 当需要提高产能时, 打开 第一阀门91、 第二阀门101和第三阀门111, 关闭第四阀门121, 使第一单元01和第二单元02 并联连接, 以提高产能; 并联模式下, 第一反应塔3的进料中叔丁醇的浓度为9498wt, 第 二反应塔3 的进料中叔丁醇的浓度为3040wt, 第一反应塔3的塔顶出料中异丁烯的浓 度为6070wt, 第二反应塔3 的塔顶出料中异丁烯的浓度为5570wt; 两种模式可根 据生产要求自由切换, 生产调节空间大, 。

24、可满足不同的生产需求; 而且能够里利用反应后的 物料所携带的热量对进料进行加热, 同时也达到对反应后的物料进行降温的目的, 可减少 蒸汽和冷却水的使用, 达到节约能源的目的, 比如将进料通过第一冷凝器1输入第一加热器 2中进行加热, 可以利用第一反应塔的塔顶产物所携带的热量对进料进行加热, 同时进料也 对第一反应塔的塔顶产物起到冷却作用, 这就可以同时减少蒸汽和冷却水的使用, 节约能 源。 0042 在一种实施方式中, 第一反应塔3和第二反应塔3 的塔釜温度为140-150, 比如 150。 0043 在一种实施方式中, 第一反应塔3和第二反应塔3 的进料的进料流量为180- 360kmol/。

25、hr, 比如300kmol/hr。 0044 在一种实施方式中, 所述第一加热器2用于使来自所述第一冷凝器1的待反应原料 与所述第一反应塔3的塔底产物换热升温, 以同时减少蒸汽和冷却水的使用, 节约能源。 0045 在一种实施方式中, 所述第二加热器2 用于使来自所述第四输料管线12的物料与 所述第二反应塔3 的塔底产物换热升温, 以同时减少蒸汽和冷却水的使用, 节约能源。 0046 在一种实施方式中, 所述第一反应塔3和所述第二反应塔3 分别包括由下至上的 塔板段和填料段, 所述塔板段的塔板数为15-35, 所述填料段的填料层数为2-8, 所述第一反 应塔3和所述第二反应塔3 的进料口设置于。

26、自所述塔板段的1/2处至所述填料段的顶部, 从 而使进料与填料段催化剂充分接触, 有利于脱水反应后气液相分离。 0047 在一种实施方式中, 所述第一分液罐5的顶部出口设置有第一产物输出管线7, 用 说明书 4/6 页 7 CN 206438057 U 7 于将来自所述第一分液罐5的顶部产物输出; 所述第二分液罐5 的顶部出口设置有第二产 物输出管线7 , 用于将来自所述第二分液罐5 的顶部产物输出。 0048 本实用新型所涉及的设备均为本领域的常用设备。 0049 本实用新型的用于叔丁醇脱水制备异丁烯的系统的运行过程如下: 0050 串联模式: 0051 打开第一阀门91和第四阀门121, 。

27、关闭第二阀门101和第三阀门111, 使第一单元01 和第二单元02串联连接, 进料叔丁醇溶液(浓度为9498wt)经第一冷凝器1输入第一加 热器2中加热至100后, 以一定的流量(比如300kmol/hr)经进料口输入第一反应塔3中, 进 行叔丁醇脱水反应; 而反应过程中的塔底产物一部分循环输入第一再沸器4(蒸汽做热源) 中进行加热再沸, 并重新输入第一反应塔3中以提供热量; 另一部分塔底产物输入所述第一 加热器2中与来自所述第一冷凝器1的待反应原料换热以降温, 同时对来自所述第一冷凝器 1的待反应原料升温; 而第一反应塔3的塔顶产物(反应后得到的异丁烯混合气体)输入第一 冷凝器1中与输入第。

28、一冷凝器1中的待反应原料进行换热而降温, 同时也对待反应原料加热 升温; 降温后的塔顶产物输入第一分液罐5中进行气液分离, 第一分液罐5的顶部产物(异丁 烯混合气)经第一产物输出管线7输出, 底部产物(浓度大约为35wt的叔丁醇溶液)输入第 二加热器2 中进行加热至100后, 以一定的流量(比如300kmol/hr)经进料口输入第二反 应塔3 中, 进行叔丁醇脱水反应; 同样, 反应过程中的塔底产物一部分循环输入第二再沸器 4 (蒸汽做热源)中进行加热再沸, 并重新输入第二反应塔3 中以提供热量; 另一部分塔底 产物输入所述第二加热器2 中与来自所述第四输料管线12的物料进行换热以降温, 同时。

29、也 对第二反应塔3 的进料进行加热升温; 而第二反应塔3 的塔顶产物(反应后得到的异丁烯 混合气体)输入第二冷凝器1 中进行降温, 降温后的塔顶产物输入第二分液罐5 中进行气 液分离, 顶部产物(异丁烯混合气)经第二产物输出管线7 输出, 底部产物(浓度大约为 50wt的叔丁醇溶液)经第五输料管线8重新输入所述第二反应塔3 中进行叔丁醇脱水反 应。 0052 并联模式: 0053 打开第一阀门91、 第二阀门101和第三阀门111, 关闭第四阀门121, 使第一单元01 和第二单元02并联连接, 进料叔丁醇溶液(浓度为9498wt)经第一冷凝器1输入第一加 热器2中加热至100后, 分别以一定。

30、的流量(比如300kmol/hr)经进料口输入第一反应塔3 和第二反应塔3 中, 进行叔丁醇脱水反应; 0054 第一反应塔3中, 反应过程中的塔底产物一部分循环输入第一再沸器4(蒸汽做热 源)中进行加热再沸, 并重新输入第一反应塔3中以提供热量; 另一部分塔底产物输入所述 第一加热器2中与来自所述第一冷凝器1的待反应原料换热以降温, 同时对来自所述第一冷 凝器1的待反应原料升温; 而第一反应塔3的塔顶产物(反应后得到的异丁烯混合气体)输入 第一冷凝器1与待反应原料进行换热以降温, 同时也对第一反应塔3的进料进行加热; 降温 后的塔顶产物输入第一分液罐5中进行气液分离, 第一分液罐5的顶部产物。

31、(异丁烯混合气) 经第一产物输出管线7输出, 底部产物(浓度大约为35wt的叔丁醇溶液)经第三输料管线 11重新输入所述第一反应塔3中进行叔丁醇脱水反应; 0055 同样, 第二反应塔3 中, 反应过程中的塔底产物一部分循环输入第二再沸器4 (蒸 汽做热源)中进行加热再沸, 并重新输入第二反应塔3 中以提供热量; 另一部分塔底产物输 说明书 5/6 页 8 CN 206438057 U 8 入所述第二加热器2 中与与来自所述第四输料管线12的物料进行换热以降温, 同时对来自 所述第四输料管线12的物料进行加热升温; 而第二反应塔3 的塔顶产物(反应后得到的异 丁烯混合气体)输入第二冷凝器1 中。

32、进行降温, 降温后的塔顶产物输入第二分液罐5 中进 行气液分离, 顶部产物(异丁烯混合气)经第二产物输出管线7 输出, 底部产物(浓度大约为 35wt的叔丁醇溶液)经第五输料管线8重新输入所述第二反应塔3 中进行叔丁醇脱水反 应。 0056 串联模式下, 当按照以下反应条件进行时, 叔丁醇的总转化率不小于98wt。 所述 串联模式的反应条件为: 第一反应塔3和第二反应塔3 的进料口位置为由下至上第25块塔 板处, 进料流量为300kmol/hr, 塔釜温度为150; 第一反应塔3的进料中叔丁醇浓度为 97wt; 第一分液罐5的底部产物(即第二反应塔3 的进料)中叔丁醇浓度为35wt; 第一加 热器2和第二加热器2 的热流体的冷流体通道出口温度为100。 0057 并联模式下, 当按照以下反应条件进行时, 叔丁醇的总转化率不小于92wt, 且处 理能力是串联模式下的2倍。 所述并联模式的反应条件为: 第一反应塔3和第二反应塔3 的 进料口位置为由下至上第25块塔板处, 进料流量为300kmol/hr, 塔釜温度为150, 进料中 叔丁醇浓度为97wt; 第一加热器2和第二加热器2 的热流体的冷流体通道出口温度为100 。 说明书 6/6 页 9 CN 206438057 U 9 图1 说明书附图 1/1 页 10 CN 206438057 U 10 。

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