一種以烷烴為萃取劑萃取精餾分離丙烯-丙烷的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種以烷烴為萃取劑萃取精餾分離丙烯-丙烷的方法，丙烯含量20（wt）%-80（wt）%的丙烯-丙烷混合物經(jīng)與分離塔分離的萃取劑換熱后進入萃取精餾塔中部，丙烯-丙烷混合物在精餾段與萃取劑逆流，經(jīng)塔頂冷凝器冷凝后回流，部分采出丙烯產(chǎn)品進丙烯產(chǎn)品儲罐；萃取精餾塔釜物料進入萃取劑與丙烷分離塔中部，分離塔塔釜裝有再沸器，塔頂有冷凝器，塔頂物料經(jīng)冷凝器冷凝后，回流，部分采出丙烷產(chǎn)品進丙烷儲罐，塔釜的萃取劑經(jīng)萃取精餾塔釜再沸器換熱后，再與進料的丙烯-丙烷混合物換熱后從萃取精餾塔上部進入塔中。分離后丙烯純度達到99.7（wt）%，本發(fā)明同時將萃取劑與精餾塔釜料與進料梯級換熱，降低了能耗，分離一噸產(chǎn)品能耗只需1.0-1.2Gcal,現(xiàn)有技術需要1.8-2.0Gcal。
【專利說明】[0001] 一種以烷烴為萃取劑萃取精餾分離丙烯-丙烷的方法

【技術領域】
[0002] 本發(fā)明屬于有機化學的分離【技術領域】，涉及一種以烷烴為萃取劑萃取精餾分離丙 烯-丙烷的方法。

【背景技術】
[0003] 丙烯在常溫常壓下為無色可燃性氣體，比空氣重，與空氣形成爆炸性混合物，爆炸 極限(體積)，可溶于乙醇和乙醚，微溶于水。
[0004] 丙烯是石油化工基本原料之一，可用以生產(chǎn)多種重要有機化工原料，可以生產(chǎn)丙 烯腈，環(huán)氧丙烷，環(huán)氧氯丙烷，異丙醇，丁醇，辛醇等，也可直接合成聚丙烯，乙丙烷等。丙稀 可做聚丙稀、異丙醇的原料，還可做腈綸、丙烯睛等產(chǎn)品的原料，丙烯在我國的需要量很大， 它是三大合成材料的重要原材料。
[0005] 丙烯的來源主要通過3條途徑：乙烯廠蒸汽裂解的副產(chǎn)物（約占68%)，催化裂化 副產(chǎn)物（約占29%)，其余的3%則是通過烯烴轉(zhuǎn)化、丙烷脫氫和甲醇轉(zhuǎn)化制烯烴等方法獲得。 采用石腦油為原料的蒸汽裂解所得丙烯與乙烯的收率比一般為〇. 50-0. 65,而煉油廠的流 化催化裂化（FCC)裝置副產(chǎn)的丙烯常規(guī)收率只有3%_6%。所以，通過常規(guī)的蒸汽裂解和催化 裂化裝置解決丙烯短缺的問題在短時間內(nèi)是難以實現(xiàn)的，丙烷脫氫將成為丙烯重要來源之 〇
[0006] 不管是蒸汽裂解和催化裂化還是丙烷脫氫，都存在丙烯-丙烷的分離過程，目前 丙烯-丙烷的分離方法通常根據(jù)操作壓力不同分為低壓精餾、高壓精餾和低壓熱泵精餾3 種操作方式。高壓法由于塔頂溫高于40°C，可以用冷卻水冷凝產(chǎn)生回流，塔釜可用低壓 蒸汽或熱水加熱，設備簡單，缺點是回流比大，塔板數(shù)多。采用低壓法，丙烯丙烷相對揮 發(fā)度高，從而減少塔板數(shù)和回流比，但塔頂需采用比冷卻水低的冷劑冷凝，此時往往采用 熱泵系統(tǒng)，即以塔頂蒸出的低溫烴蒸氣作為制冷循環(huán)冷劑，經(jīng)壓縮提高壓力和溫度后送 去塔釜換熱，放出熱量而凝成液體，部分出料，部分回流，這種流程復雜。近年來丙烯塔 大多采用高壓及冷卻水系統(tǒng)。由于高壓法存在相對揮發(fā)度低、回流比大、塔板數(shù)多的缺點， 有人采用萃取精餾流程對之進行改進優(yōu)化，其基本原理是基于丙烷丙烯電子云流動性不 同，萃取劑對它們的相互作用力也不同，從而將它們分離開來，萃取劑選擇含水CH 3CN (乙 腈），含水乙腈與丙烯形成共沸物，達到萃取精餾分離丙烯-丙烷效果。該流程由4個塔組 成，塔1是萃取精餾塔，塔頂分離出丙烷；塔2是汽提塔，塔釜得到萃取劑循環(huán)使用，塔 頂氣體大部分是丙烯；塔3是水洗塔，洗掉丙烯中含有的ACN，塔頂?shù)玫疆a(chǎn)品丙烯；塔4 是萃取劑回收塔，回收水中的少量ACN，以避免ACN損失。但CH 3CN毒性大，采用含水乙腈， 產(chǎn)生污水嚴重影響環(huán)境，同時該流程需要4個塔，設備多，投資大。
[0007] 為了解決這些問題，本發(fā)明采用烷烴作萃取劑，使烷烴萃取丙烯-丙烷混合物中 丙烷從而實現(xiàn)丙烯-丙烷的分離。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明采用烷烴作萃取劑，兩塔流程，實現(xiàn)了丙烯-丙烷高效分離目的。
[0009] 技術方案： 一種以烷烴為萃取劑萃取精餾分離丙烯-丙烷的方法，丙烯含量20 (wt)%-80(wt)%的 丙烯-丙烷混合物經(jīng)與分離塔分離的萃取劑換熱后進入萃取精餾塔中部，丙烯-丙烷混合 物在精餾段與萃取劑逆流，經(jīng)塔頂冷凝器冷凝后回流，部分采出丙烯產(chǎn)品進丙烯產(chǎn)品儲罐； 萃取精餾塔釜物料進入萃取劑與丙烷分離塔中部，分離塔塔釜裝有再沸器，塔頂有冷凝器， 塔頂物料經(jīng)冷凝器冷凝后，回流，部分采出丙烷產(chǎn)品進丙烷儲罐，塔釜的萃取劑經(jīng)萃取精餾 塔釜再沸器換熱后，再與進料的丙烯-丙烷混合物換熱后從萃取精餾塔上部進入塔中。
[0010] 所述的丙烯-丙烷混合物中丙烯含量為50 (wt) %-80 (wt) %。
[0011] 所述的萃取劑為正戊烷、異戊烷。
[0012] 所述的萃取精餾塔的理論塔板數(shù)為40-60塊。
[0013] 所述的分離塔的理論塔板數(shù)為10-15塊。
[0014] 所述的丙烯-丙烷混合物與萃取劑的重量比為1 :2-1 :3。
[0015] 所述的萃取精餾塔釜溫度50-55 °C。
[0016] 所述的萃取精餾塔塔頂溫度40_45°C，壓力為1. 2-1. 5MPa。
[0017] 所述的分離塔釜溫度60_65°C。
[0018] 所述的分離塔頂溫度46_50°C，壓力為1. 1-1. 3MPa。
[0019] 所述的萃取精餾塔回流比為8-15。
[0020] 所述的分離塔回流比2-3。
[0021] 所述的萃取精餾塔丙烯-丙烷混合物進料段塔板數(shù)為10-15。
[0022] 所述的萃取精餾塔萃取劑進料段塔板數(shù)為2-3。
[0023] 所述的分離塔進料段塔板數(shù)為4-7。
[0024] 所述的分離塔釜再沸器用低壓蒸汽作熱源。
[0025] 所述的萃取精餾塔和分離塔項冷凝器用冷卻水作冷卻劑。
[0026] 發(fā)明具有特點和效果 本發(fā)明使用烷烴作萃取劑，特別是使用正戊烷作萃取劑，在萃取精餾塔中逆流萃取丙 烯-丙烷混合物中的丙烷，達到丙烯與丙烷分離目的，分離后丙烯純度達到99. 7 (wt) %。 本發(fā)明同時將萃取劑與精餾塔釜料與進料梯級換熱，降低了能耗，分離一噸產(chǎn)品能耗只需 1. 0-1. 2Gcal,現(xiàn)有技術需要 1. 8-2. 0 Gcal。

【具體實施方式】
[0027] 下面結合具體實施例對發(fā)明作進一步說明，但不對發(fā)明進行限制。 實例1 重量濃度為20%的丙烯-丙烷混合物以1250kg/h流量進入理論塔板數(shù)為50的萃取 精餾塔的第12塊塔板處，從分離塔釜出來正戊烷在精餾塔再沸器與精餾塔釜液換熱后，再 在進料換熱器與丙烯-丙烷混合物換熱后從萃取精餾塔第48塊塔板進入塔中，與丙烯-丙 烷混合物進行逆流萃取，萃取劑正戊烷的流量為2500kg/h?？刂扑棞囟?0-45°C，壓力 1. 2-1. 5MPa，塔頂?shù)谋┻M入塔頂冷凝器冷凝進入回流槽經(jīng)回流泵回流，控制回流比(重量 t匕）9-10，塔釜溫度50-55 °C。 萃取精餾塔釜液依靠自身壓力進入理論塔板數(shù)為12分離塔第5塊塔板，進行丙烷-正 戊烷的分離，塔頂溫度46-50°C，壓力為1. 1-1. 3 MPa，塔頂?shù)谋榻?jīng)塔頂冷凝器冷凝后進 入分離塔回流槽回流，回流比（重量比）為2-3 ;塔釜的再沸器用低壓蒸汽加熱，控制溫度 60-65°C。分離后萃取劑經(jīng)梯級換熱后進入萃取精餾塔頂部。 實施結果，經(jīng)氣相色譜分析，分離丙烯純度為99. 75 (wt)%，符合聚合級丙烯要求；丙烷 純度達到98 (wt) %以上，含丙烯低于1 (wt) %。
[0028]
[0029]
[0030]
[0031] 實例 2 重量濃度為40%的丙烯-丙烷混合物以1250kg/h流量進入理論塔板數(shù)為60的萃取 精餾塔的第10塊塔板處，從分離塔釜出來正戊烷在精餾塔再沸器與精餾塔釜液換熱后，再 在進料換熱器與丙烯-丙烷混合物換熱后從萃取精餾塔第58塊塔板進入塔中，與丙烯-丙 烷混合物進行逆流萃取，萃取劑正戊烷的流量為3000kg/h?？刂扑棞囟?0-45°C，壓力 1. 2-1. 5MPa，塔頂?shù)谋┻M入塔頂冷凝器冷凝進入回流槽經(jīng)回流泵回流，控制回流比(重量 t匕）9-10，塔釜溫度50-55 °C。
[0032] 萃取精餾塔釜液依靠自身壓力進入理論塔板數(shù)為12分離塔第5塊塔板處，進行丙 烷-正戊烷的分離，塔頂溫度46-50°C，壓力為1. 1-1. 3 MPa，塔頂?shù)谋榻?jīng)塔頂冷凝器冷凝 后進入分離塔回流槽回流，回流比（重量比）為2-3 ;塔釜的再沸器用低壓蒸汽加熱，控制溫 度60-65°C。分離后萃取劑經(jīng)梯級換熱后進入萃取精餾塔頂部。
[0033] 實施結果，經(jīng)氣相色譜分析，分離丙烯純度為99. 85 (wt)%，符合聚合級丙烯要求； 丙燒純度達到98 (wt) %以上，含丙烯低于1 (wt) %。
[0034] 實例 3 重量濃度為50%的丙烯-丙烷混合物以1250kg/h流量進入理論塔板數(shù)為40的萃取 精餾塔的第12塊塔板處，從分離塔釜出來正戊烷在精餾塔再沸器與精餾塔釜液換熱后，再 在進料換熱器與丙烯-丙烷混合物換熱后從萃取精餾塔第39塊塔板進入塔中，與丙烯-丙 烷混合物進行逆流萃取，萃取劑異戊烷的流量為1700kg/h?？刂扑棞囟?0-45°C，壓力 1. 2-1. 5MPa，塔頂?shù)谋┻M入塔頂冷凝器冷凝進入回流槽經(jīng)回流泵回流，控制回流比(重量 t匕）9-10，塔釜溫度50-55 °C。
[0035] 萃取精餾塔釜液依靠自身壓力進入理論塔板數(shù)為10分離塔第5塊塔板，進行丙 烷-異戊烷的分離，塔頂溫度46-50°C，壓力為1. 1-1. 3 MPa，塔頂?shù)谋榻?jīng)塔頂冷凝器冷凝 后進入分離塔回流槽回流，回流比（重量比）為2-3 ;塔釜的再沸器用低壓蒸汽加熱，控制溫 度60-65°C。分離后萃取劑經(jīng)梯級換熱后進入萃取精餾塔頂部。
[0036] 實施結果，經(jīng)氣相色譜分析，分離丙烯純度為99. 70 (wt)%，符合聚合級丙烯要求； 丙燒純度達到98 (wt) %以上，含丙烯低于1 (wt) %。
[0037] 實例 4 重量濃度為80%的丙烯-丙烷混合物以1250kg/h流量進入理論塔板數(shù)為50的萃取
【權利要求】
1. 一種以烷烴為萃取劑萃取精餾分離丙烯-丙烷的方法，丙烯含量20(wt)%-80(wt)% 的丙烯-丙烷混合物經(jīng)與分離塔分離的萃取劑換熱后進入萃取精餾塔中部，丙烯-丙烷混 合物在精餾段與萃取劑逆流，經(jīng)塔頂冷凝器冷凝后回流，部分采出丙烯產(chǎn)品進丙烯產(chǎn)品儲 罐；萃取精餾塔釜物料進入萃取劑與丙烷分離塔中部，分離塔塔釜裝有再沸器，塔頂有冷 凝器，塔頂物料經(jīng)冷凝器冷凝后，回流，部分采出丙烷產(chǎn)品進丙烷儲罐，塔釜的萃取劑經(jīng)萃 取精餾塔釜再沸器換熱后，再與進料的丙烯-丙烷混合物換熱后從萃取精餾塔上部進入塔 中。
2. 根據(jù)權利要求1所述的以烷烴為萃取劑萃取精餾分離丙烯-丙烷的方法，其特征在 于所述的丙烯-丙烷混合物中丙烯含量為50 (wt)%-80 (wt)%。
3. 根據(jù)權利要求1所述的以烷烴為萃取劑萃取精餾分離丙烯-丙烷的方法，其特征在 于所述的萃取劑為正戊烷、異戊烷。
4. 根據(jù)權利要求1所述的以烷烴為萃取劑萃取精餾分離丙烯-丙烷的方法，其特征在 于所述的萃取精餾塔的理論塔板數(shù)為40-60塊，所述的分離塔的理論塔板數(shù)為10-15塊。
5. 根據(jù)權利要求1所述的以烷烴為萃取劑萃取精餾分離丙烯-丙烷的方法，其特征在 于所述的丙烯-丙烷混合物與萃取劑的重量比為1 :2_1 :3。
6. 根據(jù)權利要求1所述的以烷烴為萃取劑萃取精餾分離丙烯-丙烷的方法，其特征在 于所述的萃取精餾塔釜溫度50-55°C，塔頂溫度40-45°C，壓力為1. 2-1. 5MPa。
7. 根據(jù)權利要求1所述的以烷烴為萃取劑萃取精餾分離丙烯-丙烷的方法，其特征在 于所述的分離塔釜溫度60-65°C，塔頂溫度46-50°C，壓力為1. 1-1. 3 MPa。
8. 根據(jù)權利要求1所述的以烷烴為萃取劑萃取精餾分離丙烯-丙烷的方法，其特征在 于所述的萃取精餾塔回流比為8-15,分離塔回流比2-3。
9. 根據(jù)權利要求1所述的以烷烴為萃取劑萃取精餾分離丙烯-丙烷的方法，其特征 在于所述的萃取精餾塔丙烯-丙烷混合物進料段塔板數(shù)為10-15,萃取劑進料段塔板數(shù)為 2-3 ;分離塔進料段塔板數(shù)為4-7。
10. 根據(jù)權利要求1所述的以烷烴為萃取劑萃取精餾分離丙烯-丙烷的方法，其特征在 于所述的分離塔釜再沸器用低壓蒸汽作熱源，萃取精餾塔和分離塔項冷凝器用冷卻水作冷 卻劑。
【文檔編號】C07C7/08GK104058920SQ201310701140
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2013年12月19日 優(yōu)先權日:2013年12月19日
【發(fā)明者】尹華清, 羅光輝, 肖勇 申請人:武漢優(yōu)立克新材料科技有限公司