一種降低從石油裂解c5餾份中分離間戊二烯工藝能耗的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種降低從石油裂解C5餾份中分離間戊二烯工藝能耗的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在石油裂解制乙烯過程中副產(chǎn)相當(dāng)數(shù)量的C5餾份，C5餾份中富含異戊二烯、間戊 二烯和環(huán)戊二烯等雙烯。這些雙烯烴化學(xué)性質(zhì)活潑，是重要的化工原料。由于石油烴類裂解 的原料、裂解深度及分離程度上的差異，C5餾份中的雙烯烴含量有所不同，但總量在40? 60%之間。因此，分離利用C5餾份對于提高乙烯裝置的經(jīng)濟(jì)效益，綜合利用石油資源有深遠(yuǎn) 的意義。
[0003] 由于異戊二烯、間戊二烯和環(huán)戊二烯三種C5雙烯烴中異戊二烯市場開發(fā)較早且 應(yīng)用較為廣泛，故較早的C5餾份分離工藝流程僅為分離利用其中的異戊二烯。隨著石油化 工，特別是精細(xì)化工的發(fā)展，間戊二烯和雙環(huán)戊二烯的市場需求日益增大，從異戊二烯分離 的重組分中進(jìn)一步精餾分離得到間戊二烯和雙環(huán)戊二烯的方法也日益受到重視，因此近年 來開發(fā)的工藝中都包括對重組分進(jìn)行分離，得到間戊二烯和雙環(huán)戊二烯產(chǎn)品。
[0004] 碳五雙烯烴分離過程的關(guān)鍵是對三種雙烯烴的分離，常壓下異戊二烯的沸點(diǎn)為 34. 1°C，環(huán)戊二烯的沸點(diǎn)為41. 5°C，反式間戊二烯的沸點(diǎn)為42. 0°C，順式間戊二烯的沸點(diǎn) 為44. 1°C，并且與其它C5烴的共沸還會增加互相之間的分離難度。環(huán)戊二烯由于具有很高 的自聚活性，在分離過程中常使其聚合成沸點(diǎn)為169. 9°C的雙環(huán)戊二烯進(jìn)行分離。
[0005]目前市售間戊二烯產(chǎn)品關(guān)鍵的指標(biāo)為環(huán)戊二烯(包括雙環(huán)戊二烯）含量小于1重 量％，異戊二烯含量小于1重量％，其他的碳五(環(huán)）烷烴和(環(huán)）烯烴對65重量％級別的間 戊二烯產(chǎn)品性能沒有影響，目前市售最常見的間戊二烯產(chǎn)品純度為60?70重量％。更高 純度的間戊二烯產(chǎn)品可以在此基礎(chǔ)上繼續(xù)進(jìn)行精制得到。
[0006]CN1160035A公開一種液相進(jìn)料萃取精餾法分離石油裂解C5餾份的方法，該方法 包括如下步驟：將通過烴類水蒸氣裂解或其它高溫裂解法得到的C5餾份，經(jīng)過熱二聚反應(yīng) 并從中分離出環(huán)戊二烯；以DMF為溶劑在阻聚劑存在下進(jìn)行第一次萃取蒸餾，溶劑通過汽 提塔回收循環(huán)使用；物料經(jīng)一脫重精餾塔進(jìn)行精餾，從中分離含有環(huán)戊二烯和間戊二烯的 重組分；以DMF為溶劑在阻聚劑的存在下進(jìn)行第二次萃取蒸餾，溶劑通過汽提塔回收使用； 物料經(jīng)過一脫輕塔精餾后由塔釜得到高純度的異戊二烯產(chǎn)品；熱二聚反應(yīng)后分離脫除的雙 環(huán)戊二烯重組分物料以及脫重塔的塔釜物料，通過精餾分離其它碳五烴組分、精餾脫除碳 六烴組分等過程，得到高純度的間戊二烯和雙環(huán)戊二烯產(chǎn)品。
[0007]CN1417177A公開了一種由石油裂解乙烯副產(chǎn)C5餾份制取高純度間戊二烯的方 法，該方法在CN1160035A方法的基礎(chǔ)上，通過相似的熱二聚、萃取蒸餾等過程，主要優(yōu)化 脫輕精餾塔的產(chǎn)品間戊二烯出料方式，從之前的塔釜出料改進(jìn)為提餾段側(cè)線出料，提高產(chǎn) 品間戊二烯的產(chǎn)品質(zhì)量。據(jù)CN1417177A的實(shí)施例顯示，間戊二烯的回收率可由之前的 61. 54%提高到 70. 01%。
[0008]CN101100412B公開了一種后熱二聚分離碳五雙烯烴的方法，該方法包括以下步 驟：（a)原料裂解碳五餾分進(jìn)入異戊二烯分離塔（1)中部，塔頂分離得到富含異戊二烯的物 流I，進(jìn)入后續(xù)異戊二烯精制工序，經(jīng)分離得到異戊二烯；塔釜分離得到富含環(huán)戊二烯和間 戊二烯的物流II; (b)物流II進(jìn)入熱二聚反應(yīng)器（2)，生成富含雙環(huán)戊二烯的物流III進(jìn) 入后續(xù)精制工序。
[0009] 由于環(huán)戊二烯二聚成雙環(huán)戊二烯的反應(yīng)為可逆反應(yīng)，同時(shí)生成的雙環(huán)戊二烯也具 有較高的反應(yīng)活性，所以物料中的雙環(huán)戊二烯濃度達(dá)到20重量％以上時(shí)，對物料中2重 量％以下的環(huán)戊二烯繼續(xù)進(jìn)行反應(yīng)是不經(jīng)濟(jì)的。高雙環(huán)戊二烯濃度的物流進(jìn)行熱二聚反應(yīng) 有以下缺點(diǎn)：雙環(huán)戊二烯會分解成環(huán)戊二烯，反應(yīng)器的環(huán)戊二烯轉(zhuǎn)化效率低下，雙環(huán)戊二烯 會與異戊二烯或間戊二烯產(chǎn)生其他副反應(yīng)等。
[0010] 按照CN101100412B公開的方法，由于在進(jìn)行環(huán)戊二烯熱二聚之前把富含異戊二 烯的物流分離，使得環(huán)戊二烯的物流進(jìn)行了提濃，進(jìn)入熱二聚反應(yīng)器的環(huán)戊二烯和雙環(huán)戊 二烯的總濃度更高，反應(yīng)后的雙環(huán)戊二烯濃度可達(dá)30重量％以上，此時(shí)反應(yīng)器中的環(huán)戊二 烯轉(zhuǎn)化效率更低。
[0011]CN103183579A公開了一種間戊二烯和雙環(huán)戊二烯的分離系統(tǒng)，包括：碳五蒸出 塔、間戊二烯塔和雙環(huán)戊二烯塔，其特征在于：在碳五蒸出塔和間戊二烯塔之間設(shè)置有第 二二聚反應(yīng)器。經(jīng)脫輕后的碳五餾分進(jìn)入碳五蒸出塔中部，碳五蒸出塔塔頂分離得到富含 間戊二烯的物流進(jìn)入第二二聚反應(yīng)器，將剩余的環(huán)戊二烯進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為雙環(huán)戊二烯，反應(yīng) 后物料送入間戊二烯塔，經(jīng)精餾分離塔底部側(cè)線氣相采出間戊二烯產(chǎn)品，塔釜富含雙環(huán)戊 二烯的物料返回送入脫碳五塔進(jìn)料。通過設(shè)置第二二聚反應(yīng)器，可以使環(huán)戊二烯的轉(zhuǎn)化率 提_。
[0012] 雖然CN103183579A公開的方法較好的實(shí)現(xiàn)了間戊二烯與環(huán)戊二烯的分離，但是 與CN1417177A-樣，異戊二烯與間戊二烯的分離過程還存在缺陷。例如，間戊二烯塔需要 采用較多的塔板和較高的回流比，來實(shí)現(xiàn)從塔釜間戊二烯中脫除較輕的異戊二烯等組分， 其實(shí)施例中采用的間戊二烯塔的回流比為45,塔板數(shù)為100。CN1417177A公開的方法中，間 戊二烯塔的塔板
[0013] 數(shù)要求70?100,回流比為20?100。由此導(dǎo)致上述方法的能耗較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014] 本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)在提高間戊二烯產(chǎn)品收率過程中，能耗較高的 缺陷，提供一種間戊二烯產(chǎn)品純度較高且節(jié)能的從石油裂解C5餾份中分離間戊二烯的方 法。
[0015] 本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過控制異戊二烯分離塔1的操作條件使得塔釜得到的富 含環(huán)戊二烯和間戊二烯的物流II中異戊二烯的含量不超過1重量％，并在CN103183579A基 礎(chǔ)上，通過進(jìn)一步使間戊二烯產(chǎn)品從間戊二烯塔的塔頂采出而非塔釜側(cè)線出料，可以有效 降低間戊二烯塔的回流比和塔板數(shù)，由此大大降低間戊二烯塔及整個(gè)分離系統(tǒng)的能耗。通 過進(jìn)一步將第一熱二聚反應(yīng)器2的生成物流III和/或脫重塔5塔釜得到的物流VIII從 脫雙環(huán)塔3的塔頂送入脫雙環(huán)塔3,能夠取消脫雙環(huán)塔3的塔頂回流，從而進(jìn)一步降低整個(gè) 分離系統(tǒng)的能耗。
[0016] 本發(fā)明提供的降低從石油裂解C5餾份中分離間戊二烯工藝能耗的方法包括以下 步驟：
[0017] (a)將石油裂解C5餾份送入異戊二烯分離塔1中部，塔頂分離得到富含異戊二烯 的物流I;塔釜分離得到富含環(huán)戊二烯和間戊二烯的物流II，異戊二烯分離塔1的操作條件 使得塔釜得到的富含環(huán)戊二烯和間戊二烯的物流II中異戊二烯的含量不超過1重量％ ;
[0018] (b)將物流II送入第一熱二聚反應(yīng)器2進(jìn)行熱二聚反應(yīng)，生成富含雙環(huán)戊二烯的 物流III;
[0019] (c)將物流III送入脫雙環(huán)塔3中進(jìn)行分離，分離出其中的雙環(huán)戊二烯物流V，剩 余物料IV送入第二熱二聚反應(yīng)器4進(jìn)行熱二聚反應(yīng)，得到含微量環(huán)戊二烯的物流VI;
[0020] (d)將物流VI送入脫重塔5,塔頂?shù)玫介g戊二烯產(chǎn)品物流VII，塔釜得到含雙環(huán)戊 二烯物流VIII;
[0021] 其中，將物流III和/或物流VIII從脫雙環(huán)塔3的塔頂進(jìn)入脫雙環(huán)塔3。
[0022] 本發(fā)明提供的降低從石油裂解C5餾份中分離間戊二烯工藝能耗的方法，通過使 異戊二烯盡可能從異戊二烯塔1取出，從而塔底物流中異戊二烯含量盡可能低，并從塔頂 采出間戊二烯產(chǎn)品物流VII，使得脫重塔5的回流比和塔板數(shù)可以大大降低，由此可以大大 降低間戊二烯塔及整個(gè)分離系統(tǒng)的能耗。事實(shí)上，如果異戊二烯塔1的塔底物流中含有較 大量的異戊二烯，會使得脫除雙環(huán)戊二烯后的間戊二烯物流中，含有較大量的異戊二烯等 輕組分，間戊二烯必須進(jìn)行脫輕操作。因此，為了防止間戊二烯中的異戊二烯含量超過1重 量％，從而避免后續(xù)脫輕操作，必須保證脫重塔5的回流比和塔板數(shù)較高并使間戊二烯產(chǎn)品 從脫重塔5的側(cè)線采出。
[0023] 通過進(jìn)一步將第一熱二聚反應(yīng)器2的生成物流III和/或脫重塔5塔釜得到的物 流VIII從脫雙環(huán)塔3的塔頂進(jìn)入脫雙環(huán)塔3,能夠取消脫雙環(huán)塔3的塔頂回流，從而進(jìn)一步 降低整個(gè)分離系統(tǒng)的能耗。通過將第一熱二聚反應(yīng)器2的生成物流III和脫重塔5塔釜得 到的物流VIII均從脫雙環(huán)塔3的塔頂進(jìn)入脫雙環(huán)塔3能夠進(jìn)一步降低塔頂?shù)玫降拈g戊二 烯產(chǎn)品物流VII中C6的含量，從而提高間戊二烯產(chǎn)品物流VII的純度。
[0024] 通過增設(shè)第二熱二聚反應(yīng)器，使得物流中最后部分的環(huán)戊二烯，在分離了已經(jīng)轉(zhuǎn) 化的雙環(huán)戊二烯之后再進(jìn)行熱二聚反應(yīng)，避免了生成的雙環(huán)戊二烯進(jìn)一步分解為環(huán)戊二 烯，以及雙環(huán)戊二烯與間戊二烯或異戊二烯繼續(xù)進(jìn)行反應(yīng)生成重組分，由此提高間戊二烯 的純度和收率。
[0025] 在異戊二烯分離塔1中，由于間戊二烯與異戊二烯的沸點(diǎn)差大于環(huán)戊二烯與異戊 二烯的沸點(diǎn)差，所以在實(shí)現(xiàn)異戊二烯與環(huán)戊二烯分離的同時(shí)，也能實(shí)現(xiàn)異戊二烯與間戊二 烯的分離。通過控制