专利名称：甲基叔丁基醚裂解制高纯异丁烯的精制装置及工艺方法
技术领域：
本发明涉及精馏技术领域，特别是涉及甲基叔丁基醚裂解制高纯异丁烯的精制装置及 工艺方法。采用六塔连续精馏工艺流程以甲基叔丁基醚(MTBE)裂解气为原料，精馏塔内 件采用高效规整填料和多排孔分布内件精制高纯异丁烯产品，同时使分离过程实现循环水 的零排放，达到能耗降低、节省投资之目的。
背景技术：
异丁烯是重要的有机化工原料，广泛用于丁基橡胶、聚异丁烯、叔丁基硫醇、叔丁基 胺、醋酸叔丁酯、甲基丙烯酸甲酯、叔丁醇、甲基丙烯酸、甲基丙烯腈、新戊醛和异戊二 烯等石油化工生产领域。随着精细化学工业的不断发展，对异丁烯的质量要求越来越高。在工业生产中生产异丁烯的方法主要有硫酸抽提法、叔丁醇裂解法和甲基叔丁基醚 (MTBE)裂解法。我国的异丁烯工业起步较晚，70年代北京燕山石化公司胜利炼油厂建成 了一套10000t/a硫酸抽提法制异丁烯装置，由于设备腐蚀严重、产品质量差、生产成本 高等问题，80年代后已被淘汰。叔丁醇裂解法产品收率低、原料缺乏、解决设备腐蚀仍是 一个非常困难的问题。甲基叔丁基醚(MTBE)裂解制异丁烯是近年来普遍采用的一种生产 异丁烯最先进的方法，它具有环境污染少、无设备腐蚀、催化剂转化率高、选择性好、工 艺流程简单、投资省、能耗和物耗相对较低等优点，美国、西德、法国、意大利和日本等 都有大规模的工业化生产。我国由甲基叔丁基醚(MTBE)裂解制异丁烯的厂家所采用的精制分离工艺流程，存在 甲醇吸收不彻底，被带入异丁烯产品中而影响其纯度的问题。兰州红叶精细化工公司申请 号为200610041851.6的专利中所述异丁烯生产工艺流程中分离工艺采用两塔(冷却吸收 塔、甲醇脱水塔)分离工艺，所分离出来的异丁烯产品纯度最多达到99.41%，无法生产 高纯(纯度高于99.7%)异丁烯产品。发明内容本发明目的在于提供一种高纯异丁烯精制的连续精馏工艺流程及装置，该方法用于甲 基叔丁基醚(MTBE)裂解制高纯异丁烯产品的精制过程，实现循环水的零排放，在工业应 用中具有能耗和生产成本低等优点。本发明是通过以下技术方案加以实现的-本发明的甲基叔丁基醚裂解制高纯异丁烯的精制装置，包括冷却吸收双塔、甲醇脱水 塔、甲醇精制塔、异丁烯脱轻塔和异丁烯脱重塔的六塔连续精馏流程装置，其中在冷却吸 收塔2塔内顶部设置除沫器，捕集出塔气体中夹带的液滴。本发明的甲基叔丁基醚裂解制高纯异丁烯的精制装置的工艺方法是冷却吸收塔1塔 底设置进料口，甲基叔丁基醚原料裂解气0由冷却吸收塔1进入系统，冷却吸收塔l塔顶 馏出物料9通过密封管道直接进入冷却吸收塔2底部，塔釜馏出物由泵采出后， 一部分物 料为循环物料，另一部分物料为馏出物料。冷却吸收塔1塔釜馏出循环物料10送入换热 器进行降温后返回本塔内进行循环操作，冷却吸收塔1塔釜馏出物料11则通过密封管道直 接送入甲醇脱水塔3内。冷却吸收塔2塔顶馏出物料14在冷却吸收塔2内通过除沫器捕 集液滴后，通过密封管道进入异丁烯脱轻塔5内进行脱除轻组分的操作。冷却吸收塔2塔 釜馏出物经泵采出后， 一部分物料为循环物料，另一部分为塔釜馏出物。冷却吸收塔2循 环物料13送入换热器进行降温后返回本塔内进行循环操作，冷却吸收塔2塔釜馏出的物 料12则通过密封管道直接送入冷却吸收塔1内。甲醇脱水塔3塔顶馏出粗甲醇16通过密 封管道进入甲醇精制塔4，甲醇脱水塔塔釜馏出物料15由泵送入冷却吸收塔2内。甲醇精 制塔4塔顶轻组分17送出系统，塔釜馏出物料为甲醇产品18;异丁烯脱轻塔塔顶馏出轻 组分20从异丁烯脱轻塔5塔顶送出系统，异丁烯脱轻塔塔釜馏出物料19由泵送入异丁烯 脱重塔6进行脱除重组分的精馏操作；异丁烯脱重塔6塔顶为异丁烯产品22，异丁烯脱重 塔塔釜馏出重组分21送出系统。所述的甲基叔丁基醚裂解制高纯异丁烯的精制装置的工艺方法，其特征是所述的冷却 吸收塔1在常压或微正压下操作，理论板数为15-20，返回塔内的循环量与采出量的循环 比为1-5，塔内件采用高效规整填料和多排孔分布内件。所述的冷却吸收塔2在常压或微正压下操作，理论板数为15-20，返回塔内的循环量 与采出量的循环比为1-5，塔内顶部设置除沫器，塔内件采用高效规整填料和多排孔分布 内件。所述的甲醇脱水塔3常压操作，对应塔内温度为63-99.2°〇，回流比为1-4,理论板数 为30-40，塔内件采用高效规整填料和多排孔分布内件。所述的甲醇精制塔4常压或微正压操作，对应塔内温度为39-66.2°〇，回流比为50-70， 理论板数为30-40，塔内件采用高效规整填料和多排孔分布内件。所述的异丁烯脱轻塔5压力300 500kPa，对应塔内温度为26-40.8°C，理论板数为 25-40 ，塔内件采用高效规整填料和多排孔分布内件。所述的异丁烯脱重塔6压力300 500kPa，对应塔内温度为24-95.5°C，理论板数为 25-40，塔内件采用高效规整填料和多排孔分布内件。本发明六塔连续精馏工艺流程采用冷却吸收双塔，并在冷却吸收塔2塔顶内部设置除沫器，可以将异丁烯中的甲醇等轻组分更好的吸收下来，各个精馏塔所釆用高效规整填料 和多排孔分布内件提高传质效率，实现异丁烯纯度高于99.7%和循环水的零排放，大大降 低能源消耗，降低生产成本的目的。本发明有以下优点①采用高效规整填料和多排孔分布内件可提高精馏塔传质效率， 降低全塔压降；②分离出来的异丁烯产品纯度高，大于99.7%属高纯异丁烯产品；③冷却 吸收水无排放，降低能源消耗和生产成本。
图1是高纯异丁烯精制六塔连续精馏流程示意图。图中，0裂解气；l冷却吸收塔；2冷却吸收塔；3甲醇脱水塔；4甲醇精制塔；5异 丁烯脱轻塔；6异丁烯脱重塔；7新鲜水；8冷却吸收塔2塔釜馏出水；9冷却吸收塔1塔 顶馏出物料；10冷却吸收塔1塔釜馏出循环物料；11冷却吸收塔1塔釜馏出物料；12冷 却吸收塔2塔釜馏出的物料；13冷却吸收塔2循环物料；14冷却吸收塔2塔顶馏出物料； 15甲醇脱水塔塔釜馏出物料；16粗甲醇；17轻组分；18甲醇产品；19异丁烯脱轻塔塔釜 馏出物料；20异丁烯脱轻塔塔顶馏出轻组分；21异丁烯脱重塔塔釜馏出重组分；22异丁 烯产品。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细说明，但本发明并不限于此。甲基叔丁基醚(MTBE)裂解后含异丁烯58. 75% (wt)、甲醇34. 52% (wt)、 MTBE 4. 92% (wt)、 二甲醚O. 51% (wt)、叔丁醇O. 15% (wt)、水O. 25% (wt)和C8 0.9% (wt)的裂 解气0从冷却吸收塔1的塔釜进入所述冷却吸收双塔系统开始冷却吸收操作，冷却吸收塔 2塔釜馏出水8 (刚开车时为新鲜水7)从塔顶进入所述冷却吸收塔l。冷却吸收塔l塔内 为常压或微正压操作，16块理论板，塔内件采用高效规整填料和多排孔分布内件。经过冷 却并被吸收甲醇后的冷却吸收塔1塔顶馏出物料9，从所述冷却吸收塔1顶部通过密封管 道直接进入冷却吸收塔2的底部。所述冷却吸收塔l塔釜馏出物由泵采出后， 一部分物料 为循环物料，另一部分物料为塔釜馏出物料。冷却吸收塔1塔釜馏出循环物料10进入换 热器冷却降温至40'C后返回本塔内，进行循环操作。冷却吸收塔l塔釜馏出物料ll则通 过密封管道进入甲醇脱水精馏塔系统的甲醇脱水塔3内进行脱水操作。循环的物料量与采 出物料量的循环比为2. 0。进入冷却吸收塔2塔底的冷却吸收塔1塔顶馏出物料9被从塔 顶部进入的甲醇脱水塔塔釜馏出物料15冷却吸收。冷却吸收塔2塔内为常压或微正压， 理论板数为13，塔顶内部设置除沫器，塔内件采用高效规整填料和多排孔分布内件。从所 述冷却吸收塔2内经过除沫器，出来的冷却吸收塔2塔顶馏出物料14为含90. 38% (wt) 的粗异丁烯气体，经压縮机压縮后送入中间罐，由泵将中间罐内的粗异丁烯液体送入异丁 烯脱轻塔系统的异丁烯脱轻塔5。所述冷却吸收塔2塔釜馏出物料由泵采出后， 一部分物 料为循环物料，另一部分物料为塔釜馏出物料。冷却吸收塔2循环物料13进入换热器冷却降温至3(TC后返回本塔内，进行循环操作。冷却吸收塔2塔釜馏出的物料12则由通过 密封管道进入冷却吸收塔l顶部，进行冷却吸收操作。返回塔内循环的物料量与采出物料 量的循环比为2.0。冷却吸收塔l塔釜馏出物料ll进入所述甲醇脱水精馏塔系统，由泵送 入甲醇脱水塔3内。所述甲醇脱水塔3为常压操作，塔内温度为63-99. 2°C，回流比为2. 0， 塔内件为高效规整填料和多排孔分布内件。甲醇脱水塔3塔顶馏出粗甲醇16(97. 22%(wt)) 经泵送入甲醇精制塔系统，甲醇脱水塔塔釜馏出物料15经泵送入所述冷却吸收塔2塔顶。 甲醇脱水塔常压操作，理论板数为35，塔内件采用高效规整填料和多排孔分布内件。从所 述甲醇脱水塔3来的粗甲醇16进入所述甲醇精制塔系统，由泵送入甲醇精制塔4内。甲 醇精制塔4为常压或微正压操作，塔内温度为39-66.2"C，理论板数为35，内件采用高效 规整填料和多排孔分布内件。塔顶馏出含异丁烯和M.TBE的轻组分17，塔釜馏出浓度高于 99% (wt)的甲醇产品18，由泵送入甲醇产品罐。从所述冷却吸收塔2塔顶来的含异丁烯 90.38% (wt)的粗异丁烯进入异丁烯脱轻塔系统的尾气缓冲罐，从尾气缓冲罐经压縮机 压縮成液态送入异丁烯中间罐，由泵送入异丁烯脱轻塔5内。所述异丁烯脱轻塔5内操作 压力300kPa，塔内温度为26-40. 8"C，理论板数为30，塔内件采用高效规整填料和多排孔 分布内件。异丁烯脱轻塔塔顶馏出轻组分20含DME等的轻组分，塔釜馏出90.86% (wt) 的异丁烯脱轻塔塔釜馏出物料19，经泵送入异丁烯脱重塔系统。从所述异丁烯脱轻塔5来 的异丁烯脱轻塔塔釜馏出物料19进入所述异丁烯脱重塔系统，由泵通过密封管道送入异 丁烯脱重塔6内。异丁烯脱重塔6内操作压力300kPa，对应塔内温度为24-95. 5'C，理论 板数为30，塔内件采用高效规整填料和多排孔分布内件。异丁烯脱重塔6塔顶馏出浓度高 于99.7%的异丁烯产品22，由泵送入异丁烯产品罐，异丁烯脱重塔塔釜馏出重组分21含 MTBE等的重组分，由泵送出系统。 整个过程实现了水的零排放。本发明提出的甲基叔丁基醚裂解制高纯异丁烯的精制装置及工艺方法，已通过实施例 进行了描述，相关技术人员明显能在不脱离本发明的内容、精神和范围内对本文所述的内 容进行改动或适当变更与组合，来实现本发明。特别需要指出的是，所有相类似的替换和 改动对本领域技术人员来说是显而易见的，他们都被视为包括在本发明的精神、范围和内容中。权利要求
1. 甲基叔丁基醚裂解制高纯异丁烯的精制装置，包括冷却吸收双塔、甲醇脱水塔、甲醇精制塔、异丁烯脱轻塔和异丁烯脱重塔，其特征是采用两个冷却吸收塔的六塔连续精馏流程装置，在冷却吸收塔(2)塔内顶设置除沫器，捕集出塔气体中夹带的液滴。
2. 由权利要求1所述的甲基叔丁基醚裂解制高纯异丁烯的精制装置的工艺方法，其特征是冷却吸收塔(1)塔底设置进料口，甲基叔丁基醚原料裂解气由冷却吸收塔(1)进入所述系统，冷却吸收塔(1)塔顶馏出物料(9)通过密封管道直接进入冷却吸收塔(2) 底部，塔釜馏出物由泵采出后， 一部分物料为循环物料，另一部分为塔釜馏出物料；冷却 吸收塔(1)塔釜馏出循环物料(10)送入换热器进行降温后返回本塔内进行循环操作， 冷却吸收塔l塔釜馏出物料(11)则通过密封管道直接送入甲醇脱水塔(3)内；冷却吸收 塔(2)塔顶馏出物料(14)通过除沫器捕集液滴后，进入异丁烯脱轻塔(5)内进行脱除 轻组分的操作；冷却吸收塔(2)塔釜馏出物经泵采出后， 一部分物料为循环物料，另一 部分为塔釜馏出物料；冷却吸收塔(2)循环物料(13)送入换热器进行降温后返回本塔 内进行循环操作，冷却吸收塔(2)塔釜馏出的物料(12)则通过密封管道直接送入冷却 吸收塔(1)内；甲醇脱水塔(3)塔顶馏出物料为粗甲醇(16)通过密封管道进入甲醇精 制塔(4)，甲醇脱水塔塔釜馏出物料(15)由泵送入冷却吸收塔(2)内；甲醇精制塔(4) 塔顶为轻组分(17)送出系统，塔釜馏出物为甲醇产品(18);异丁烯脱轻塔塔顶馏出轻 组分(20)从异丁烯脱轻塔(5)塔顶送出系统，异丁烯脱轻塔塔釜馏出物料(19)由泵 送入异丁烯脱重塔(6)进行脱除重组分的精馏操作；异丁烯脱重塔(6)塔顶为高纯异丁 烯产品(22)，异丁烯脱重塔塔釜馏出重组分(21)被送出系统。
3. 如权利要求2所述的甲基叔丁基醚裂解制高纯异丁烯的精制装置的工艺方法，其特征 是所述的冷却吸收塔(1)在常压或微正压下操作，理论板数为15-20，返回塔内的循环量 与采出量的循环比为1-5，塔内件采用高效规整填料和多排孔分布内件。
4. 如权利要求2所述的甲基叔丁基醚裂解制高纯异丁烯的精制装置的工艺方法，其特征是 所述的冷却吸收塔(2)在常压或微正压下操作，理论板数为15-20，返回塔内的循环量与 采出量的循环比为1-5，塔顶设置除沫器，塔内件采用高效规整填料和多排孔分布内件。
5. 如权利要求2所述的甲基叔丁基醚裂解制高纯异丁烯的精制装置的工艺方法，其特征是 所述的甲醇脱水塔(3)常压操作，对应塔内温度为63-99.2°〇，回流比为1-4，理论板数为 30-40，塔内件采用高效规整填料和多排孔分布内件。
6. 如权利要求2所述的甲基叔丁基醚裂解制高纯异丁烯的精制装置的工艺方法，其特征是 所述的甲醇精制塔(4)常压或微正压操作，对应塔内温度为39-66.2。C，回流比为50-70，理论板数为30-40，塔内件采用高效规整填料和多排孔分布内件。
7. 如权利要求2所述的甲基叔丁基醚裂解制高纯异丁烯的精制装置的工艺方法，其特征是 所述的异丁烯脱轻塔(5)压力300 500kPa，对应塔内温度为26-40.8°C，理论板数为25-40， 塔内件采用高效规整填料和多排孔分布内件。
8. 如权利要求2所述的甲基叔丁基醚裂解制高纯异丁烯的精制装置的工艺方法，其特征是 所述的异丁烯脱重塔(6)压力300 500kPa，对应塔内温度为24-95.5°C，理论板数为25-40， 塔内件采用高效规整填料和多排孔分布内件。
全文摘要
本发明公开了一种用于甲基叔丁基醚裂解制高纯异丁烯的精制装置及工艺方法，其过程含有六塔连续精馏工艺流程，包括冷却吸收双塔系统、甲醇脱水塔系统、甲醇精制塔系统、异丁烯脱轻塔系统和异丁烯脱重塔系统；甲醇脱水塔系统出来的水经降温后返回冷却吸收塔内重新进行冷却吸收操作，该精制过程实现了冷却吸收水的零排放。冷却吸收塔2塔内顶部设置除沫器，将气体中夹带的液滴进行捕集，保证异丁烯产品的纯度。各精馏塔装置内件均采用高效规整填料和多排孔分布内件，保证了高纯异丁烯产品的纯度高于99.7％。
文档编号C07C1/20GK101260016SQ200810052868
公开日2008年9月10日 申请日期2008年4月23日 优先权日2008年4月23日
发明者刘丽艳, 李鑫钢, 黄国强 申请人:天津大学