[发明专利]一种变压吸附与膜分离组合分离正异构烷烃的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种变压吸附与膜分离组合分离正异构烷烃的方法。

技术背景

石脑油由正构烷烃、异构烷烃等多种烃类的混合物组成。石脑油在炼油工业中的用途目前主要有三种：（1）用作乙烯裂解原料；（2）用作催化重整的原料生产高辛烷值汽油；（3）用作汽油调和料。一方面石脑油中异构烷烃含量较高，直接用作乙烯裂解料，乙烯收率受到影响；另一方面石脑油自身辛烷值较低，无法大量调入汽油。将石脑油中正、异构烷烃分离，可以更有效利用石脑油资源。分离后正构烷烃可作为蒸汽裂解装置的进料，提高蒸汽裂解装置的乙烯收率；异构烷烃的辛烷值较高，可以作为催化重整装置原料、清洁汽油的优质调和料。

目前工业上分离正、异构烷烃的方法是精馏法、吸附法和膜分离法。CN93100919.7涉及了一种提高烃质原料品位的方法，该方法包括：a)使原料受到分离处理，在此过程中把正链烷烃和任选的单一异链烷烃同二-异链烷烃分离；b)从中回收第一分离流出流和第二分离流出流，前者含有正链烷烃和任选的单一异链烷烃，后者含有二-异链烷烃；c)将至少部分第二分离流出流分离成轻馏分和重馏分，前者由C6～C10的烃组成，后者由≥C8的烃组成；d)使至少部分由≥C8的烃组成的重馏分受到重整工序，以制成重整产品。由于正异构组分沸点相近（如正己烷沸点68.7℃，甲基环戊烷沸点71.8℃，两者相差仅3.1℃），使用精馏法分离难度大，能耗高。

吸附分离法是目前应用最广的正异构烷烃分离方法，原理是利用分子筛孔道对吸附物质的选择吸附性能，选择性地吸附正构烷烃，从而使正构烷烃与异构烷烃分离。与传统方法相比，吸附分离法具有分离效率高、能耗低、分离产品纯度高的优点。但是由于常用脱附剂是小分子气体，如N₂、H₂等，实际过程中存在脱附剂消耗高、脱附再生困难等问题。

气体膜分离技术是一种新兴的化工分离技术，具有分离精度高、渗透率高、选择性强、常温下操作无相态变化、能耗低、污染小的优点。目前使用膜分离技术进行有机蒸汽回收应用已经在工业成功应用。但是没有合适应用于分离正异构烷烃的膜材料、而且膜本身存在易淤塞、易损坏、不易清洗、使用寿命短等问题。

本发明有针对性的解决了上述问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术中使用吸附法分离正异构烷烃时脱附剂回收能耗较高、使用膜分离法膜材料选择困难、使用寿命较短的问题，提供一种新的变压吸附与膜分离组合分离正异构烷烃的方法。该方法用于正异构烷烃的分离中，具有脱附剂回收能耗较低、膜使用寿命较长的优点。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案如下：一种变压吸附与膜分离组合分离正异构烷烃的方法，包括如下步骤：

（1）石脑油原料在汽化器中被汽化后进入吸附塔，与吸附剂接触，正构烷烃被吸附剂吸附，吸附塔塔顶得到异构烷烃产品；

（2）吸附塔完成吸附后，关闭吸附塔原料进料管线阀门，脱附剂进入吸附塔，进行吹扫脱附过程，得到脱附出来的正构烷烃与脱附剂混合在一起的脱附油气；

（3）脱附油气进入脱附油气冷却器进行冷却，然后再进入压缩机进行增压，压缩机出口的气相进入脱附油气冷凝器进一步冷凝，增压过程中冷凝下来的正构烷烃和从脱附油气冷凝器中冷凝下来的正构烷烃进入正构烷烃产品管线，脱附油气冷凝器出口的气相进入膜分离装置；

（4）通过膜分离，脱附油气被分离为两部分，一部分主要为脱附剂，另一部分主要为正构烷烃，进入正构烷烃产品管线。

上述技术方案中，优选地，所述吸附塔至少为两个，当其中一个吸附塔进行吸附时，其它吸附塔进行脱附，如此交替进行吸附和脱附，保证装置的连续运转；经过加热后的脱附剂从与原料进料方向相反的方向进入吸附塔；通过膜分离，脱附油气被分离为两部分，一部分主要为脱附剂，经加热后返回脱附过程重复利用。

上述技术方案中，优选地，所述石脑油原料在汽化器中被汽化至100～300℃；所述吸附塔的吸附压力以表压计为0.5～2.0MPa，吸附温度为100～300℃；脱附过程的脱附压力以表压计为0～0.3MPa，脱附温度是100～300℃。

上述技术方案中，优选地，所述膜采用PDMS膜。

上述技术方案中，优选地，所述吸附剂为5A分子筛或6A分子筛，优选方案为5A分子筛，脱附剂为氮气或氢气，优选方案为氮气。

上述技术方案中，优选地，所述脱附油气冷却器出口温度为40～50℃；压缩机出口压力以表压计为0.5～2.0MPa；脱附油气冷凝器操作温度为40～50℃。