[发明专利]用于碳四分离的热泵精馏工艺

说明书

技术领域

本发明涉及热泵精馏技术领域，具体涉及一种用于碳四分离的热泵精馏工艺。

背景技术

碳四原料是重要的石油化工资源，在之前的一段时间内，炼油厂碳四主要用于制作燃料。随着经济和技术的进步，碳4的综合利用成为工业当中越来越受到重视，以碳4为原料的高附加值产品生产工艺层出不穷。烷基化油和MTBE的需求在不断增长，越来越多的厂家开始进行碳4的深加工。而在工业生产当中，由于异丁烷和异丁烯的需求量远大于正丁烷和正丁烯，因此碳4异构化即将正构烷烯烃转化为异构烷烯烃在整个碳4深加工当中占有重要的环节。

碳4异构化过程当中，碳4原料经异构化后，需进行正构和异构的分离，异构碳4进入下一个工艺流程，MTBE或烷基化反应，正构碳4循环回反应器继续反应。需精馏的物料中往往含有约2-3%的碳5组分，塔顶采出异丁烷，塔中采出正丁烷，塔底采出碳5重组分。由于碳4正构和异构烷烯烃性质接近，故其需要较大的回流比才能够完成分离任务，因此碳4异构化装置配有一个大型的精馏塔，而此精馏过程的能耗非常高，如何降低分离能耗成为一个重要的研究课题。

常规精馏塔的操作特点是塔底温度低，塔顶温度高，常规的传热方式，需要外来冷剂对塔顶制冷，从塔顶移出热量，同时又需要外来热剂加热塔底，向塔提供热量。如果把塔顶气体的热量传给塔底物料，则存在塔顶温度比塔底温度低的问题。而热泵精馏是将塔顶蒸汽通过压缩机压缩后升温升压，达到所需的温度和压力后经过塔釜的蒸发器放出热量，塔顶蒸汽冷凝成液相，塔釜料液被加热，热泵精馏将塔顶的蒸汽的热量送入塔釜，同时节约了大部分冷却水用量，从而达到了节能的目的。碳4的分离当中，由于原料中含有少量碳5组分，导致塔顶塔底温差约60℃，这将大大提高热泵精馏系统中压缩机的能耗，导致节能效果变差。如何在工业中将热泵技术与碳4分离高效结合起来，是一个值得研究的问题。

发明内容

本发明针对现有技术存在的缺陷，提供了一种用于碳四分离的热泵精馏工艺。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种用于碳四分离的热泵精馏工艺，通过两个串联精馏塔完成异丁烷、正丁烷和碳5重组分的分离，异丁烷正丁烷混合物自前精馏塔进料，前精馏塔塔顶采出异丁烷，前精馏塔塔中采出部分正丁烷，前精馏塔塔底采出正丁烷和碳5重组分，前精馏塔塔底采出中正丁烷和碳5重组分组成比例为5:1~2:1，前精馏塔塔底采出进入后精馏塔，后精馏塔塔顶采出剩余正丁烷，后精馏塔塔底采出碳5重组分，前精馏塔塔顶蒸汽经蒸汽压缩机压缩升温升压的加压蒸汽，进入前精馏塔再沸器作为热源来加热塔釜物料，在前精馏塔再沸器中冷凝成液相，经前精馏塔空冷器降温后一部分作为塔顶回流，一部分作为异丁烷出料；前精馏塔塔底组分进入后精馏塔采用常规精馏，后精馏塔塔顶蒸汽经后精馏塔空冷器冷却为液相，一部分作为后精馏塔塔顶回流，一部分作为后精馏塔正丁烷出料，后精馏塔再沸器热源为新鲜蒸汽。

本发明工艺优点在于：利用双塔的工艺流程，可大大降低精馏塔塔釜的温度，从而使热泵精馏能耗更低，由于碳5含量约2-3%，故后精馏塔相较前精馏塔体积相差很多，投资远低于节省的能耗，故采用双塔工艺的碳4热泵精馏有较好的节能降耗效果。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明热泵精馏工艺流程图。

图中1进料、2前精馏塔、3塔顶蒸汽、4塔顶回流、5蒸汽压缩机、6异丁烷出料、7加压蒸汽、8冷凝液相、9前精馏塔空冷器、10前精馏塔再沸器、11后精馏塔、12后精馏塔空冷器、13后精馏塔正丁烷出料、14新鲜蒸汽、15后精馏塔再沸器、16前精馏塔正丁烷出料。

具体实施方式