[发明专利]一种利用碳四馏分生产1-丁烯的装置和方法

说明书

本发明涉及一种利用碳四馏分生产1‑丁烯的装置和方法，该装置包括沿物料流走向依次布置的选择性加氢单元、醚化单元和精密精馏单元，还包括萃取预分馏单元，其中，所述萃取分馏单元布置在选择性加氢单元与醚化单元之间，或连接布置在精密精馏单元后，所述萃取分馏单元后还连接2‑丁烯异构单元。与现有技术相比，本发明的能耗降低可20％以上，同时，2‑丁烯总转化率高，85％以上，1‑丁烯总收率大于90％，原料适用范围宽，特别适合于富含正丁烷碳四原料。

技术领域

本发明属于石油化工技术领域，涉及一种利用碳四馏分生产1-丁烯的方法和装置。

背景技术

炼厂碳四、裂解碳四和煤制烯烃碳四中含有大量的1-丁烯和2-丁烯，其中，1-丁烯化学性质活泼，是一种非常重要的化工原料，可用于生产线型低密度聚乙烯树脂、高密度聚乙烯、聚丁烯树脂、癸醇等，用途十分广泛，价值较高。而与1－丁烯相比，大部分2－丁烯被用做燃料，价值相对较低。如果在分离1－丁烯、2－丁烯的分馏系统中加入2－丁烯异构生成1－丁烯的过程，将2－丁烯转化成工业利用价值高的1－丁烯，然后再进行分离，则能够提高碳四资源综合利用价值，大幅提升企业经济效益。

早在1992年，美国化学研究与特许公司就已经提出了催化精馏增产1－丁烯的方法，以醚后碳四为原料，物料进入催化精馏塔的催化床层，丁二烯选择加氢的同时将2－丁烯双键异构生成1－丁烯。但这种方法转化率低，效果不显著。

法国石油研究院(IFP)提出了利用临氢异构催化2－丁烯生产1－丁烯的生产技术。该工艺采用的催化剂是Pd/Al2O3催化剂，先将含少量1－丁烯的碳四物料经过精馏塔分离1－丁烯，塔顶产生纯度较高的1－丁烯，塔底含有2－丁烯的物料与氢气按照一定的比例混合后，进入背包式临氢异构反应器，将大部分2－丁烯转化为1－丁烯，然后再循环进入精馏塔，该工艺条件可实现长周期连续操作。这种方法的缺点是精馏能耗高，并且2-丁烯中夹杂大量正丁烷，限制了2-丁烯的转化率。

中国石化上海石油化工研究院和中原石化公司合作开发研究的烯烃异构化增产1－丁烯的技术，使用的是大型轴向流固定床反应器，采用了自主研究开发的固体硅铝酸盐催化剂。液相碳四烯烃混合物升温至300～350℃后进入反应器，在反应器中2－丁烯在固体酸催化剂的作用下双键异构生成1－丁烯，产物进入提馏塔分离，塔顶得到纯度较高的1－丁烯产品，塔底的釜液则进入反应器继续循环反应。1－丁烯的选择性超过了95％，收率达到16％～21％。此方法仍未解决2-丁烯异构化物料中含有大量正丁烷的问题，装置能耗高，收率低。

发明内容

本发明的目的就是为了提供一种利用碳四馏分生产1-丁烯的装置和方法，以降低装置能耗，提高2-丁烯异构总转化率及1-丁烯产品收率。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一方面，本发明提供了一种利用碳四馏分生产1-丁烯的装置，包括沿物料流走向依次布置的选择性加氢单元、醚化单元和精密精馏单元，还包括萃取预分馏单元，其中，所述萃取预分馏单元布置在选择性加氢单元与醚化单元之间，或连接布置在精密精馏单元后，所述萃取预分馏单元后还连接2-丁烯异构单元。

进一步的，当萃取分馏单元布置在选择性加氢单元与醚化单元之间时，所述2-丁烯异构单元的反应产物出口还返回连接萃取预分馏单元。

进一步的，当萃取预分馏单元布置在精密精馏单元后时，所述的2-丁烯异构单元的反应产物出口还返回连接精密精馏单元的原料入口。

另一方面，本发明还提供了一种利用碳四馏分生产1-丁烯的方法，其采用上述装置实施，包括以下步骤：

(1)将碳四馏分送入选择性加氢单元中，经选择加氢反应除去包括丁二烯和丁炔在内的杂质，得到选择性加氢产物；