本发明涉及用N,N-二甲基甲酰胺(以下简称DMF)及其与另外一种 或多种溶剂的混合物作溶剂,两塔流程萃取精馏分离丁烷与丁烯的方法。
用DMF作溶剂萃取精馏分离烃类的方法在丁二烯的抽提中已是成熟 技术,但用于丁烷与正丁烯的分离则不多见,已知的用DMF分离丁烷和 丁烯的方法为三塔流程(法国石油研究院Ep0501 848 A1)。C4混合物在 一台加压操作的萃取精馏塔内与DMF相接触,塔顶收集丁烷,含有丁烯 的溶剂从塔釜采出后进入一台加压操作的第二塔,在此塔中丁烯被部分 解吸,在塔顶收集,仍含一些丁烯的溶剂在一台常压操作的第三塔进行 提纯,在此塔的塔釜得到合格的溶剂引入萃取精馏塔循环使用,塔顶汽 相采出物经过压缩,再送回第二塔的下部。这种方法的缺点是操作复杂, 能耗高。
而如果要将溶剂回收在一个塔内完成,即在溶剂回收塔塔顶要得到 合格丁烯,塔釜要得到合格的溶剂,若加压操作,塔釜温度较高,超过 170℃,而在此温度以上,DMF容易分解,影响丁烯质量,增加溶剂的损 失。若常压操作则丁烯的塔顶冷凝困难,需深冷或压缩。因此多将溶剂 回收分成两步,即采用三塔流程。
本专利的任务是建立一种二塔流程能使溶剂回收在一塔内完成,溶 剂回收塔在加压条件下操作(保证丁烯可以用水冷凝),而塔釜温度又较 低(低于170℃),DMF不分解。
本发明的方法参考附图,丁烷与丁烯混合物(3)由萃取精馏塔(1 塔)中部加入,由DMF和另一溶剂或另外多种溶剂组成的混合溶剂(4) 由1塔的上部加入,丁烷(5)从萃取精馏塔的顶部采出,含有丁烯的溶 剂从1塔塔釜采出,含有烯烃的溶剂从1塔的底部采出后引至后接的溶 剂回收塔(2塔)中,通过蒸馏将烯烃与溶剂分离,丁烯(7)从2塔塔 顶采出,溶剂(6)从2塔塔釜采出,又被重新引入1塔循环使用。
上述萃取精馏的方法已成功应用于各种原料组成的丁烷与丁烯混 合物的分离。
本发明的特点为:
a).采用二塔流程分离丁烷与丁烯。
b).二塔都在加压下操作,塔顶采出物可以用循环水冷凝。
c).塔釜温度低于170℃。
d).加入了同样有分离作用,但沸点较低的第二溶剂,或多种 其它溶剂。
作为本专利的实例是加入第二溶剂丁酮。由于丁酮的沸点较低, 可以大大降低塔釜的温度,降低的幅度与加入丁酮的量有关。
使用本专利方法,所生产的丁烯的浓度可以达97%(Wt)左右,必 要时可以高于97%,这主要由溶剂比与塔板数而定。
以下是本专利的一个实例。
实例:
所处理的C4混合物为醚化后C4,即生产MTBE后的混合C4,所用溶 剂为DMF(N,N-二甲基甲酰胺)和丁酮的混合物,DMF与丁酮的比例 为30/70~70/30。主要实验结果归纳于表一中。
表一 DMF和丁酮作溶剂分离丁烷和丁烯 DMF进料 kg/hr 10.1 塔顶组成 (不含溶剂) 正丙烷 异丁烷 正丁烷 1-丁烯 反-2-丁烯 顺-2-丁烯 C4进料组成 正丙烷 异丁烷 正丁烷 1-丁烯 反-2-丁烯 顺-2-丁烯 塔釜组成 (不含溶剂) 正丙烷 异丁烷 正丁烷 1-丁烯 反-2-丁烯 顺-2-丁烯 重量,% 重量,% 重量,% 重量,% 重量,% 重量,% 重量,% 重量,% 重量,% 重量,% 重量,% 重量,% 重量,% 重量,% 重量,% 重量,% 重量,% 重量,% 1.33 65.57 26.63 6.47 0.00 0.00 0.56 27.76 12.43 33.35 18.71 7.19 - 0.33 2.13 52.86 32.29 12.40
所用萃取精馏塔(1塔)为填料塔:材质碳钢,塔径50mm,填料 为不锈钢丝环填料;
溶剂回收塔(2塔)也为填料塔:材质碳钢,塔径50mm,填料为 θ环填料;
两塔均绝热保温;
混合C4由1塔的中部加入,温度30-50℃;
溶剂比:10-19;
1塔操作压力:0.4-0.6MPa;
2塔回流比:2.5-8;
2塔操作压力:0.4-0.6MPa;
1塔塔釜温度:110-150℃;
2塔塔釜温度:140-165℃;