專(zhuān)利名稱(chēng)：一種采用dmf混合溶劑分離碳五餾分的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有機(jī)化學(xué)領(lǐng)域，進(jìn)一步地說(shuō)，是涉及一種采用DMF分離碳五餾分的方法。
背景技術(shù)：
碳五餾分是乙烯生產(chǎn)裝置的重要聯(lián)產(chǎn)品，其中異戊二烯、環(huán)戊二烯和間戊二烯等皆是有機(jī)化工和精細(xì)化工的重要原料。隨著石油化工的發(fā)展，碳五餾分的分離和利用對(duì)合理利用資源、提高乙烯裝置的經(jīng)濟(jì)性有重要意義。裂解碳五餾分中各組分不僅沸點(diǎn)相近，還可相互形成二組分及三組分共沸物，采用普通蒸餾的方法難以得到高純度產(chǎn)品。分離工藝一般采用溶劑通過(guò)萃取精餾來(lái)分離異戊二烯、間戊二烯和環(huán)戊二烯等，工業(yè)上常用的溶劑有乙腈(ACN)、二甲基甲酰胺(DMF)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)等。DMF法又稱(chēng)GPI法，最早由日本瑞翁公司于1971年開(kāi)發(fā)。現(xiàn)有的碳五餾分分離工藝主要為以DMF為萃取劑的兩段萃取精餾工藝，每段包括萃取精餾和汽提。碳五餾分先進(jìn)入預(yù)處理單元，預(yù)處理單元包括預(yù)脫輕、二聚反應(yīng)、預(yù)脫重三部分。碳五餾分在預(yù)脫輕裝置中脫除原料中大部分低沸點(diǎn)組分，然后進(jìn)入二聚反應(yīng)器，在此大部分環(huán)戊二烯二聚為雙環(huán)戊二烯，二聚產(chǎn)物再進(jìn)入預(yù)脫重裝置，將異戊二烯與間戊二烯、雙環(huán)戊二烯進(jìn)行初步分離。預(yù)脫重塔塔頂物料進(jìn)入第一萃取精餾塔，萃取精餾塔塔頂分離出烷烴和單烯烴作為抽余液， 異戊二烯和溶劑進(jìn)入第一汽提塔，汽提出的碳五餾分進(jìn)入脫重塔，在此異戊二烯與間戊二烯、雙環(huán)戊二烯進(jìn)一步分離。粗異戊二烯進(jìn)入第二萃取精餾單元，脫除其中的少量的環(huán)戊二烯及炔烴，第二萃取精餾塔頂?shù)漠愇於┻M(jìn)入脫輕塔進(jìn)一步精制得到合格的聚合級(jí)異戊二烯產(chǎn)品，萃取精餾塔釜的溶劑進(jìn)入后面的第二汽提塔和真空汽提塔進(jìn)行汽提，分離出的溶劑再循環(huán)利用。自預(yù)脫重塔和脫重塔釜的物料被送往間戊二烯和雙環(huán)戊二烯精制單元。但是DMF法存在溶劑分離性較差、沸點(diǎn)高、工藝能耗高的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種采用DMF混合溶劑分離碳五餾分的方法，混合溶劑的選擇性增強(qiáng)，從而可降低萃取精餾塔的塔板數(shù)和溶劑比，降低設(shè)備投資及操作費(fèi)用。本發(fā)明的目的是提供一種采用DMF混合溶劑分離碳五餾分的方法。所述的DMF混合溶劑以重量比計(jì)由二甲基甲酰胺70 98%和乙腈2 30%組成； 所述的DMF混合溶劑在分離碳五餾分中作為萃取劑。其中二甲基甲酰胺優(yōu)選80 95% ；乙腈優(yōu)選5 20%。將二甲基甲酰胺和乙腈按照所述比例混合即得所述的混合溶劑。所述方法包含以下步驟(1)脫輕將碳五餾分送入脫輕塔，脫輕塔塔頂采出輕組分，塔釜引出包括異戊二烯、環(huán)戊二烯和間戊二烯的物料；
(2) 二聚反應(yīng)將所述的脫輕塔塔釜物料送入二聚反應(yīng)器進(jìn)行二聚反應(yīng)；(3)預(yù)脫重步驟( 得到的物料送入預(yù)脫重塔，包括異戊二烯、戊烷、戊烯的輕組分從塔頂采出；包括間戊二烯、環(huán)戊二烯及雙環(huán)戊二烯的重組分從塔釜采出，(4)第一萃取精餾單元所述預(yù)脫重塔塔頂輕組分引入第一萃取精餾塔，用所述混合溶劑進(jìn)行萃取精餾，從第一萃取精餾塔塔釜采出的物料，送入一萃解吸塔；從第一萃取精餾塔塔頂采出的物料送往脫重塔，脫重塔塔頂采出的含異戊二烯的物料送往第二萃取精餾單元；(5)第二萃取精餾單元由脫重塔塔頂采出的物料在第二萃取精餾塔中用所述混合溶劑進(jìn)行萃取精餾，從第二萃取精餾塔塔釜采出的物料送往二萃解吸塔和真空解吸塔； 從塔頂采出的含異戊二烯的物料送入精制塔；(6)精制將由所述的第二萃取精餾塔塔頂?shù)玫降暮愇於┑奈锪弦刖扑M(jìn)行精制。具體技術(shù)方案如下(1)脫輕將混合碳五餾分送入脫輕塔，將包括碳四組分、異戊烷和大部分炔烴的輕組分從塔頂采出；包括異戊二烯、環(huán)戊二烯和間戊二烯的物料從塔釜引出；(2) 二聚反應(yīng)將所述的脫輕塔塔釜物料送入二聚反應(yīng)器進(jìn)行二聚反應(yīng)，使其中的環(huán)戊二烯發(fā)生二聚反應(yīng)生成雙環(huán)戊二烯，環(huán)戊二烯的轉(zhuǎn)化率達(dá)到85%以上；所述的二聚反應(yīng)器為管式反應(yīng)器，內(nèi)裝有折流擋板。在該反應(yīng)器中，環(huán)戊二烯二聚為雙環(huán)戊二烯，二聚反應(yīng)為放熱反應(yīng)，優(yōu)選反應(yīng)條件為壓力0. 8 1. 6MPa,溫度60 120 0C(3)預(yù)脫重將所述的經(jīng)二聚反應(yīng)器反應(yīng)的物料送入預(yù)脫重塔，包括異戊二烯、戊烷、戊烯的輕組分從塔頂采出；主要包括間戊二烯、環(huán)戊二烯及雙環(huán)戊二烯在內(nèi)的重組分從塔釜采出，送往間戊二烯和雙環(huán)戊二烯精制單元；(4)第一萃取精餾單元將包括異戊二烯、戊烷、戊烯在內(nèi)的預(yù)脫重塔塔頂餾分引入第一萃取精餾塔，在含二甲基甲酰胺(DMF)的混合溶劑存在下進(jìn)行萃取精餾，混合溶劑從塔頂進(jìn)入所述的萃取精餾塔，包括戊烷、戊烯的組分從塔頂采出，富含異戊二烯的溶劑物料從塔釜采出，送入一萃解吸塔；從第一萃取精餾塔塔釜得到的富含異戊二烯的溶劑物料在一萃解吸塔中進(jìn)行分離，包含異戊二烯及少量環(huán)戊二烯、間戊二烯的物料從塔頂采出送往脫重塔，溶劑從塔釜采出，循環(huán)回第一萃取精餾塔；優(yōu)選抽出少量溶劑去溶劑再生單元， 大部分溶劑經(jīng)回收熱量后直接循環(huán)使用；在所述的脫重塔中，主要含異戊二烯的物料從塔頂采出送往第二萃取精餾單元，含有間戊二烯的重組分從塔釜采出；所述的第一萃取精餾塔的塔板數(shù)為70 100 ；所述混合溶劑與進(jìn)入萃取精餾塔的物料的重量比為(1 6) 1 ；壓力為0. 1 0. 3MPa，塔釜溫度100 120°C，回流比0. 5 5。優(yōu)選在步驟(4)中，一萃解吸塔的塔板數(shù)為20 35，壓力為0. 1 0. 2MPa,塔釜溫度135 155°C。(5)第二萃取精餾單元將由所述的脫重塔塔頂?shù)玫降暮愇於┑奈锪弦氲诙腿【s塔，混合溶劑從塔頂注入，炔烴和二烯烴在此脫除，塔頂采出粗異戊二烯送往后面的精制塔，含有炔烴和二烯烴的溶劑物料從塔釜采出送往二萃解吸塔和真空解吸塔；溶
5劑物料經(jīng)過(guò)二萃解吸塔和真空解吸塔兩次解吸后脫除其中的炔烴、二烯烴，溶劑從真空解吸塔釜采出循環(huán)回第二萃取精餾塔，包含炔烴、二烯烴的物料從真空解吸塔塔頂采出；所述的第二萃取精餾塔的塔板數(shù)為70 90 ；所述的混合溶劑與進(jìn)入第二萃取精餾塔的物料的重量比為(3 9) 1 ；壓力為0. 1 0. 3MPa，塔釜溫度115 135°C，回流比1 5。優(yōu)選步驟(5)中，二萃解吸塔的塔板數(shù)為20 35，壓力為0. 1 0. 2MPa，塔釜溫度 135 155°C。優(yōu)選在步驟(5)中，真空解吸塔的塔板數(shù)為20 35，壓力為0. 01 0. 2MPa，塔釜溫度80 95°C。(6)精制將由所述的第二萃取精餾塔塔頂?shù)玫降暮愇於┑奈锪弦刖扑?，使異戊二烯與其中的少量間戊二烯、環(huán)戊二烯、雙環(huán)戊二烯徹底分離，從塔頂采出合格的聚合級(jí)異戊二烯，異戊二烯產(chǎn)物中環(huán)戊二烯濃度小于Ippm ；塔釜物料被送往間戊二烯和雙環(huán)戊二烯精制單元。本發(fā)明所述的采用DMF混合溶劑分離碳五餾分的方法具有以下特點(diǎn)(1)本發(fā)明中采用DMF與乙腈的混合溶劑作為萃取劑，添加乙腈改性后的DMF混合溶劑，提高了碳五各組分在DMF中的相對(duì)揮發(fā)度，混合溶劑的選擇性增強(qiáng)，從而可大大降低萃取精餾塔的理論板數(shù)和溶劑比，降低設(shè)備投資及操作費(fèi)用；(2) DMF本身沸點(diǎn)高，當(dāng)采用純DMF做為萃取劑時(shí)，萃取精餾塔和解吸塔的操作溫度較高，經(jīng)乙腈改性后的混合溶劑，沸點(diǎn)降低，從而降低了萃取精餾塔和解吸塔的操作溫度、降低了能耗，同時(shí)，降低了二烯烴聚合速度，延長(zhǎng)了裝置的開(kāi)工周期。


圖1是本發(fā)明的DMF法萃取精餾分離碳五餾分方法的流程示意圖。1脫輕塔；2反應(yīng)器；3預(yù)脫重塔；4第一萃取精餾塔；5 —萃解吸塔；6脫重塔；7第二萃取精餾塔；8 二萃解吸塔；9真空解吸塔；10精制塔
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例，進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。實(shí)施例下面參考圖1進(jìn)一步解釋本發(fā)明的方法，但本發(fā)明不局限于此。本發(fā)明的DMF混合溶劑萃取精餾分離碳五餾分的方法，包括以下步驟(1)脫輕混合碳五餾分原料(主要組成為碳四9. 4%，戊烷11. 2%，戊烯15. 2%， 炔烴0. 16%，異戊二烯21.2%，環(huán)戊二烯17. 2%，間戊二烯13. 7%，碳六6. 1% )進(jìn)入脫輕塔1，絕大部分碳四及異戊烷等輕組分從塔頂采出，脫輕塔釜物料送往二聚反應(yīng)器2。脫輕塔的塔板數(shù)為120，回流比為12，塔頂壓力0. 3MPa，塔釜溫度80°C。(2) 二聚反應(yīng)來(lái)自脫輕塔釜的物料被送往二聚反應(yīng)器2，在此環(huán)戊二烯發(fā)生二聚反應(yīng)，反應(yīng)條件為反應(yīng)溫度90°C、壓力1.2MPa，環(huán)戊二烯的轉(zhuǎn)化率為85%，反應(yīng)產(chǎn)物中環(huán)戊二烯的濃度為3%。(3)預(yù)脫重步驟O)的反應(yīng)產(chǎn)物被送往預(yù)脫重塔3，在此，大部分間戊二烯、雙環(huán)戊二烯等重組分與異戊二烯分離，從塔釜采出送往間戊二烯和雙環(huán)戊二烯精制單元，異戊二烯等輕組分從塔頂采出送往第一萃取精餾塔4。預(yù)脫重塔的塔板數(shù)為62，回流比為3，塔頂壓力0. 3MPa，塔釜溫度100. 2°C。(4)第一萃取精餾所用混合溶劑的組成為DMF 90% (重量百分比)、乙腈10% (重量百分比)；混合溶劑從第一萃取精餾塔4頂部注入，對(duì)碳五餾分進(jìn)行噴淋，第一萃取精餾塔的塔板數(shù)為79，操作條件為混合溶劑與進(jìn)入萃取精餾塔的物料的重量比為4. 2，塔頂壓力0. 15MPa,塔釜溫度114. 5°C，回流比2. 8，戊烷、戊烯等難溶組分作為抽余液3從塔頂采出，富含異戊二烯的溶劑物料從塔釜采出送往一萃解吸塔5 ；—萃解吸塔5的塔板數(shù)為30， 操作條件為塔頂壓力0. 13MPa，塔釜溫度144°C，回流比2，含有異戊二烯的物流從塔頂采出送往脫重塔6 ；脫重塔的他板數(shù)為96，操作條件為塔頂壓力0. 14Mpa，塔釜溫度65°C，回流比3. 5，含異戊二烯物流從脫重塔頂采出去第二萃取精餾塔7。(5)第二萃取精餾步驟(4)脫重塔頂物流被送往第二萃取精餾塔7，混合溶劑從塔頂注入，第二萃取精餾塔7的塔板數(shù)為80，操作條件為混合溶劑與進(jìn)入萃取精餾塔的物料的重量比為6. 5，塔頂壓力0. 14MPa，塔釜溫度125°C，回流比2，脫除掉炔烴、二烯烴的粗異戊二烯物流從塔頂采出送往后面的精制塔10，含炔烴、二烯烴的溶劑從塔釜采出送往二萃解吸塔8和真空解吸塔9，解吸出其中的炔烴和二烯烴后的溶劑物料從真空解吸塔釜采出，循環(huán)回第二萃取精餾塔7 ；二萃解吸塔8的操作條件塔板數(shù)為沈，塔頂壓力0. 12MPa, 塔釜溫度145°C，回流比2 ；真空解吸塔9的操作條件塔板數(shù)為沈，塔頂壓力0. 014Mpa，塔釜溫度88°C，回流比10。(6)精制來(lái)自步驟( 中第二萃取精餾7塔頂?shù)拇之愇於┍灰刖扑?0，在此異戊二烯與環(huán)戊二烯等重組分徹底分離，塔頂?shù)玫骄酆霞?jí)異戊二烯產(chǎn)品6，精制塔10的塔板數(shù)為90，操作回流比為6。
權(quán)利要求
1.一種采用DMF混合溶劑分離碳五餾分的方法，其特征在于所述的DMF混合溶劑以重量比計(jì)由二甲基甲酰胺70 98%和乙腈2 30%組成；所述的DMF混合溶劑在分離碳五餾分中作為萃取劑。
2.如權(quán)利要求1所述的分離碳五餾分的方法，其特征在于所述的二甲基甲酰胺為 80 95% ；所述的乙腈為5 20%。
3.如權(quán)利要求1或2所述的分離碳五餾分的方法，包含以下步驟(1)脫輕將碳五餾分送入脫輕塔，脫輕塔塔頂采出輕組分，塔釜引出包括異戊二烯、 環(huán)戊二烯和間戊二烯的物料；(2)二聚反應(yīng)將所述的脫輕塔塔釜物料送入二聚反應(yīng)器進(jìn)行二聚反應(yīng)；(3)預(yù)脫重步驟( 得到的物料送入預(yù)脫重塔，包括異戊二烯、戊烷、戊烯的輕組分從塔頂采出；包括間戊二烯、環(huán)戊二烯及雙環(huán)戊二烯的重組分從塔釜采出，(4)第一萃取精餾單元所述預(yù)脫重塔塔頂輕組分引入第一萃取精餾塔，用所述混合溶劑進(jìn)行萃取精餾，從第一萃取精餾塔塔釜采出的物料，送入一萃解吸塔；從第一萃取精餾塔塔頂采出的物料送往脫重塔，脫重塔塔頂采出的含異戊二烯的物料送往第二萃取精餾單元；(5)第二萃取精餾單元由脫重塔塔頂采出的物料在第二萃取精餾塔中用所述混合溶劑進(jìn)行萃取精餾，從第二萃取精餾塔塔釜采出的物料送往二萃解吸塔和真空解吸塔；從塔頂采出的含異戊二烯的物料送入精制塔；(6)精制將由所述的第二萃取精餾塔塔頂?shù)玫降暮愇於┑奈锪弦刖扑M(jìn)行精制。
4.如權(quán)利要求3所述的分離碳五餾分的方法，其特征在于步驟O)中所述的二聚反應(yīng)器為管式反應(yīng)器，內(nèi)裝有折流擋板；反應(yīng)壓力為0. 8 1. 6MPa，反應(yīng)溫度為60 120°C。
5.如權(quán)利要求3所述的分離碳五餾分的方法，其特征在于步驟中，所述的第一萃取精餾塔的塔板數(shù)為70 100 ；所述的混合溶劑與進(jìn)入萃取精餾塔的物料的重量比為(1 6) 1 ；壓力為0. 1 0. 3MPa，塔釜溫度100 120°C， 回流比0.5 5 ；所述的一萃解吸塔的塔板數(shù)為20 35，壓力為0. 1 0. 2MPa,塔釜溫度135 155°C。
6.如權(quán)利要求3所述的分離碳五餾分的方法，其特征在于步驟( 中，所述的第二萃取精餾塔的塔板數(shù)為70 90 ；所述的混合溶劑與進(jìn)入萃取精餾塔的物料的重量比為(3 9) 1 ；壓力為0. 1 0. 3MPa，塔釜溫度115 135°C，回流比1 5。所述的二萃解吸塔的塔板數(shù)為20 35，壓力為0. 1 0. 2MPa，塔釜溫度135 155°C;所述的真空解吸塔的塔板數(shù)為20 35，壓力為0. 01 0. 2MPa，塔釜溫度80 95°C。
7.如權(quán)利要求3所述的分離碳五餾分的方法，其特征在于步驟(6)中的所述精制塔塔頂?shù)玫降漠愇於┊a(chǎn)物中環(huán)戊二烯濃度小于lppm。
8.如權(quán)利要求4所述的分離碳五餾分的方法，其特征在于所述的第一萃取精餾塔的塔板數(shù)為70 100 ；所述的混合溶劑與進(jìn)入萃取精餾塔的物料的重量比為(1 6) 1 ；壓力為0. 1 0. 3MPa，塔釜溫度100 120°C，回流比0. 5 5 ；所述的一萃解吸塔的塔板數(shù)為20 35，壓力為0. 1 0. 2MPa，塔釜溫度135 155°C; 所述的第二萃取精餾塔的塔板數(shù)為70 90 ；所述的混合溶劑與進(jìn)入萃取精餾塔的物料的重量比為(3 9) 1;壓力為0.1 0.310^，塔釜溫度115 1；351，回流比1 5; 所述的二萃解吸塔的塔板數(shù)為20 35，壓力為0. 1 0. 2MPa，塔釜溫度135 155°C; 所述的真空解吸塔的塔板數(shù)為20 35，壓力為0. 01 0. 2MPa，塔釜溫度80 95°C ； 所述精制塔塔頂?shù)玫降漠愇於┊a(chǎn)物中環(huán)戊二烯濃度小于lppm。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種采用DMF混合溶劑分離碳五餾分的方法。所述的DMF混合溶劑以重量比計(jì)由二甲基甲酰胺70～98％和乙腈2～30％組成；其中二甲基甲酰胺優(yōu)選80～95％；乙腈優(yōu)選5～20％，將二甲基甲酰胺和乙腈按照所述比例混合即得所述的混合溶劑。所述的DMF混合溶劑在分離碳五餾分中作為萃取劑。所述方法包含以下步驟脫輕、二聚反應(yīng)、預(yù)脫重、萃取精餾、解析、精制等。采用本發(fā)明所述的方法，混合溶劑的選擇性增強(qiáng)，從而可降低萃取精餾塔的塔板數(shù)和溶劑比，降低設(shè)備投資及操作費(fèi)用。
文檔編號(hào)C07C7/08GK102452883SQ20101052007
公開(kāi)日2012年5月16日 申請(qǐng)日期2010年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月22日
發(fā)明者劉智信, 廖麗華, 李東風(fēng), 李曉峰, 李琰, 程建民, 羅淑娟, 過(guò)良 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石油化工股份有限公司北京化工研究院