从C5至C7轻烃混合物中分离窄馏分工业级正己烷方法及其填料塔和浮阀塔

摘要

一种从C5至C7轻烃混合物中分离窄馏分工业级正己烷方法及其填料塔和浮阀塔，该方法以C5至C7轻烃混合物为原料，采用规整填料塔与浮阀塔相组合的两塔顺序分离序列简单精馏工艺，前塔以提馏正己烷为主，后塔以提馏苯为主。本发明解决了工业正己烷生产中三大技术难点即缩小产品馏分的宽窄、降低苯含量和提高正己烷收率，其产品中正己烷含量∈[70～98]％、苯含量≤0.1％、馏程∈(0.5～3)℃，且收率∈[85～98]％。将本发明分离出的轻组分和重组分混合在一起就得到6#溶剂油产品，这样就充分利用原有C5至C7轻烃混合物资源，从而增加了经济效益。

说明书

一、技术领域

本发明所涉及石油化工技术领域，是一种从C₅至C₇轻烃混合物中分离窄馏分工业级正己烷方法及其填料塔和浮阀塔。

二、背景技术

正己烷，别名称为己烷，分子式C₆H₁₄，分子量86.17，国标编号31005，CAS号110-54-3，英文名称为n-hexane，或hexyl hydride。它是一种无色挥发性液体，有微弱的特殊气味。熔点-95℃，沸点68.74℃。其属于非极性溶剂，被广泛应用于医药、食用油、香料、橡胶合成等工业。尤其在前三者的使用中，作为萃取剂，正己烷的馏分宽窄直接影响到食用油、香精油等的质量和泊残率、出油率及能耗等技术指标，其馏分愈窄，萃取性能愈好，产品质量愈高。另外，要求苯含量≤0.1％。所以，缩小产品馏分的宽窄、降低苯含量和提高正己烷收率是工业正己烷生产中三大技术难点。

目前，以6^#溶剂油为原料得到工业正己烷的生产工艺有：《石油炼制与化工》2002年第33卷第9期22-24页，刘明晖，王亚东等在“窄馏分己烷生产装置技术改造”中报道，通过模拟计算提出了新的工艺流程，即增加一个加氢反应器和一个精馏塔，解决了产品馏程和苯含量不合格的问题，质量虽优于国标。存在的问题是：工艺复杂，需要两次加氢，且收率由1.4％仅提高到6.6％。

三、发明内容

本发明提供了一种从C₅至C₇轻烃混合物中分离窄馏分工业级正己烷方法及其填料塔和浮阀塔，克服了上述现有技术之不足，其缩小了产品馏分的宽窄、降低苯含量和提高正己烷收率，不但成本低、收率高，还充分利用了资源。

本发明还能进一步将分离出的轻组分和重组分混合在一起得到6#溶剂油产品。

本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种从C₅至C₇轻烃混合物中分离窄馏分工业级正己烷方法，其特征在于按下述步骤进行：原料C₅至C₇轻烃混合物从中部进入波纹规整填料塔进行精馏，轻组分从波纹规整填料塔顶部被分离出，中间组分和重组分从波纹规整填料塔底部被分离出；从波纹规整填料塔底部分离的中间组分和重组分再从中部进入浮阀塔进行精馏，中间组分即正己烷组分从浮阀塔顶部被分离出，重组分从浮阀塔顶部被分离出。

下面是对上述发明技术方案之一的进一步优化或/和改进：

上述从浮阀塔顶部被分离出的正己烷先经过冷凝器冷凝后到正己烷塔回流罐，再经过正己烷塔回流泵进行回流和输出正己烷产品，将分离出的轻组分和重组分混合在一起得到6#溶剂油产品。

上述波纹规整填料塔的塔径为1.5米至2米、填料层高为24米至28米、填料分为3段至5段、进料口位于填料塔中部偏下1米至3米、填料空隙率为88立方米/立方米至100立方米/立方米、比表面积为345平方米/立方米至360平方米/立方米、动能因子1.9至2.5、压力降为1.5×10^-4MPa/m至2.2×10^-4MPa/m、填料因子72至80；波纹规整填料塔的工艺参数为：进料温度为68℃至81℃，进料压力为0.2Mpa至0.25Mpa，前回流温度50℃至61℃。

上述浮阀塔的塔径1.0米至1.4米，有38块至50块塔盘，第12块至18块塔板进料；塔盘阀孔孔径为46毫米至49毫米，阀心距为60毫米至68毫米，溢流堰堰长为870毫米至880毫米，溢流堰堰宽为188毫米至195毫米，出口堰堰高为48毫米至55毫米，边缘区宽度为49毫米至55毫米，入口安定区宽度为50毫米至100毫米，出口安定区宽度为70毫米至100毫米，阀孔数为120个至130个；浮阀塔的工艺参数为：进料压力为0.18Mpa，回流温度为55℃至69℃。

上述C₅至C₇轻烃混合物按质量百分比含有：异戊烷0.1％至0.8％、正戊烷0.1％至3.5％、2，2-二甲基丁烷0.1％至6.4％、2，3-二甲基丁烷1％至9.0％、2-甲基戊烷14％至35％、3-甲基戊烷20％至26％、正己烷30％至50％、甲基环戊烷0.1％至6.2％、2，2-二甲基戊烷0.1％至6％、苯0.1％至0.16％、2，4-二甲基戊烷0％至3.8％、环己烷0％至0.15％、3，3-二甲基戊烷0％至1.6％、2，3-二甲基戊烷0％至1.5％、2-甲基己烷0％至4.5％、3-甲基己烷0％至2.6％。

当上述波纹规整填料塔的原料进料量为4100kg/h时，波纹规整填料塔的参数为：塔顶采出率54％至61％，回流比为6.5至7.0，塔顶温度为68℃至72℃，塔底温度为80℃至85℃，塔顶压力为0.122Mpa至0.152MPa，塔底压力为0.142Mpa至0.162MPa；浮阀塔的参数为：塔顶采出率80％至85％，回流比为4.8至5.5，塔顶温度为76℃至80℃，塔底温度90℃至95℃，塔顶压力为0.122Mpa至0.152MPa，塔底压力为0.162Mpa至0.187Mpa。

当上述波纹规整填料塔的原料进料量为3075kg/h时，波纹规整填料塔的参数为：塔顶采出率48％至55％，回流比7.5至11.0，塔顶温度67℃至70℃，塔底温度78℃至83℃，塔顶压力0.127MPa至0.152MPa，塔底压力0.147MPa至0.162MPa；浮阀塔的参数为：塔顶采出率90％至95％，回流比为5.5至7.0，塔顶温度72℃至80℃，塔底温度91℃至95℃，塔顶压力0.127MPa至0.152MPa，塔底压力0.167MPa至0.182MPa。

当上述波纹规整填料塔的原料进料量为2050kg/h时时，波纹规整填料塔的参数为：塔顶采出率50％至55％，回流比为15.0至18.0，塔顶温度66℃至70℃，塔底温度77℃至83℃，塔顶压力0.132MPa至0.157MPa，塔底压力0.147MPa至0.167MPa；浮阀塔的参数为：塔顶采出率92％至96％，回流比为8.5至12.0，塔顶温度75℃至80℃，塔底温度90℃至96℃，塔顶压力0.132MPa至0.152MPa，塔底压力0.157MPa至0.177MPa。

本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种用于上述从C₅至C₇轻烃混合物中分离窄馏分工业级正己烷方法中的填料塔，该填料塔采用波纹规整填料，其塔径为1.5米至2米，填料层高为24米至28米，填料分为3段至5段，进料口位于填料塔中部偏下1米至3米；填料空隙率为88立方米/立方米至100立方米/立方米，比表面积为345平方米/立方米至360平方米/立方米，动能因子1.9至2.5，压力降为1.5×10^-4MPa/m至2.2×10^-4MPa/m，填料因子72至80。

本发明的技术方案之三是通过以下措施来实现的：一种用于上述从C₅至C₇轻烃混合物中分离窄馏分工业级正己烷方法中的浮阀塔，该浮阀塔的塔径1.0米至1.4米，有38块至50块塔盘，第12块至18块塔板进料；塔盘阀孔孔径为46毫米至49毫米，阀心距为60毫米至68毫米，溢流堰堰长为870毫米至880毫米，溢流堰堰宽为188毫米至195毫米，出口堰堰高为48毫米至55毫米，边缘区宽度为49毫米至55毫米，入口安定区宽度为50毫米至100毫米，出口安定区宽度为70毫米至100毫米，阀孔数为120个至130个。

本发明解决了工业正己烷生产中三大技术难点即缩小产品馏分的宽窄、降低苯含量和提高正己烷收率，本发明以C₅至C₇轻烃混合物为原料，采用规整填料塔与浮阀塔相组合的两塔顺序分离序列简单精馏工艺，前塔以提馏正己烷为主，后塔以提馏苯为主。本发明解决了工业正己烷生产中三大技术难点即缩小产品馏分的宽窄、降低苯含量和提高正己烷收率，其产品中正己烷含量∈[70～98]％、苯含量≤0.1％、馏程∈(0.5～3)℃，且收率∈[85～98]％。将本发明分离出的轻组分和重组分混合在一起就得到6#溶剂油产品且仍然符合国家标准GB16629-1996《6#溶剂油标准》中规定的标准，这样就充分利用原有C₅至C₇轻烃混合物资源，从而增加了经济效益。

四、附图说明

附图1为本发明最佳实施例的工艺流程示意图。

在附图1中：A为轻组分，B为中间组分即正己烷产品，C为重组分；C-901为原料预蒸馏塔即波纹规整填料塔，C-903为正己烷蒸馏塔即浮阀塔；E-01为C-901的塔再沸器，E-02为C-901的塔冷凝器，E-03为C-903的塔再沸器，E-04为C-903的塔冷凝器；P-01A/B为C-901的塔进料泵，P-02A/B为C-901的塔釜液泵，P-03A/B为C-901的塔回流泵，P-04A/B为C-903的塔釜液泵，P-05A/B为C-903的塔回流泵；V-01为进料罐，V-02为C-901的塔回流罐，V-03为C-903的塔回流罐。

五、具体实施方式

本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述：

如附图1所示，该从C₅至C₇轻烃混合物中分离窄馏分工业级正己烷方法，其特征在于按下述步骤进行：原料C₅至C₇轻烃混合物从中部进入波纹规整填料塔进行精馏，轻组分从波纹规整填料塔顶部被分离出，中间组分和重组分从波纹规整填料塔底部被分离出；从波纹规整填料塔底部分离的中间组分和重组分再从中部进入浮阀塔进行精馏，中间组分即正己烷组分从浮阀塔顶部被分离出，重组分从浮阀塔顶部被分离出。而从浮阀塔顶部被分离出的正己烷先经过冷凝器冷凝后到正己烷塔回流罐，再经过正己烷塔回流泵进行回流和输出正己烷产品，将分离出的轻组分和重组分混合在一起得到6#溶剂油产品。本发明的具体实例如下：

1、原料：C₅至C₇轻烃混合物的主要成份有16个组分，各组分含量如表1所示。

2、主要分离设备结构参数

如附图1所示，前塔C-901为填料塔。塔内装填板波纹或丝网波纹规整填料。塔径1.5米至2米，填料层高24米至28米，填料分3段至5段，进料口位于填料塔中部(中间点14米算起)偏下1米至3米。填料空隙率88立方米/立方米至100立方米/立方米，比表面积345平方米/立方米至360平方米/立方米，动能因子1.9至2.5，压力降(1.5至至2.2)×10^-4MPa/m，填料因子72至80。

如附图1所示，后塔C-903为浮阀塔，塔径1.0米至1.4米，有38块至50块塔盘，第12块至18块塔板进料。塔盘阀孔孔径46毫米至49毫米，阀心距60毫米至68毫米，溢流堰堰长870毫米至880毫米，溢流堰堰宽188毫米至195毫米，出口堰堰高48毫米至55毫米，边缘区宽度49毫米至55毫米，入口安定区宽度50毫米至100毫米，出口安定区宽度70毫米至100毫米，阀孔数120个至130个。

3、主要工艺参数见表2。

将上述分离出的轻组分和重组分混合在一起就得到6#溶剂油产品，该6#溶剂油产品仍然符合国家标准GB16629-1996《6#溶剂油标准》中规定的标准，这样就充分利用原有C₅至C₇轻烃混合物资源，还能增加经济效益。

在本发明中：除具体说明外，未说明的百分比都为质量百分比。

以上技术特征构成了本发明的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

国内众多炼油厂对于直馏凝析油、催化重整芳烃抽提装置的芳烃抽余油或油田气冷凝液等馏分油的加工利用主要是通过催化加氢生产工业6^#溶剂油，该工业6^#溶剂油属于C₅至C₇轻烃混合物，正己烷含量在30％至50％，苯含量≤0.16％。目前工业正己烷市场处于价高货少，供不应求，且市场售价高出工业6^#溶剂油50％至100％。本发明不仅开发出市场急需的石油化工下游新产品窄馏分工业正己烷，延伸了石化产业链，而且实现了优势资源的就地转化，提高了企业的经济效益。

本发明解决了工业正己烷生产中三大技术难点即缩小产品馏分的宽窄、降低苯含量和提高正己烷收率，以C₅至C₇轻烃混合物为原料，采用两塔顺序分离序列的简单精馏工艺，如图1所示。本发明首次在3万吨/年至5万吨/年工业装置上生产出窄馏分工业正己烷产品，其正己烷含量∈[70～98]％、苯含量≤0.1％、馏程∈(0.5～3)℃(窄馏分)、正己烷回收率∈[85～98]％(正己烷回收率％＝(产品中正己烷的质量/进料中正己烷的质量)×100％)，实现了该分离工艺的产业化，每年可生产窄馏分工业正己烷1.3万吨至1.35万吨，增加销售收入2000万元，经济效益显著。

注：回流比的定义是：