一种用于异丁烯生产高纯二聚物的装置

专利类型 发明公开 法律事件 实质审查;
专利有效性 实质审查 当前状态 实质审查
申请号 CN202411911910.5 申请日 2024-12-24
公开(公告)号 CN119455822A 公开(公告)日 2025-02-18
申请人 镇海石化工程股份有限公司; 申请人类型 企业
发明人 刘亚峰; 戚元庆; 姚炳; 黄卫存; 刘晓林; 第一发明人 刘亚峰
权利人 镇海石化工程股份有限公司 权利人类型 企业
当前权利人 镇海石化工程股份有限公司 当前权利人类型 企业
省份 当前专利权人所在省份:浙江省 城市 当前专利权人所在城市:浙江省宁波市
具体地址 当前专利权人所在详细地址:浙江省宁波市高新区星海南路36号 邮编 当前专利权人邮编:315042
主IPC国际分类 B01J8/04 所有IPC国际分类 B01J8/04B01D3/14B01D5/00C07C2/08C07C7/00C07C7/04C07C7/20C07C11/02
专利引用数量 0 专利被引用数量 0
专利权利要求数量 10 专利文献类型 A
专利代理机构 宁波诚源专利事务所有限公司 专利代理人 姚娟英; 张艳鹏;
摘要 本 发明 涉及一种用于异丁烯生产二聚物的装置,包括异丁烯原料罐;缓聚剂原料罐;反应单元;第一 分馏 塔;第二 分馏塔 ;脱重塔;第一馏出物出口的下游依次设有第一 冷凝器 以及第一回流罐,第一馏出物出口、第一冷凝器以及第一回流罐三者依次相连通,与所述第一回流罐的出口相连通的第一管体分支为多路,包括有第一 回 流管 和第二回流管,第一回流管与第一分馏塔的上部相连通;与第一馏出物排放口相连的排料管分支为第一排料管和第二排料管,第一排料管的排放端与第一分馏塔的下部相连通。第一排料管将塔底馏出物循环回第一分馏塔中,且在物料循环过程中经过第一 再沸器 再沸,能够平衡第一分馏塔中的热量。
权利要求

1.一种用于异丁烯生产高纯二聚物的装置,包括
异丁烯原料罐(1),用于盛放异丁烯;
缓聚剂原料罐(2),用于盛放缓聚剂;
反应单元,具有供异丁烯以及缓聚剂进入其内的物料进口,反应单元还具有供反应物排出的物料出口;
第一分馏塔(4),其上设有第一物料入口(41)、第一馏出物出口(42)以及第一馏出物排放口(43),第一馏出物出口(42)位于塔顶,第一馏出物排放口(43)位于塔底,所述第一物料入口(41)与反应单元的物料出口相连通;
第二分馏塔(5),其上设有第二物料入口(51)、第二馏出物出口(52)以及第二馏出物排放口(53),第二馏出物出口(52)位于塔顶,第二馏出物排放口(53)位于塔底,第二物料入口(51)与第一馏出物排放口(43)相连通;
脱重塔(6),其上设有第三物料入口(61)、二聚物出口(62)以及重组分排放口(63),二聚物出口(62)位于塔顶,重组分排放口(63)位于塔底,第三物料入口(61)与第二馏出物排放口(53)相连通;
其特征在于,所述第一馏出物出口(42)的下游依次设有第一冷凝器以及第一回流罐(45),该第一馏出物出口(42)、第一冷凝器以及第一回流罐(45)三者依次相连通,与所述第一回流罐(45)的出口相连通的第一管体(46)分支为多路,包括有第一流管(461)和第二回流管(462),第一回流管(461)与第一分馏塔(4)的上部相连通,第二回流管(462)与异丁烯原料罐(1)相连通;
与所述第一馏出物排放口(43)相连的排料管分支为第一排料管(471)和第二排料管(472),第一排料管(471)的排放端与第一分馏塔(4)的下部相连通,第一排料管(471)上设有第一再沸器(473),第二排料管(472)的排放端与第二分馏塔(5)的第二物料入口(51)相连通。
2.根据权利要求1所述的用于异丁烯生产高纯二聚物的装置,其特征在于:所述第二馏出物出口(52)的下游依次设有第二冷凝器以及第二回流罐(55),该第二馏出物出口(52)、第二冷凝器以及第二回流罐(55)三者依次相连通,与所述第二回流罐(55)的出口相连通的第二管体(56)分支为两路,分别为第三回流管(561)和第四回流管(562),第三回流管(561)与第二分馏塔(5)的上部相连通,第四回流管(562)与缓聚剂原料罐(2)相连通;
与第二馏出物排放口(53)相连的排料管分支为第三排料管(571)和第四排料管(572),第三排料管(571)的排放端与第二分馏塔(5)的下部相连通,第三排料管(571)上设有第二再沸器(573),第四排料管(572)的排放端与脱重塔(6)的第三物料入口(61)相连通。
3.根据权利要求1所述的用于异丁烯生产高纯二聚物的装置,其特征在于:所述二聚物出口(62)的下游依次设有第三冷凝器以及第三回流罐(65),该二聚物出口(62)、第三冷凝器以及第三回流罐(65)三者依次相连通,与所述第三回流罐(65)的出口相连通的第三管体(66)分支为两路,分别为第五回流管(661)和第六回流管(662),第五回流管(661)与脱重塔(6)的上部相连通,第六回流管(662)与收集二聚物的容器相连通;
与第二馏出物排放口(53)相连的排料管分支为第三排料管(571)和第四排料管(572),第三排料管(571)的排放端与第二分馏塔(5)的下部相连通,第三排料管(571)上设有第二再沸器(573),第四排料管(572)的排放端与脱重塔(6)的第三物料入口(61)相连通。
4.根据权利要求1所述的用于异丁烯生产高纯二聚物的装置,其特征在于:与所述异丁烯原料罐(1)出口相连通的异丁烯输送管(11)以及与缓聚剂原料罐(2)出口相连通的缓聚剂输送管(21)交汇后形成物料输送管(10),该物料输送管(10)与反应器单元的物料进口相连通,所述异丁烯输送管(11)上设有用于送异丁烯的第一泵体(12),所述缓聚剂输送管(21)上设有用于泵送缓聚剂的第二泵体(22)。
5.根据权利要求4所述的用于异丁烯生产高纯二聚物的装置,其特征在于:所述缓聚剂的添加量为异丁烯添加量的3%~6%。
6.根据权利要求1~5中任一权利要求所述的用于异丁烯生产高纯二聚物的装置,其特征在于:所述反应单元包括至少两个反应器(3),每个所述反应器(3)具有位于其顶部的进料口(31)以及位于其底部的出料口(32),相邻两个反应器(3)串联或者并联,位于最上游的反应器(3)的进料口(31)作为物料进口,位于最下游的反应器(31)的出料口(32)作为物料出口。
7.根据权利要求6所述的用于异丁烯生产高纯二聚物的装置,其特征在于:所述异丁烯的纯度≥99.95%wt,所述反应器(3)为急冷反应器(3),所述第二回流管(462)上又分支有多个支管(463),所述支管(463)与反应器(3)一一对应连通,支管(463)中输送的物料作为急冷介质。
8.根据权利要求7所述的用于异丁烯生产高纯二聚物的装置,其特征在于:所述反应器(3)中自上而下依次设置有至少两个床层,每个反应器(3)对应的支管(463)具有多个排液口(464),每个排液口(464)对应一个床层设置。
9.根据权利要求8所述的用于异丁烯生产高纯二聚物的装置,其特征在于:所述反应器(3)的操作压为0.8~1.2MpaG,每个床层的入口温度为45℃~55℃,出口温度不超过80℃。
10.根据权利要求1~5中任一权利要求所述的用于异丁烯生产高纯二聚物的装置,其特征在于:所述第一分馏塔(4)塔设有60~80层塔盘,塔压力控制在0.6~0.8MPaG,塔顶操作温度53~65℃,塔底温度140~160℃,塔顶回流比5~6;
第二分馏塔(5)设有80~100层塔盘,塔压力控制在0.1~0.2MPaG,塔顶操作温度85~
95℃,塔底温度120~130℃,塔顶回流比25~35;
脱重塔(6)设有50~70层塔盘,塔压力控制在90kPaA~100kPaA,塔顶操作温度100~
110℃,塔底温度150~170℃,塔顶回流比3~4。

说明书全文

一种用于异丁烯生产高纯二聚物的装置

技术领域

[0001] 本发明涉及异丁烯低聚技术领域,具体涉及一种用于异丁烯生产高纯二聚物的装置。

背景技术

[0002] 异丁烯二聚物根据‑碳双键的位置不同,分为两种异构体(2,4,4‑三甲基‑1‑戊烯和2,4,4‑三甲基‑2‑戊烯),异丁烯二聚物是制备3,5,5‑三甲基已(异壬醛)的关键原
料,异壬醛一般是以异丁烯二聚物为原料通过烯氢甲酰化反应进行。高纯度的异丁烯二
聚物首先可以提高氢甲酰化反应的活性和选择性,减少副反应的发生,从而提高异壬醛的
收率和纯度,其次,高纯度的异丁烯二聚物可以确保催化剂发挥最大效率,减少催化剂失活
险,从而提高异壬醛的转化率和选择性,提高生产运行周期。再者,高纯度的异丁烯二
聚物可以在更温和的条件下进行反应,这有助于降低反应的能耗和成本。因此,生产高纯的
异丁烯二聚物对于提高异壬醛收率、转化率以及催化剂运行寿命等是至关重要的。
[0003] 用于丁烯低聚的系统如专利号为CN202180046320.9(公开号为CN115734955A)的发明专利申请公开的《用于丁烯的受控低聚的方法》,该专利中异丁烯二聚物的纯度以及异
丁烯的转化率均较低,原因如下:
[0004] 1、该专利的原料选用混合烃,混合烃进料包含异丁烯以及任选的异丁烷、正丁烷、1‑丁烯和2‑丁烯中的一种或多种,这种混合进料会导致异丁烯与正丁烯聚合生成2,5‑二甲
基己烯,5,5‑二甲基己烯,2,5‑二甲基己烯,5,5‑二甲基己烯,这些副产物与异丁烯二聚物
沸点接近,很难通过常规分馏方法分离,副产物必然会影响异壬醛的转化率、选择性以及产
品纯度。
[0005] 2、该专利中对于进入反应器中的烃类原料与反应缓和剂(即缓聚剂)的进料比例没有控制,而合适的进料比例,有助于提高转化率。
[0006] 3、在整个反应系统中,均未提到如何平衡反应器、分馏塔等容器内的热量,若均借助外界的能源来平衡塔内的热量,则能耗较高。

发明内容

[0007] 本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状,提供一种能耗低的用于异丁烯生产高纯二聚物的装置。
[0008] 本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为:一种用于异丁烯生产二聚物的装置,包括
[0009] 异丁烯原料罐,用于盛放异丁烯;
[0010] 缓聚剂原料罐,用于盛放缓聚剂;
[0011] 反应单元,具有供异丁烯以及缓聚剂进入其内的物料进口,反应单元还具有供反应物排出的物料出口;
[0012] 第一分馏塔,其上设有第一物料入口、第一馏出物出口以及第一馏出物排放口,第一馏出物出口位于塔顶,第一馏出物排放口位于塔底,所述第一物料入口与反应单元的物
料出口相连通;
[0013] 第二分馏塔,其上设有第二物料入口、第二馏出物出口以及第二馏出物排放口,第二馏出物出口位于塔顶,第二馏出物排放口位于塔底,第二物料入口与第一馏出物排放口
相连通;
[0014] 脱重塔,其上设有第三物料入口、二聚物出口以及重组分排放口,二聚物出口位于塔顶,重组分排放口位于塔底,第三物料入口与第二馏出物排放口相连通;
[0015] 其特征在于,所述第一馏出物出口的下游依次设有第一冷凝器以及第一回流罐,第一馏出物出口、第一冷凝器以及第一回流罐三者依次相连通,与所述第一回流罐的出口
相连通的第一管体分支为多路,包括有第一流管和第二回流管,第一回流管与第一分馏
塔的上部相连通,第二回流管与异丁烯原料罐相连通;
[0016] 与所述第一馏出物排放口相连的排料管分支为第一排料管和第二排料管,第一排料管的排放端与第一分馏塔的下部相连通,第一排料管上设有第一再沸器,第二排料管的
排放端与第二分馏塔的第二物料入口相连通。第一排料管将塔底馏出物循环回第一分馏塔
中,且在物料循环过程中经过第一再沸器再沸,能够平衡第一分馏塔中的热量。
[0017] 为了平衡第二分馏塔中的热量,所述第二馏出物出口的下游依次设有第二冷凝器以及第二回流罐,第二馏出物出口、第二冷凝器以及第二回流罐三者依次相连通,与所述第
二回流罐的出口相连通的第二管体分支为两路,分别为第三回流管和第四回流管,第三回
流管与第二分馏塔的上部相连通,第四回流管与缓聚剂原料罐相连通。
[0018] 与第二馏出物排放口相连的排料管分支为第三排料管和第四排料管,第三排料管的排放端与第二分馏塔的下部相连通,第三排料管上设有第二再沸器,第四排料管的排放
端与脱重塔的第三物料入口相连通。
[0019] 第三回流管的设置使得物料能流回第二分馏塔上部,第三排料管的设置使得物料能流回第二分馏塔下部,以对第二分馏塔中的热量进行平衡,使得第二分馏塔的分馏效果
好,并且无需借助或者过多借助外部能源来平衡热量,能耗低。
[0020] 为了平衡脱重塔中的热量,所述二聚物出口的下游依次设有第三冷凝器以及第三回流罐,二聚物出口、第三冷凝器以及第三回流罐三者依次相连通,与所述第三回流罐的出
口相连通的第三管体分支为两路,分别为第五回流管和第六回流管,第五回流管与脱重塔
的上部相连通,第六回流管与收集二聚物的容器相连通。
[0021] 与重组分排放口相连的排料管分支为第五排料管和第六排料管,第五排料管的排放端与脱重塔的下部相连通,第五排料管上设有第三再沸器,第六排料管的排放端与收集
重组分的容器相连通。
[0022] 第五回流管的设置使得物料能流回脱重塔上部,第五排料管的设置使得物料能流回脱重塔下部,以对脱重塔的热量进行平衡,使得脱重塔的分离效果好,并且无需借助或者
过多借助外部能源来平衡热量,能耗低。
[0023] 优选地,与所述异丁烯原料罐出口相连通的异丁烯输送管以及与缓聚剂原料罐出口相连通的缓聚剂输送管交汇后形成物料输送管,该物料输送管与反应器的物料进口相连
通,所述异丁烯输送管上设有用于送异丁烯的第一泵体,所述缓聚剂输送管上设有用于
泵送缓聚剂的第二泵体。第一泵体和第二泵体不仅起到抽吸物料的作用,第一泵体和第二
泵体还能控制缓聚剂和异丁烯的比例,通过调节二者的比例,能够调节反应温升、反应单程
转化率等。较佳地,缓聚剂的添加量为异丁烯添加量的3%~6%。
[0024] 为了提高异丁烯的转化率以及二聚物的收率,所述反应单元包括至少两个反应器,每个所述反应器具有位于其顶部的进料口以及位于其底部的出料口,相邻两个反应器
串联或者并联,位于最上游的反应器的进料口作为物料进口,位于最下游的反应器的出料
口作为物料出口。
[0025] 为了提高二聚物的纯度,所述异丁烯的纯度≥99.95%wt,这样能减少副反应的发生,所述反应器为急冷反应器,所述第二回流管又分支有多个支管,所述支管与反应器一一
对应连通,支管中输送的物料作为急冷介质。高纯的异丁烯相比正常的混合碳四(混合碳四
异丁烯含量一般在20%~40%wt左右),反应放热量是混合碳四放热量的2.5~5倍,所以采
用急冷反应器,以控制催化剂床层的温度,减少三聚、四聚等副反应的发生。
[0026] 为了更好的控制反应温度,所述反应器中自上而下依次设置有至少两个床层,每个反应器对应的支管具有多个排液口,每个排液口对应一个床层设置。
[0027] 为了使得异丁烯具有高转化率,制得的二聚物纯度更高且收率高,所述反应器的操作压为0.8~1.2MpaG,每个床层的入口温度为45℃~55℃,出口温度不超过80℃;
[0028] 缓聚剂的添加量为异丁烯添加量的3%~6%;
[0029] 第一分馏塔塔设有60~80层塔盘,塔压力控制在0.6~0.8MPaG,塔顶操作温度53~65℃,塔底温度140~160℃,塔顶回流比5~6;
[0030] 6)第二分馏塔设有80~100层塔盘,塔压力控制在0.1~0.2MPaG,塔顶操作温度85~95℃,塔底温度120~130℃,塔顶回流比25~35;
[0031] 7)脱重塔设有50~70层塔盘,塔压力控制在90kPaA~100kPaA,塔顶操作温度100~110℃,塔底温度150~170℃,塔顶回流比3~4。
[0032] 与现有技术相比,本发明的优点:本发明在第一分馏塔中,第一回流管将塔顶馏出物循环回第一分馏塔上部,第一排料管将塔底馏出物循环回第一分馏塔下部,且第一排料
管在将物料循环过程中经过第一再沸器再沸,这样通过第一回流管和第一排料管对物料的
循环,以使得第一分馏塔整体热量平衡,分馏效果好,并且无需借助或者过多借助外部能源
来平衡热量,能耗低;另外,第二回流管将未反应的异丁烯回流至异丁烯原料罐中,能够再
次参加反应,提高异丁烯的转化率。
附图说明
[0033] 图1为本发明实施例的结构示意图;
[0034] 图2为图1的A处放大图;
[0035] 图3为图1的B处放大图。

具体实施方式

[0036] 以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
[0037] 如图1~3所示,本优选实施例的用于异丁烯生产高纯二聚物的装置包括异丁烯原料罐1、缓聚剂原料罐2、反应器3、第一分馏塔4、第二分馏塔5和脱重塔6。
[0038] 异丁烯原料罐1用于盛放异丁烯,缓聚剂原料罐2用于盛放缓聚剂。
[0039] 如图1所示,与异丁烯原料罐1出口相连通的异丁烯输送管11以及与缓聚剂原料罐2出口相连通的缓聚剂输送管21交汇后形成物料输送管10,异丁烯输送管11上设有用于泵
送异丁烯的第一泵体12,缓聚剂输送管21上设有用于泵送缓聚剂的第二泵体22。第一泵体
12和第二泵体22不仅起到抽吸物料的作用,第一泵体12和第二泵体22还能控制缓聚剂和异
丁烯的比例,通过调节二者的比例,能够调节反应温升、反应单程转化率等。本实施例中,缓
聚剂的加入量为高纯异丁烯加入量的3%~6%,此比值为质量比。
[0040] 另外,物料输送管10上设有预热器13,可以对物料进行预热,以使得进入反应器3的物料在合适的温度下进行反应。
[0041] 如图2所示,反应单元具有供异丁烯以及缓聚剂进入其内的物料进口,物料输送管10与物料进口相连通,反应单元还具有供反应物排出的物料出口。
[0042] 反应单元包括至少两个反应器3,每个所述反应器3具有位于其顶部的进料口以及位于其底部的出料口,相邻两个反应器3串联或者并联,位于最上游的反应器3的进料口作
为物料进口,位于最下游的反应器3的出料口作为物料出口。
[0043] 本实施例中,反应器3有两个并相互串联。当然,这两个反应器3也可相互并联,或者,反应器3有三个,第一个和第二个反应器3并联,这两个反应器3均与第三个反应器3串
联。总之,反应器3的数量可以有至少一个,反应器3之间的连接方式可以是串联、并联或者
二者的组合。
[0044] 第一分馏塔4上设有第一物料入口41、第一馏出物出口42以及第一馏出物排放口43,第一馏出物出口42位于塔顶,第一馏出物排放口43位于塔底,第一物料入口41与反应单
元的物料出口32相连通。
[0045] 第一馏出物出口42的下游依次设有第一冷凝器(图中未示出)以及第一回流罐45,第一馏出物出口42、第一冷凝器以及第一回流罐45三者依次相连通,与第一回流罐45的出
口相连通的第一管体46分支为多路,包括有第一回流管461和第二回流管462,第一回流管
461与第一分馏塔4的上部相连通,第二回流管462与异丁烯原料罐1相连通,将未反应的异
丁烯循环回用,异丁烯总转化率达到80%wt以上。
[0046] 与第一馏出物排放口43相连的排料管分支为第一排料管471和第二排料管472,第一排料管471的排放端与第一分馏塔4的下部相连通,第一排料管471上设有第一再沸器
473,第二排料管472的排放端与第二分馏塔5的第二物料入口51相连通。
[0047] 第一回流管461将塔顶馏出物循环回第一分馏塔4上部,第一排料管471将塔底馏出物循环回第一分馏塔4下部,且物料在第一排料管471中循环过程中经过第一再沸器473
再沸,通过第一回流管461和第一排料管471对物料的循环,以使得第一分馏塔4整体热量平
衡,分馏效果好,并且无需借助或者过多借助外部能源来平衡热量,能耗低。
[0048] 另外,反应单元的物料出口(即本实施例的下游反应器3的出料口32)与第一分馏塔4的第一物料入口41通过进料管33相连通,进料管33和第二排料管472之间通过换热器
(图中未示出)进行热量交换,以使得各物料达到合适的温度,并且无需借助其他能源来调
控物料温度,节约能耗。换热器可采用现有的结构,比如进料管33与换热器的管程相连通,
第二排料管472与换热器的壳程相连通。
[0049] 第二分馏塔5上设有第二物料入口51、第二馏出物出口52以及第二馏出物排放口53,第二馏出物出口52位于塔顶,第二馏出物排放口53位于塔底,第二物料入口51与第一馏
出物排放口43相连通。缓聚剂选用乙醇、丁醇、中的至少其中一个,减少异丁烯三聚、四聚
反应,缓聚剂不参与反应。
[0050] 第二馏出物出口52的下游依次设有第二冷凝器(图中未示出)以及第二回流罐55,第二馏出物出口52、第二冷凝器以及第二回流罐55三者依次相连通,与第二回流罐55的出
口相连通的第二管体56分支为两路,分别为第三回流管561和第四回流管562,第三回流管
561与第二分馏塔5的上部相连通,第四回流管562与缓聚剂原料罐2相连通,将缓聚剂循环
回用,有效降低运营成本。
[0051] 与第二馏出物排放口53相连的排料管分支为第三排料管571和第四排料管572,第三排料管571的排放端与第二分馏塔5的下部相连通,第三排料管571上设有第二再沸器
573,第四排料管572的排放端与脱重塔6的第三物料入口61相连通。
[0052] 第三回流管561的设置使得物料能流回第二分馏塔5上部,第三排料管571的设置使得物料能流回第二分馏塔5下部,以对第二分馏塔5中的热量进行平衡,使得第二分馏塔5
的分馏效果好,并且无需借助或者过多借助外部能源来平衡热量,能耗低。
[0053] 脱重塔6上设有第三物料入口61、二聚物出口62以及重组分排放口63,二聚物出口62位于塔顶,重组分排放口63位于塔底,第三物料入口61与第二馏出物排放口53相连通。
[0054] 二聚物出口62的下游依次设有第三冷凝器(图中未示出)以及第三回流罐65,该二聚物出口62、第三冷凝器以及第三回流罐65三者依次相连通,与第三回流罐65的出口相连
通的第三管体66分支为两路,分别为第五回流管661和第六回流管662,第五回流管661与脱
重塔6的上部相连通,第六回流管662与收集二聚物的容器相连通。
[0055] 与重组分排放口63相连的排料管分支为第五排料管671和第六排料管672,第五排料管671的排放端与脱重塔6的下部相连通,第五排料管671上设有第三再沸器673,第六排
料管672的排放端与收集重组分的容器相连通。
[0056] 第五回流管661的设置使得物料能流回脱重塔6上部,第五排料管671的设置使得物料能流回脱重塔6下部,以对脱重塔6的热量进行平衡,使得脱重塔6的分离效果好,并且
无需借助或者过多借助外部能源来平衡热量,能耗低。
[0057] 异丁烯二聚的反应方程式为:
[0058] 1)主反应
[0059]
[0060] 2)副反应
[0061] CH2=C(CH3)2+(CH3)3COH→(CH3)3COC(CH3)3碳八醚
[0062] 2,4,4‑三甲基‑1‑戊烯+CH2=C(CH3)2→碳十二烯
[0063] 2,4,4‑三甲基‑2‑戊烯+CH2=C(CH3)2→碳十二烯
[0064] 由上可见,如果异丁烯纯度不高,会有副反应发生,生成的聚合物不适宜作为生产异壬醛的原料。本实施例的异丁烯的纯度≥99.95%wt,这样能减少副反应的发生,并且还
可以有效减小装置规模,降低装置一次投资。
[0065] 异丁烯聚合为放热反应,且高纯的异丁烯相比正常的混合碳四(混合碳四异丁烯含量一般在20%~40%wt左右),反应放热量是混合碳四放热量的2.5~5倍,所以本实施例
的反应器3采用急冷反应器,以控制催化剂床层的温度,减少副反应的发生,使催化剂的性
能吃干榨净,延长装置运行周期。反应器3的顶部可设置分布器,使反应器3的温度分布均
匀,分布器可采用现有的结构。
[0066] 为了更好的控制反应温度,反应器3中自上而下依次设置有至少两个床层,本实施例中,每个反应器3具有三个床层,每个床层设置多个多点式热电偶监测反应温度并设置联
,防止反应超温,热电偶可采用现有的结构。
[0067] 床层催化剂体积比例从上到下依次为0.5:2:3,三个床层的原料空速分别控制在1‑1 ‑1 ‑1
~1.2h 、0.25~0.3h 和0.15~0.2h ,使每床层温升更均匀,提高反应效果。
[0068] 第二回流管462上又分支有多个支管463,支管463与反应器3一一对应连通,支管463中输送的物料作为急冷介质,每个反应器3对应的支管463具有多个排液口464,每个排
液口464对应一个床层设置。这样在每个床层对应注入急冷介质,确保物料进入下一床层的
温度合适,减少副反应的发生。本实施例中,急冷介质为不参与反应的惰性碳四。
[0069] 为了使得异丁烯具有高转化率,制得的二聚物纯度更高且收率高,本实施例的各容器的工艺参数设置如下:
[0070] 反应器3的操作压力为0.8~1.2MpaG,每个床层的入口温度为45℃~55℃,出口温度不超过80℃;
[0071] 第一分馏塔4塔设有60~80层塔盘,塔压力控制在0.6~0.8MPaG,塔顶操作温度53~65℃,塔底温度140~160℃,塔顶回流比5~6;
[0072] 第二分馏塔5设有80~100层塔盘,塔压力控制在0.1~0.2MPaG,塔顶操作温度85~95℃,塔底温度120~130℃,塔顶回流比25~35;
[0073] 脱重塔6设有50~70层塔盘,塔压力控制在90kPaA~100kPaA,塔顶操作温度100~110℃,塔底温度150~170℃,塔顶回流比3~4。
[0074] 本实施例的装置的工艺方法为:
[0075] (1)异丁烯原料罐1中的异丁烯通过第一泵体12抽吸,缓聚剂原料罐2中的缓聚剂通过第二泵体22抽吸,使得异丁烯和缓聚剂按照设定的比例进入反应器3中,缓聚剂的添加
量为异丁烯添加量的3%~6%;
[0076] (2)异丁烯在反应器3中反应后流至第一分馏塔4中进行分馏,塔顶气态馏出物从第一馏出物出口42流出后经第一冷凝器冷凝,然后流入第一回流罐45中,从第一管体46流
出后分为三路,一路经第一回流管461流回第一分馏塔4中,液态的物料进入第一分馏塔4中
降低其内部温度,利于实现第一分馏塔4中的热量平衡,另一路经第二回流管462流回至异
丁烯原料罐1中,对异丁烯进行循环回用,提高异丁烯的总转化率;并且物料在从第二回流
管462回流至异丁烯原料罐1的过程中,还从各个支管463输送至对应的反应器3中,作为急
冷介质平衡反应器3中的热量。
[0077] 塔底液态流出物从第一馏出物排放口43流出后,一路从第一排料管471循环进入第一分馏塔4中,平衡第一分馏塔4中的热量,另一路从第二排料管472中进入第二分馏塔5
中,并且第二排料管472和进料管33之间因为设置有换热器,第二排料管472中的物料与进
料管33中的物料进行热量交换后最终分别进入第二分馏塔5和第一分馏塔4。
[0078] (3)物料在第二分馏塔5中分馏后,塔顶气态馏出物从第二馏出物出口52流出后经第二冷凝器冷凝,然后流入第二回流罐55中,从第二管体56流出后分为两路,一路经第三回
流管561流回第二分馏塔5中,液态的物料进入第二分馏塔5中降低其内部温度,利于实现第
二分馏塔5中的热量平衡,另一路经第四回流管562流回至缓聚剂原料罐2中,进行循环回
用,降低成本。
[0079] 塔底液态流出物从第二馏出物排放口53流出后,一路从第三排料管571循环进入第二分馏塔5中,平衡第二分馏塔5中的热量,另一路从第四排料管572中进入脱重塔6中。
[0080] (4)物料在脱重塔6中进行分离,重组分从重组分排放口63排出并收集;
[0081] 轻组分从二聚物出口62流出后,经第三冷凝器冷凝然后流入第三回流罐65中,从第三管体66流出后分支为两路,一路经第五回流管661与脱重塔6相连通,另一路经第六回
流管662与收集二聚物的容器相连通;如果反应结束,则轻组分全部从第六回流管662流出。
[0082] 本实施例的装置配合工艺参数,使得本实施例的反应单程转化率达到70%以上,反应总转化率达到80%以上,反应选择性达到90%wt以上,生产的异丁烯二聚物产品纯度
高达99.96%以上,含水量≯200ppm,可以作为生产异壬醛的优质原料,具有很高的竞争力。
[0083] 上述各用于输送物料的管体上均可以设置泵体,以泵送物料至下游的容器中或控制管路的通断;上述异丁烯原料罐1、缓聚剂原料罐2、反应器3、第一分馏塔4、第二分馏塔5
和脱重塔6、预热器、再沸器、冷凝器的结构均采用现有的结构。
[0084] 在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,由于本发明所公开的实施例可以按照不同
的方向设置,所以这些表示方向的术语只是作为说明而不应视作为限制,比如“上”、“下”并
不一定被限定为与重力方向相反或一致的方向。
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