一种提质分离费托合成油品中α-烯烃组分的两塔工艺系统及方法与流程

一种提质分离费托合成油品中
α-烯烃组分的两塔工艺系统及方法
技术领域
1.本发明属于化工技术领域，具体涉及一种提质分离费托合成油品中α-烯烃组分的两塔工艺系统及方法。


背景技术：

2.α-烯烃是石油化工行业非常重要的基础原料，在石油化工中占有重要的地位。而其中α-烯烃作为一种重要的有机原料和中间体产品，被广泛应用于聚乙烯共聚单体、表面活性剂、润滑油、增塑剂、聚α-烯烃、助剂和精细化学品。其中1-丁烯、1-己烯和1-辛烯主要作为聚乙烯的共聚单体，1-辛烯和c10～13用于做聚α-烯烃(pao)的原料，c14～c18用于生产洗涤剂，c18以上的α-烯烃用于生产润滑剂和钻井液。
3.从费托合成油中分离出高纯度的不同碳链长度的烯烃具有长远的意义和广阔的市场前景，煤基α-烯烃有石油基α-烯烃不可取代的地位，奇数碳和高碳数α-烯烃可通过费托合成工艺合成得到，是目前其他合成工艺无法工业化得到的。通过本专利技术应用的装置可获得多种具有窄碳数分布的烯烃产品，经深加工可生产乙酸酯、低粘度聚烯烃(pao)、高碳醇、烷基酚、烷基苯及高碳单烷烃或者二元酸等，市场附加值高，具有石油基α-烯烃无法取代的优势。
4.目前，国内建成投产的以费托合成工艺为载体的烯烃分离装置仅潞安集团建设的30万吨/年烯烃分离装置，属国内首套。本专利在该装置设计四塔分离产品的工艺基础上，根据市场对产品的定向需求，进一步的提供了获得费托合成油品中α-烯烃组分的两塔工艺技术方案。


技术实现要素：

5.为解决现有技术的不足，本发明提供了一种提质分离费托合成油品中α-烯烃组分的两塔工艺系统及方法。本发明通过使用烯烃分离装置，可将含有α-烯烃的费托合成稳定重质油分离成不同馏段和碳数的烷烯混合物，切割后的烷烯产品烯烃含量高，定向用于精细化工行业作为制备不同精细化学品的原料，拓展其应用范围，提高精细化学品产品性能。具体可应用于以煤为原料的气化、净化、液化煤制油工艺技术领域。
6.本发明所提供的技术方案如下：
7.一种提质分离费托合成油品中α-烯烃组分的两塔工艺系统，包括：
8.第一精馏塔，用于对稳定重质油进行减压分馏，并得到第一塔顶馏分和第一塔底馏分，所述第一塔顶馏分为c10～c13馏分；
9.第二精馏塔，用于对所述第一塔底馏分进行减压分馏，并得到第二塔顶馏分和第二塔底馏分，所述第二塔顶馏分为c9及以下馏分，所述第二塔底馏分为c14及以上馏分；
10.其中：
11.所述第一精馏塔的塔顶操作压力为-0.033mpa～-0.039mpa，操作温度为121.1～
122.1℃；进料温度为208～212℃；
12.所述第二精馏塔的塔顶操作压力为-0.064mpa～-0.078mpa，操作温度为160～162℃。
13.上述技术方案，主要基于两个精馏塔特定的减压操作工艺条件，就可以稳定重质油为对象，将稳定重质油为现有分离为c10～c13馏分、c9及以下馏分和c14及以上馏分。第一精馏塔、第二精馏塔采用减压操作，并且可采用压降相对较小的填料塔。减压操作各组分间的相对挥发度更高，更有利于分离，从而实现了三段目标馏分的切割，并减少了能耗。
14.填料塔可采用规整不锈钢鲍尔环填料。由于装置中的工艺介质比较洁净，基本不含n，h2s等腐蚀性介质，操作压力较低，同时考虑含酸腐蚀，所有塔器主体材质都可选用304不锈钢。
15.具体的，所述第一精馏塔具有第一顶部出料口、第一顶部回流口、第一中部进料口、第一底部出料口，其中：
16.所述第一中部进料口连通来稳定重质油管路；
17.所述第一顶部出料口依次连通第一塔顶空冷器、第一塔顶水冷器、第一塔顶回流罐和第一塔顶回流泵，所述第一塔顶回流泵分别连通所述第一顶部回流口和c10～c13馏分出料管；
18.所述第一底部出料口依次连通第一塔底泵和所述第二精馏塔。
19.基于上述技术方案，可以首先将稳定重质油分离为c10～c13馏分和中间馏分。中间馏分可再进一步的分离为c9及以下馏分和c14及以上馏分。
20.第一塔顶回流罐不凝性气体出口连通放空系统。
21.具体的，所述第二精馏塔具有第二顶部出料口、第二顶部回流口、第二中部进料口、第二底部出料口，其中：
22.所述第二中部进料口连通所述第一塔底泵；
23.所述第二顶部出料口依次连通第二塔顶空冷器、第二塔顶回流罐和第二塔顶回流泵，所述第二塔顶回流泵分别连通所述第二顶部回流口和c9及以下馏分出料管；
24.所述第二底部出料口依次连通第二塔底泵、冷却器、第三空冷器和c14及以上馏分出料管。
25.基于上述技术方案，可将中间馏分进一步的分离为c9及以下馏分和c14及以上馏分。
26.第二塔顶回流罐不凝性气体出口依次连通预冷器、塔抽真空系统和放空系统。
27.具体的，所述系统还包括换热器，其具有高温进口、高温出口、低温进口和低温出口，其中：
28.所述来稳定重质油管路连通所述低温进口，所述低温出口连通所述第一中部进料口；
29.所述高温进口连通所述第二顶部出料口，所述高温出口连通所述第二塔顶空冷器。
30.基于上述技术方案，可以利用到第二精馏塔的第二顶部出料口的高温出料，来对第一精馏塔具的第一中部进料口的进料进行加热，从而节约能源。
31.具体的，所述来稳定重质油管路包括依次连通设置的稳定重质油来管、烯烃原料
缓冲罐、原料泵和烯烃原料聚结器，所述烯烃原料聚结器连通所述第一中部进料口。
32.稳定重质油和轻油中含水，上述技术方案通过烯烃原料聚结器的油水分离，可确保水含量合格。
33.具体的：
34.所述第一精馏塔底部设置有第一塔底重沸器。
35.所述第二精馏塔底部设置有第二塔底重沸器。
36.在减压操作条件下，塔底再沸温度将低于300℃。上述技术方案对各塔分别设置塔底重沸器以作为各塔再沸热源。
37.本发明还提供了一种提质分离费托合成油品中α-烯烃组分的两塔工艺方法，包括以下步骤：以费托合成稳定重质油为原料油，采用本发明所提供的工艺系统进行分离，分别得到c9及以下馏分、c10～c13馏分和c14及以上馏分。
38.具体的，费托合成稳定重质油的操作压力为0.58-0.60mpa，操作温度为160～185℃；泵送流量为15000～28000kg/h。
39.具体的，费托合成稳定重质油的碳数分布及其重量百分含量指标为：≦c5的含量为0；c5～9的含量为≤11％；c10～13的含量为≧33％；c14的含量为≤8％；≧c15的含量为≤48％；总异构体含量为7～10％；总烷烃含量为38～41％；总烯烃含量为48～54。
40.具体的，得到的c10～c13馏分的碳数分布及其重量百分含量指标为：≦c9的含量为≤0.5％；c10～13的含量为》94.5％；c14的含量为≤5％；≧c15的含量为0。
41.本发明与现有技术相比具有的有益效果：
42.1)本发明使用的原料为煤基费托合成的油品，不含硫氮芳烃，原料中烯烃组分基本为α-烯烃，与石油基原料相比具有原料纯度高的优势，所需工艺不含化学反应，属于物理精馏，原料处理和产品分离经济成本低，无需额外的除杂工艺和设备；
43.2)所得碳数范围内的产品纯度在94.5％以上甚至更高，几乎不含杂质，可作为精细化工产品生产的优质原料；
44.3)所得产品组份完全通过煤基费托合成，可进一步精细化分割得到各种下游产品，目前通过该途径得到该部分低碳烯烃、高碳烯烃，是石油基原料分离、乙烯合成等化工方法无法取代的。
附图说明
45.图1是本发明所提供的提质分离费托合成油品中α-烯烃组分的两塔工艺系统的系统图。
46.附图1中，各标号所代表的结构列表如下：
47.1、第一精馏塔，2、第二精馏塔，3、第一塔顶空冷器，4、第一塔顶水冷器，5、第一塔顶回流罐，6、第一塔顶回流泵，7、第一塔底泵，8、第二塔顶空冷器，9、第二塔顶回流罐，10、第二塔顶回流泵，11、第二塔底泵，12、冷却器，13、第三空冷器，14、阀门，15、换热器，16、烯烃原料缓冲罐，17、原料泵，18、烯烃原料聚结器，19、第一塔底重沸器，20、第二塔底重沸器。
具体实施方式
48.以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实施例只用于解释本发明，并非用于
限定本发明的范围。
49.在一个具体实施方式中，如图1所示，提质分离费托合成油品中α-烯烃组分的两塔工艺系统包括：第一精馏塔1和第二精馏塔2。第一精馏塔1的塔顶操作压力为-0.036mpa(g)，操作温度为121.6℃，进料温度为210℃，用于对稳定重质油进行减压分馏，并得到第一塔顶馏分和第一塔底馏分，第一塔顶馏分为c10～c13馏分。第二精馏塔2的塔顶操作压力为-0.071mpa，操作温度为161℃，用于对第一塔底馏分进行减压分馏，并得到第二塔顶馏分和第二塔底馏分，第二塔顶馏分为c9及以下馏分，第二塔底馏分为c14及以上馏分。上述技术方案采用特定的减压操作工艺条件，使用两个精馏塔就可以稳定重质油为对象，将稳定重质油为现有分离为c10～c13馏分、c9及以下馏分和c14及以上馏分。
50.具体而言，第一精馏塔1具有第一顶部出料口、第一顶部回流口、第一中部进料口、第一底部出料口。第一中部进料口连通来稳定重质油管路，来稳定重质油管路包括依次连通设置的稳定重质油来管、烯烃原料缓冲罐16、原料泵17和烯烃原料聚结器18，烯烃原料聚结器18连通第一中部进料口。第一顶部出料口依次连通第一塔顶空冷器3、第一塔顶水冷器4、第一塔顶回流罐5和第一塔顶回流泵6，第一塔顶回流泵6分别连通第一顶部回流口和c10～c13馏分出料管。第一底部出料口依次连通第一塔底泵7和第二精馏塔2。第一精馏塔1底部设置有第一塔底重沸器19。
51.具体而言，第二精馏塔2具有第二顶部出料口、第二顶部回流口、第二中部进料口、第二底部出料口。第二中部进料口连通第一塔底泵7。第二顶部出料口依次连通第二塔顶空冷器8、第二塔顶回流罐9和第二塔顶回流泵10，第二塔顶回流泵10分别连通第二顶部回流口和c9及以下馏分出料管。第二底部出料口依次连通第二塔底泵11、冷却器12、第三空冷器13和c14及以上馏分出料管。第二精馏塔2底部设置有第二塔底重沸器20。
52.在一个实施例中，如图1所示，系统还包括换热器15，其具有高温进口、高温出口、低温进口和低温出口。来稳定重质油管路连通低温进口，低温出口连通第一中部进料口。高温进口连通第二顶部出料口，高温出口连通第二塔顶空冷器8。此技术方案可利用到第二精馏塔的第二顶部出料口的高温出料，来对第一精馏塔具的第一中部进料口的进料进行加热。
53.在一个具体的实施方式中，以本发明提质分离费托合成油品中α-烯烃组分的两塔工艺系统进行提质分离，其中：
54.外来的168℃的煤基费托合成稳定重质油首先经过阀门14进入烯烃原料缓冲罐16，原油操作压力0.59mpa(g)，操作温度172℃。经原料泵17加压至0.72mpag，进入烯烃原料聚结器18脱水。脱水后的重质油经换热器15预热至210℃后进入第一精馏塔1的第一中部进料口。
55.第一精馏塔1采用真空操作，塔顶操作压力约-0.036mpag，操作温度121.6℃，塔顶第一顶部出料口为c9以下的气相混合烃，经第一塔顶空冷器3、第一塔顶水冷器4冷却至40℃后进入第一塔顶回流罐5，然后由第一塔顶回流泵6部分送回至第一精馏塔1塔内，其余作为c10～c13馏分成品外送；
56.第二精馏塔2的塔顶操作压力约为-0.071mpag，操作温度161℃，塔顶油经第二塔顶空冷器8冷却至174℃后进入第二塔顶回流罐9，然后由第二塔顶回流泵10部分送回至第二精馏塔2塔内，其余作为c9及以下馏分成品外送。
57.第二精馏塔2的塔底油经第二塔底泵11升压后，依次经冷却器12、第三空冷器13换热冷却至约60℃后，作为c14及以上馏分成品外送。
58.原油参数如下：
59.碳数分布≦c5c5～9c10～13c14≧c15异构烷烃烯烃含量要求0≤11％≧33％≤8％≤48％7～1038～4148～54
60.所得c10～c13馏分重量百分含量参数如下：
61.碳数分布≦c9c10～13c14≧c15含量要求≤0.5％》94.5％≤5％0
62.以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种提质分离费托合成油品中α-烯烃组分的两塔工艺系统，其特征在于，包括：第一精馏塔(1)，用于对稳定重质油进行减压分馏，并得到第一塔顶馏分和第一塔底馏分，所述第一塔顶馏分为c10～c13馏分；第二精馏塔(2)，用于对所述第一塔底馏分进行减压分馏，并得到第二塔顶馏分和第二塔底馏分，所述第二塔顶馏分为c9及以下馏分，所述第二塔底馏分为c14及以上馏分；其中：所述第一精馏塔(1)的塔顶操作压力为-0.033mpa～-0.039mpa，操作温度为121.1～122.1℃；进料温度为208～212℃；所述第二精馏塔(2)的塔顶操作压力为-0.064mpa～-0.078mpa，操作温度为160～162℃。2.根据权利要求1所述的提质分离费托合成油品中α-烯烃组分的两塔工艺系统，其特征在于，所述第一精馏塔(1)具有第一顶部出料口、第一顶部回流口、第一中部进料口、第一底部出料口，其中：所述第一中部进料口连通来稳定重质油管路；所述第一顶部出料口依次连通第一塔顶空冷器(3)、第一塔顶水冷器(4)、第一塔顶回流罐(5)和第一塔顶回流泵(6)，所述第一塔顶回流泵(6)分别连通所述第一顶部回流口和c10～c13馏分出料管；所述第一底部出料口依次连通第一塔底泵(7)和所述第二精馏塔(2)。3.根据权利要求2所述的提质分离费托合成油品中α-烯烃组分的两塔工艺系统，其特征在于，所述第二精馏塔(2)具有第二顶部出料口、第二顶部回流口、第二中部进料口、第二底部出料口，其中：所述第二中部进料口连通所述第一塔底泵(7)；所述第二顶部出料口依次连通第二塔顶空冷器(8)、第二塔顶回流罐(9)和第二塔顶回流泵(10)，所述第二塔顶回流泵(10)分别连通所述第二顶部回流口和c9及以下馏分出料管；所述第二底部出料口依次连通第二塔底泵(11)、冷却器(12)、第三空冷器(13)和c14及以上馏分出料管。4.根据权利要求3所述的提质分离费托合成油品中α-烯烃组分的两塔工艺系统，其特征在于：所述系统还包括换热器(15)，其具有高温进口、高温出口、低温进口和低温出口，其中：所述来稳定重质油管路连通所述低温进口，所述低温出口连通所述第一中部进料口；所述高温进口连通所述第二顶部出料口，所述高温出口连通所述第二塔顶空冷器(8)。5.根据权利要求2至4任一所述的提质分离费托合成油品中α-烯烃组分的两塔工艺系统，其特征在于：所述来稳定重质油管路包括依次连通设置的稳定重质油来管、烯烃原料缓冲罐(16)、原料泵(17)和烯烃原料聚结器(18)，所述烯烃原料聚结器(18)连通所述第一中部进料口；所述第一精馏塔(1)底部设置有第一塔底重沸器(19)。6.根据权利要求3或4所述的提质分离费托合成油品中α-烯烃组分的两塔工艺系统，其特征在于：所述第二精馏塔(2)底部设置有第二塔底重沸器(20)。
7.一种提质分离费托合成油品中α-烯烃组分的两塔工艺方法，其特征在于，包括以下步骤：以煤基费托合成稳定重质油为原料油，采用权利要求1至6任一所述的工艺系统进行分离，分别得到c9及以下馏分、c10～c13馏分和c14及以上馏分。8.根据权利要求7所述的两塔工艺方法，其特征在于：费托合成稳定重质油的操作压力为0.58-0.60mpa，操作温度为160～185℃；泵送流量为15000～28000kg/h。9.根据权利要求7或8所述的两塔工艺方法，其特征在于：费托合成稳定重质油的碳数分布及其重量百分含量指标为：≦c5的含量为0；c5～9的含量为≤11％；c10～13的含量为≧33％；c14的含量为≤8％；≧c15的含量为≤48％；总异构体含量为7～10％；总烷烃含量为38～41％；总烯烃含量为48～54。10.根据权利要求9所述的两塔工艺方法，其特征在于：得到的c10～c13馏分的碳数分布及其重量百分含量指标为：≦c9的含量为≤0.5％；c10～13的含量为>94.5％；c14的含量为≤5％；≧c15的含量为0。

技术总结
本发明属于化工技术领域，具体涉及一种提质分离费托合成油品中α-烯烃组分的两塔工艺系统及方法。该系统包括：第一精馏塔，用于对稳定重质油进行减压分馏，并得到第一塔顶馏分和第一塔底馏分，所述第一塔顶馏分为C10～C13馏分；第二精馏塔，用于对所述第一塔底馏分进行减压分馏，并得到第二塔顶馏分和第二塔底馏分，所述第二塔顶馏分为C9及以下馏分，所述第二塔底馏分为C14及以上馏分。本发明主要基于两个精馏塔特定的减压操作工艺条件，就可以稳定重质油为对象，将稳定重质油为现有分离为C10～C13馏分、C9及以下馏分和C14及以上馏分。C9及以下馏分和C14及以上馏分。C9及以下馏分和C14及以上馏分。


技术研发人员：任玲兵 张保海 冯玉芳 刘凯 朱勇 李鹏 刘静霄 乔利锋 李晓宇 杨阳 李俊 阎波 张波慧 武志强 段宽
受保护的技术使用者：山西潞安煤基清洁能源有限责任公司
技术研发日：2022.03.18
技术公布日：2023/9/23