由碳四叠合油获得2,4,4-三甲基-1-戊烯工艺方法及其系统装置与流程

本专利申请涉及石油精细化工产品制备装置及其方法，尤其涉及以碳四叠合油为原料分离制备2,4,4-三甲基-1-戊烯的方法及制备系统。
背景技术：
：2,4,4-三甲基-1-戊烯可用作表面活性剂、酚醛树脂和环氧树脂的改性剂、合成橡胶的增粘剂、紫外线吸收剂、pvc热稳定剂、增塑剂等等，是一种广泛应用于各领域的精细化工原料，它还可用于辛基酚、壬基酚等有机合成的中间体，其作用越来越重要。早期，以混合碳四为原料、以硫酸为催化剂，其反应原理是将混合碳四中的异丁烯溶解在硫酸中，生成硫酸叔丁酯，再经加热，生成二异丁烯。该工艺过程存在硫酸腐蚀设备、二聚体选择性差、产品纯度低的技术问题，尤为关键的一技术问题是：生成的二异丁烯包括2,4,4-三甲基-1-戊烯和2,4,4-三甲基-2-戊烯两种同分异构体。本现有技术方案仅涉及二异丁烯的制备合成，而未再进一步解决两种同分异体的分离。众所周知，二异丁烯的两种同分异构体2,4,4-三甲基-1-戊烯和2,4,4-三甲基-2-戊烯性质极其接近，尤其是两者的沸点极其接近，因此难以采用常规的精馏分离方法分离提纯，最终导致2,4,4-三甲基-1-戊烯纯度低，难以有后续再应用的可行性。而其它以单一合成2,4,4-三甲基-1-戊烯的工艺技术方法普遍采用釜式反应方式，收率低、工艺成本高、投资大，给大规模生产实际应用带来诸多难题。技术实现要素：本发明申请的发明目的在于解决二异丁烯两同分异构体分离难题，从而为高收率、高效率制取高纯度2,4,4-三甲基-1-戊烯扫清技术障碍，提供一种适用于大规模工业应用的由碳四叠合油获得2,4,4-三甲基-1-戊烯工艺方法及其系统装置。本专利申请提供的由碳四叠合油获得2,4,4-三甲基-1-戊烯工艺方法技术方案，其主要技术内容是：一种由碳四叠合油获得2,4,4-三甲基-1-戊烯工艺方法，本方法以碳四叠合后的叠合油为原料，制取获得2,4,4-三甲基-1-戊烯的方法是：①.脱除碳四叠合后的叠合油原料中的轻组份②.脱除轻组份中间物料经萃取精馏，分离获得2,4,4-三甲基-1-戊烯，其中的萃取精馏所用萃取剂为n甲酰吗啉、4-乙酰基吗啉、甲基吡咯烷酮中至少之一，萃取剂与碳四叠合后的叠合油原料质量比为（1-4）:1，萃取精馏塔运行条件是：塔顶压力不超过常压、回流比为（10-20）:1。上述整体技术方案的之一优选技术手段，第①步脱轻运行工艺条件为：塔顶压力＞0.6mpa，使碳四冷却后为液相，塔中部进料，回流比为（1-5）:1。上述整体技术方案中的之一优选技术手段，所述的碳四叠合后的叠合油原料为：催化裂化碳四叠合产物、焦化碳四叠合产物、乙烯裂解抽余碳四、甲基叔丁基醚醚解异丁烯等含有异丁烯的物料，或各种含有异丁烯成份的混合碳四，且所述原料中的丁二烯含量小于1%。上述整体技术方案中的之一优选技术手段，萃取精馏后段还增设有萃取剂回收流程，本萃取剂回收流程为：第②步萃取精馏后的中间物料依次经碳八精馏分离和重组份碳十二减压精馏，分离回收萃取剂，其中碳八精馏分离的工艺运行条件为：塔顶压力不高于常压，塔中部进料，回流比为(1-5):1；重组份碳十二减压精馏回收萃取剂的工艺运行条件为：塔顶压力低于常压，塔中部进料，回流比为(1-5):1。本专利申请还提供了一种实施所述由碳四叠合油获得2,4,4-三甲基-1-戊烯工艺方法的系统装置。本系统装置的组成包括脱轻塔和萃取精馏塔，脱轻塔和萃取精馏塔均设置中部进料管，脱轻塔釜底中间物料管与萃取精馏塔进料管连接，脱轻塔塔顶管线为碳四分离管线，萃取精馏塔塔顶管线为2,4,4-三甲基-1-戊烯产出管线。上述系统装置的之一优选技术手段，萃取精馏塔之后连接设有实施萃取剂回收流程的萃取剂回收部，萃取剂回收部包括有分离碳八的第一精馏塔和分离重组份碳十二的第二精馏塔，第一、第二精馏塔均设置中部进料管，萃取精馏塔塔釜物料管线连接至第一精馏塔的中部进料管，第一精馏塔的塔釜物料管线与第二精馏塔的进料管线连接，第二精馏塔的塔釜管线为萃取剂回收管线，连接于萃取精馏塔的萃取剂进料管口。本专利申请公开的由碳四叠合油获得2,4,4-三甲基-1-戊烯工艺方法及其系统装置，解决了2,4,4-三甲基-1-戊烯的分离技术难题，本方案利用2,4,4-三甲基-1-戊烯和2,4,4-三甲基-2-戊烯双键位置不同，反复筛选确定合适的萃取剂，使其与两同分异构体发生不同作用，特别是将两成份于萃取剂中呈现出不同的溶解度，改变2,4,4-三甲基-1-戊烯和2,4,4-三甲基-2-戊烯的汽液相平衡，从而扩大相对挥发度差异，实现2,4,4-三甲基-1-戊烯的分离和提纯，实践证明，本技术方案大幅度提高了2,4,4-三甲基-1-戊烯的收率，达到99%以上，大大提高了纯度，纯度高于98%。本技术方案工艺简单、流程短、装置塔塔高低、投资少，各工艺步骤回流比小、能耗低、工艺成本低；另外，由于所选用的萃取剂具有沸点高的特性，采用常规的减压精馏能够容易的分离回收萃取剂，达到回收再利用的技术目的，进一步压缩了工艺成本，本技术方案特别适合于大规模工业生产应用。附图说明图1为本专利申请的系统装置组成结构图。具体实施方式下面通过各实施例展开说明本技术方案，以帮助充分理解本专利申请方案的实质，了解本方案工艺流程的特点，并声明本申请的保护范围不仅限于所例举的实施例。以下实施例的制备原料均选用以碳四叠合后的叠合油产物为例操作实施的，其组份见表1。表1组分名称含量，％（m/m）碳四轻组分小于5%2,4,4-三甲基-1-戊烯512,4,4-三甲基-2-戊烯13其余碳八14c12烯烃17其他余量本技术方案例举的其它原料：焦化碳四叠合产物、乙烯裂解抽余碳四、甲基叔丁基醚醚解异丁烯等含有异丁烯的物料，或各种含有异丁烯成份的混合碳四,且丁二烯含量小于1%，采用本工艺方法亦产生一致的制备技术效果。附图给出了实施本工艺方法的系统装置组成。本系统装置的基本组成包括脱轻塔a和萃取精馏塔b，脱轻塔a和萃取精馏塔b的塔中部设置进料管1、10，萃取剂由萃取精馏塔b塔上部注入。所述的脱轻塔a为精馏塔，如塔盘塔或填料塔，塔顶按常规连接设置有一冷凝器、塔釜连接设置一再沸器，因是常规设置结构，图中予以省略，本实施例的塔内设置有10道塔板。所述的萃取精馏塔b为精馏塔，如塔盘塔或填料塔，塔顶按常规连接设置一冷凝器、塔釜连接设置一再沸器，同样因是常规设置结构，图中予以省略。脱轻塔a的釜底中间物料管6是已脱除碳四轻组份的中间物料管线，连接至萃取精馏塔b的进料管10，串联连接脱轻塔a和萃取精馏塔b，脱轻塔a塔顶管线2为轻组份碳四分离管线2，萃取精馏塔b的塔顶管线3为2,4,4-三甲基-1-戊烯产出管线，塔釜物料管线7为第二中间物料管线。本实施结构中，萃取精馏塔b之后还设有实施萃取剂回收流程的萃取剂回收部，用于回收第二中间物料中的萃取剂，回收补充至萃取精馏塔，符合工业规模生产的环保要求。本萃取剂回收部由分离碳八的第一精馏塔c和分离重组份碳十二的第二精馏塔d串联连接组成。萃取精馏塔b塔釜物料管线7连接至第一精馏塔c的中部进料管，第一、第二精馏塔c、d均为中部设置进料管，第一精馏塔c的塔釜物料管线8与第二精馏塔d的进料管12连接，第二精馏塔d的塔釜管线9为萃取剂回收管线，连接于萃取精馏塔b的塔上部的萃取剂注入口。第一精馏塔c的塔顶管线4为碳八管线，第二精馏塔d的塔顶管线5为碳十二管线。本系统装置按本由碳四叠合油获得2,4,4-三甲基-1-戊烯工艺方法的具体作业工艺运行流程，制备获得2,4,4-三甲基-1-戊烯。实施例1由脱轻塔a完成碳四叠合后的叠合油原料的轻组份脱除。本脱轻塔a为浮阀塔，脱除碳四轻组份的中间物料由中间物料管6进入萃取精馏塔b。萃取精馏塔b采用筛板塔，其萃取剂为n甲酰吗啉，萃取剂与碳四叠合后的叠合油原料的质量比为1:1，萃取精馏塔b的塔顶管线3输出2,4,4-三甲基-1-戊烯产品，塔釜物料管线7将第二中间物料送入萃取剂回收部，由第一精馏塔c实施剩余碳八的提取，再由第二精馏塔d实施碳十二分离和萃取剂回收。所述的第一、第二精馏塔c、d为填料塔。除脱轻塔a带压操作外，其余塔为常压操作。具体工艺条件如下表：操作条件脱轻塔萃取精馏塔剩余碳八脱除塔萃取剂回收塔使用的理论板数10501020溶剂比进料（重量）1:1进料位置525510塔顶温度，℃56.199.3110.4177塔底温度，℃194.7180.2202.8237回流11011塔顶压力mpa（表）0.7常压常压常压目的产品碳四2,4,4-三甲基-1-戊烯剩余碳八回用萃取剂目的产品纯度＞99%＞98%＞99%其中2,4,4-三甲基-1-戊烯的纯度98.3%，收率大于99%。实施例2由脱轻塔a完成碳四叠合后的叠合油原料的轻组份脱除。脱轻塔a为填料塔，脱除碳四轻组份的中间物料由中间物料管6进入萃取精馏塔b。萃取精馏塔b采用浮阀塔，其萃取剂为甲基吡咯烷酮，萃取剂与碳四叠合后的叠合油原料的质量比为4:1，萃取精馏塔b塔顶管线3输出2,4,4-三甲基-1-戊烯产品。萃取精馏塔b的塔釜物料管线7将第二中间物料送入萃取剂回收部，由第一精馏塔c实施剩余碳八的提取，再由第二精馏塔d实施碳十二分离及萃取剂回收。第一、第二精馏塔c、d为浮阀塔。除脱轻塔a带压操作外，其余塔为减压操作。具体工艺条件如下表：操作条件脱轻塔萃取精馏塔剩余碳八脱除塔萃取剂回收塔使用的理论板数10501020溶剂比进料（重量）4:1进料位置525510塔顶温度，℃56.163.475.4104.7塔底温度，℃194.7113.2139.8175.1回流52055塔顶压力mpa（表）0.7-0.07-0.07-0.089目的产品碳四2,4,4-三甲基-1-戊烯剩余碳八回用萃取剂目的产品纯度＞99%＞98%＞99%其中2,4,4-三甲基-1-戊烯的纯度98.1%，收率大于99%。实施例3由脱轻塔a完成碳四叠合后的叠合油原料的轻组份脱除。脱轻塔a为填料塔，脱除碳四轻组份的中间物料由中间物料管6进入萃取精馏塔b。萃取精馏塔b采用浮阀塔，其萃取剂为4-乙酰基吗啉，萃取剂与碳四叠合后的叠合油原料的质量比为2:1，萃取精馏塔b的塔顶管线3输出2,4,4-三甲基-1-戊烯产品，塔釜物料管线7将第二中间物料送入萃取剂回收部，由第一精馏塔c实施剩余碳八的提取分离，再由第二精馏塔d实施碳十二分离及萃取剂回收。第一、第二精馏塔c、d为浮阀塔。除脱轻塔a带压操作外，其余塔为减压操作。具体工艺条件如下表：操作条件脱轻塔萃取精馏塔剩余碳八脱除塔萃取剂回收塔使用的理论板数10501020溶剂比进料（重量）2:1进料位置525510塔顶温度，℃56.163.475.4104.7塔底温度，℃194.7113.2139.8175.1回流21533塔顶压力mpa（表）0.7-0.07-0.07-0.089目的产品碳四2,4,4-三甲基-1-戊烯剩余碳八回用萃取剂目的产品纯度＞99%＞98%＞99%其中2,4,4-三甲基-1-戊烯的纯度98.1%，收率大于99%。实施例4由脱轻塔a完成碳四叠合后的叠合油原料的轻组份脱除。脱轻塔a为填料塔，脱除碳四轻组份的中间物料由中间物料管6进入萃取精馏塔b。萃取精馏塔b采用浮阀塔，塔中不添加萃取剂，萃取精馏塔b的塔顶管线3输出2,4,4-三甲基-1-戊烯产品，塔釜物料管线7将第二中间物料送入萃取剂回收部，由第一精馏塔c实施剩余碳八的提取，再由第二精馏塔d实施碳十二分离及萃取剂回收。第一、第二精馏塔c、d为浮阀塔。除脱轻塔a带压操作外，其余塔为减压操作。具体工艺条件如下表：操作条件脱轻塔萃取精馏塔剩余碳八脱除塔萃取剂回收塔使用的理论板数10801020溶剂比进料（重量）无进料位置525510塔顶温度，℃56.199.3110.4177塔底温度，℃194.7150.2182.8237回流52455塔顶压力mpa（表）0.7常压常压常压目的产品碳四2,4,4-三甲基-1-戊烯剩余碳八回用萃取剂目的产品纯度＞99%＞90%＞99%由上表工艺运行设备和条件可以看出，不使用萃取剂实施两同分异构体的分离，既使加深运行条件，如本实施例中，采用增加塔板数至80、增加回流比至24，2,4,4-三甲基-1-戊烯的纯度依然只有90.5%，收率仅大于95%，塔高增加、工艺能耗加大也未能取得更好的技术效果。当前第1页12