正丁烷异构化和正异丁烷分离生产异丁烷工艺设计(3)
随着国内外炼油工业发展，尤其是催化裂化技术的不断提高，炼厂气的深加工越来越受到人们的重视。炼厂气C4的综合利用成为人们普遍关注的课题之一。我国每年生产C4200多万t，其中190多万t 来自炼油厂的催化裂化装置、焦化装置、减粘裂化装置和热裂化装置，其中由催化裂化装置生产的C4最多，占90%以上。催化裂化装置生产的液化石油气中正丁烷约占3%-8%，正丁烯中的1-丁烯和2-丁烯和异丁烯各约占5%-15%，异丁烷最多，占20%左右，其中丁二烯燃烧时易生成煤烟，不适于作燃料，一般用作生产合成橡胶和ABS树脂的原料，n-丁烯用来生产仲丁醇及甲乙酮等石化产品，i-丁烯也只限于生产丁基橡胶。目前我国大部分炼厂C4没有得到充分利用，一般是作为液化气充当民用燃料使用，不但造成资源的浪费,而且经济效益差。炼厂的混合气C4是宝贵的精细化工原料，开发利用混合气C4具有重要的意义。
目前，C4馏分的利用主要有两种途径：1.C4馏分与甲醇醚化制取甲基叔丁基醚(MTBE)。1980年抚顺石化公司石油二厂利用炼厂C4馏分与甲醇作原料，采用膨胀床反应器，进行合成MTBE 的小试、中试，1983年与洛阳石化工程公司合作进行工程开发，开发出膨胀床合成MTBE 2万t/a的工业化装置，后又在长岭炼油厂和大连西太平洋石油化工股份有限公司(4万t/aMTBE)进行工业化。2.C4馏分氧化制甲乙酮。甲乙酮是一种优良、理想的低沸点有机溶剂，广泛应用于炼油、燃料、粘合剂、医药和润滑油脱蜡、电子元件清洗等行业，还可用于植物清洗和共沸精馏等。目前世界总生产能力为100万t/a，生产企业主要集中在美国、西欧等国家和地区，总产量为85万t/a。由于受到原料的限制，从20世纪80年代以来，人们开始利用C4馏分氧化制甲乙酮，在固体酸催化剂催化的条件下，产物1-丁烯和2-丁烯转化率大于20%，甲乙酮(甲乙酮和丁醇)的选择性大于50%。
通过对C4进行回收利用，可以大大降低装置的能耗，同时也可以提高企业的竞争能力。
因此如何提高C4的利用价值就非常有意义，对于正丁烷，由于其的使用价值不高，如果能够通过化学反应使其转化为异丁烷，则再使用价值就非常大了。
1.1.1 低温异构化工艺[4]~[6]
比较典型的有英国石油公司的BP工艺、环球油品公司的Penex 工艺、法国石油研究院开发的IPSORP 和HEXORP 工艺。低温异构化工艺通常采用γ-Al2O3作载体，卤化铂负载的催化剂。在临氢条件下，反应温度为115℃~150℃下，操作过程中需要在原料中不断加入适量的氯化物助剂。
(1) BP工艺
BP 流程见图2.1。在临氢条件下，反应温度为120℃~198℃，首先进行原料的脱硫，使芳烃及烯烃饱和，并使正构烃转化为异构烃。在第二反应器进行进一步的异构，后分离。
1. 脱硫后原料 2.有机氯 3.加热炉 4.第一反应器 5.第二反应器
6.分离器 7.补充氢 8.燃料气 9.异构化油
图1.1 BP异构化流程
(2) Penex 工艺及HOT 方案
Penex 工艺采用I-8 低温氯化物/Al2O3 催化剂，使用一套装置将C4、C5和C6烷烃共异构化，生产出高浓度的i-C4 馏分和高辛烷值的C5、C6 产品。后来环球油品公司采用了反应物一次通过方案也就是常说的HOT方案(省掉产品分离器、循环压缩机以及相关的换热设备)，使投资和操作费用大大降低。HOT 方案采用载铂的I-8催化剂，为保持催化剂酸性，原料中注入CCl4。反应温度120℃~170℃，反应压力2.5 ~4.2MPa，氢油摩尔比为0.1~0.2。
1. C5/C6进料 2.干燥器 3.第一反应器 4.第二反应器 5.分离器
6.稳定器 7.循环氢气压缩机 8.气体 9.异构化油 10.补充氢气
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