异丁烷正构化技术 2014.pdf

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1、异丁烷正构化制正丁烷瑞华化工2014年12月RUIHUACHEMICAL1异丁烷正构化制正丁烷概述目前，正丁烷的生产方法一般以炼厂碳四馏分为原料，采用分离法获得正丁烷。在乙烯工业中，以异构烷烃为原料裂解因结构的原因导致所获得的乙烯收率很低，而正构烷烃不存在这个问题。因而，如果将异丁烷正构化制成正丁烷再进行裂解，将大大提高乙烯的收率，提高装置的经济效益。另外，随着正丁烷法顺酐的发展，异丁烷正构化技术也可与顺酐装置配套使用，这样可使企业原料及产品灵活配置。同时能降低企业的仓储投资、运输、销售成本。目前国外的异丁烷正构化专

2、利技术出于美国UOP，但并不对外转让。瑞华化工经过多年研究，已形成了独具特色的异丁烷正构化制正丁烷专有技术。于2013年成功转让了年产12万吨正丁烷技术及配套的下游顺酐装置。正构化工艺瑞华化工的异丁烷正构化技术采用固定床反应器，使用金属铂催化剂。在临氢条件下，反应温度450~550℃，反应压力3.0MPa。主要产物为正丁烷，同时生成少量甲烷、乙烷、丙烷等副产物。本技术原料适应性强，能够解决裂解装置中异丁烷的出路问题，最大限度地生产正丁烷。同时该工艺中能源消耗最大的丁烷塔采用热水加热，能利用工厂低品位热能，提高全厂热能

3、利用率。1.工艺指标配合目前合适的催化剂，异丁烷的单程转化率可达40%以上，正丁烷的总选择性达85%以上。RUIHUACHEMICAL2当异丁烷正构化技术用于下游裂解生产乙烯时，正构化反应生成的C2、C3副产品也同时成为目标产物。经过调整反应条件，目标产物（正丁烷、乙烷、丙烷）的总选择性可达95~98%。2.工艺流程正构化工艺流程见图1。图1异丁烷正构化工艺流程图如图，C4原料经过加氢脱除烯烃，再经过脱轻处理后，由丁烷塔分离得到异丁烷和粗正丁烷。粗正丁烷再经过脱重得到高纯度的正丁烷产品，而由丁烷塔分离得到的异丁烷则去

4、正构化反应单元转化为正丁烷后再返回分离系统。3.配套下游的不同工艺当异丁烷正构化装置与正丁烷下游装置（如顺酐装置）配套时，需要将烯烃、炔烃分离出来。此种情况有两种如下方案：一种方案是在流程前布置全加氢反应单元及分离塔，将烯烃、炔烃全加氢后与异丁烷分离。另一种是流程前布置小型抽提装置（瑞华RExtra工艺），将烯烃从原料中分离。具体采用哪种方案需根据原料中烯烃含量的高低来选择合适的工艺。RUIHUACHEMICAL3为不使正构化催化剂中毒，需要加装保护床以去除硫、氮化合物及重金属。具体工艺需要视原料的组成而设计。当正构

5、化装置与乙烯装置配套时，由于乙烯装置并不要求特别高纯度的正丁烷进料，可以取消脱重塔及烯烃加氢步骤，以减少正构化装置的投资。装置经济性分析1.作为顺酐原料的核算以国内某企业的异丁烷正构化装置为例（为下游顺酐生产提供原料）：C4原料消耗为14万吨/年。原料组成为65%正丁烷、33%的异丁烷，年产12万吨的正丁烷。计算处理单位C4原料所需的成本。（以下估算均按2014年各项价格粗略估算，未计入人工、维修、仓储、运输、财务成本等费用）表1处理每吨C4原料的成本序号名称单位单位耗量单价(元/吨)总价(元)一C4原料t/tC4原

6、料1氢气t/tC4原料0.006920000137.33二水耗量1新鲜水t/tC4原料2.0024.002循环水t/tC4原料63.130.212.633冷冻水t/tC4原料8.061080.65三电耗量380VkW/tC4原料22.060.7616.76四蒸汽耗量0.35MPat/tC4原料0.907120108.891RUIHUACHEMICAL4五仪表空气Nm3/tC4原料6.860.151.03六催化剂1正构化催化剂t/tC4原料1.25E-062,500,0003.132加氢催化剂t/tC4原料2.25E-

7、0520000.05单位C4原料的加工成本364.46表2异丁烷单位耗量序号产品名称单位单位耗量1正丁烷t/tC4原料0.90112燃料气t/tC4原料0.06753C3液化气t/tC4原料0.0336由表1和表2可知，每吨C4原料的处理费用为365元。处理每吨C4原料后所得产品主要为正丁烷，有少量的燃料气及C3液化气。以14万吨/年的原料处理量为基础，每年生产12.6万吨正丁烷。如果正丁烷及副产品不用做下游生产而只以产品价格计算，该装置每年减去加工成本后可创造经济效益约为2~3千万元。2.作为裂解原料的核算如果将异

8、丁烷正构化技术用于裂解装置与乙烯配套，经过核算能够使每吨液化气的乙烯收率增加8%以上，效益增加约400元（数据来源扬子石化）。所以说异丁烷正构化生产正丁烷不仅本身具有较好的经济效益，与乙烯装置配套时工厂经济效益能大幅提高。RUIHUACHEMICAL5配套催化剂指标及原料要求外形：球形颗粒直径：Ф1.6～2.0mm堆密度：550～650g/L强