[实用新型]一种应用于碳五分离的反应精馏塔

说明书

技术领域

本实用新型涉及碳五分离领域，更进一步说，涉及一种应用于碳五分离的反应精馏塔。

背景技术

以轻烃、石脑油、柴油甚至减压蜡油为原料，在水蒸汽存在下高温裂解制取乙烯的过程中，生成多种烃类，其中以碳五为主的馏分段称为裂解碳五，由于此种裂解产物中含有40-60%的异戊二烯、环戊二烯以及间戊二烯等双烯烃，这些双烯烃化学性质活泼，是很多精细化工产品的重要原料。

目前，裂解碳五分离工艺主要包括以分离异戊二烯（IP）为主的全分离工艺和以分离环戊二烯（CPD）为主的简单分离工艺。全分离工艺一般采用乙腈（ACN）、N,N-二甲基甲酰胺（DMF）、N-甲基吡咯烷酮（NMP）等溶剂通过萃取精馏来分离IP、CPD和间戊二烯（PD）等；简单分离工艺一般采用热二聚法分离出双环戊二烯(DCPD)。

上述的C₅分离工艺流程在目前的碳五分离装置中发挥着重要作用，但是存在以下问题：①采用两段萃取精馏，流程较长，操作复杂；②萃取剂消耗量较大，需要进行气提回收，能耗高；③萃取精馏塔汽液相负荷较大，所需理论板数较多，使得萃取精馏塔设备高大，设备投资大，操作费用高；④ACN法和DMF法均需要庞大的热二聚反应器，设备投资大；⑤主产品IP损失量大，在热二聚反应和后续分离过程中的IP损失率就在2.6%左右。

C₅馏分中的双烯烃存在以下3类反应：①自二聚反应：包括CPD、PD、IP等双烯烃自二聚成二聚体，其中CPD自二聚反应是主反应，PD和IP的自二聚反应是不希望进行的副反应：

②共二聚反应：CPD，PD和IP之间的共二聚反应是不希望发生的副反应；

③多聚反应：自二聚、共二聚反应生成的二聚体和共二聚体进一步和双烯烃反应生成两个以上的多聚体，直至生成分子量较大的多聚物，这是最不希望的，因为多聚物生成不但影响过程收率及产品纯度，而且会堵塞设备及管道，不能连续操作。

但是多聚反应和前两类反应的速度相比是极慢的。

根据对自二聚反应和共二聚反应及多聚反应的研究，要获得高DCPD的收率，应尽可能在预分离系统提高CPD的自二聚反应转化率。

国内碳五分离技术工业化应用时间已经有二十多年了，CPD的分离都是靠反应系统和分离系统独立进行，没有反应和分离一体化的流程。目前已公开的现有技术鲜有涉及实现反应精馏的工业化流程的。

中国专利CN101397232A与CN101508624A中公开了反应精馏在碳五装置中的潜在应用，但仅仅停留在理论层面，没有具体化设备设计及流程的组织与设定。

在《一种裂解碳五的分离方法》一文中公开了裂解碳五馏分原料在热二聚反应器内进行热二聚，使C₅馏分中的大部分环戊二烯二聚生成双环戊二烯。该技术以独立反应器设置来解决环戊二烯的二聚。

目前碳五装置塔板基本为常规浮阀或筛板结构，由于常规塔板液体停留时间较短，所以二聚反应进行缓慢，原料需首先进入二聚反应器进行热二聚后才能进入精馏塔。

实用新型内容

为解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供了一种应用于碳五分离的反应精馏塔，将垂直筛板类塔板应用于碳五装置，增加了塔板上液体停留时间，即促进了环戊二烯的二聚反应的进行，同时利用沸点差将双环戊二烯与其他碳五组分迅速分离，从而实现反应和分离同时进行的目的。

本实用新型的目的是提供一种应用于碳五分离的反应精馏塔。

所述反应精馏塔内部分或全部塔板采用垂直筛板类塔板。

所述垂直筛板类塔板包括：开孔的塔板和侧壁开孔的帽罩；

所述帽罩由平板状的侧壁和设置在侧壁上部的帽状结构组成，所述帽罩垂直设置于塔板上。

所述塔板结构可采用现有技术中通常的结构，如：圆形、梯形等；帽罩形状与塔板结构相同，罩侧壁开孔形状为圆形、方形或者百叶窗形等。一个塔板上可以有多个罩，罩孔数量由塔板汽液相负荷而定。

所述反应精馏塔包括：预脱重塔和预脱轻塔。

垂直筛板类塔板是一种大处理能力塔板，开孔的塔板和侧壁开孔的帽罩构成，其操作原理为气体通过板孔喷射，产生伯努利效应，在板孔附近形成低压区，将塔板上的液体卷吸、提升到帽罩中，实现汽液分散、传质过程，然后气体携带着被分散的液相由管壁的开孔水平喷出，实现相分离。