[发明专利]用于分离轻烃的正、异构烷烃的方法及装置

说明书

本发明属于化工产品分离技术领域，公开了一种用于分离轻烃的正、异构烷烃的方法及装置。本发明所提供的分离方法包含：向填充有5A分子筛的固定床填充柱中循环脉冲进样待分离轻烃样品和液体洗脱剂，以所述5A分子筛为吸附剂对所述轻烃样品进行吸附分离，分别收集分离后的正、异构烷烃。本发明所提供的用于分离轻烃的正、异构烷烃的方法及装置，采用填充5A分子筛的脉冲固定床吸附分离工艺、以沸点低于待分离正异构烃沸点的正异构烃类液体溶剂作为洗脱剂、恒流液体泵提供动力，实现了对C₅‑C₁₂的正异构烷烃分离，具有对正、异构烷烃分离效果好、洗脱剂消耗低、再生过程简单等优点。

技术领域

本发明属于化工产品分离技术领域，特别涉及一种用于分离轻烃的正、异构烷烃的方法及装置。

背景技术

我国原油偏重，石脑油的收率较低，对石脑油进行组分分离，可提高石脑油的利用效率，增加产品的附加值，增强石化企业的竞争力。分离出的异构烷烃可作为高辛烷值汽油的调和组分或者催化重整原料。正构烷烃，特别是奇数正构烷烃本身是一种高附加值的化学品。正构烷烃是生产低碳数烃类的优质裂解原料，也是生产其他更高附加值化工产品的重要原料，如农药乳化剂、脂肪醇、可被降解的合成洗涤剂、塑料增塑剂、化肥添加剂、化妆品、蛋白浓缩剂等。目前还有很多新用途正在开发中。由于新用途的不断出现，加上我国经济的快速发展，其市场潜力巨大。可见，实现轻质烷烃的正异构分离具有重要的现实意义。目前，分离低碳数正异构烷烃，传统的方法是精馏法。由于正异构烃各组分的沸点可以非常接近，使用精馏法分离，难度大、能耗高。

5A分子筛具有选择性吸附正构烷烃的特性，利用此特性进行正异构烃的分离是经济有效、能耗低的方法。5A分子筛能选择性吸附正构烷烃，是因为5A分子筛的微孔孔径为正构烷烃的分子直径小于异构烷烃的分子直径大于环烷烃和芳香烃的分子直径大于因此只有正构烷烃可以进入5A分子筛微孔，即5A分子筛微孔只能吸附正构烷烃，不能吸附异构烷烃、环烷烃、芳香烃等，从而可利用这种择形效应实现正构烷烃与异构烷烃的分离。不过常用脱附剂是小分子气体，如氮气、氢气等，实际使用过程中存在脱附剂消耗高、脱附再生困难等问题。

翟万军使用5A分子筛为吸附剂，采用固定床分离工艺，以氢气为脱附剂处理石脑油，分离出正异构烷烃，但该方法中脱附剂氢气的消耗高，且无法重复利用，经济成本高。中国专利CN103467229提供了一种变压吸附与膜分离组合分离正异构烷烃的方法，但此方法仍是使用小分子气体作为脱附剂，虽然解决了脱附剂可重复使用的问题，但操作过程比较繁琐，且分离膜的材料选择困难、难以找到合适的膜材料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种采用填充5A分子筛的液相脉冲固定床对轻烃的正构、异构烷烃进行吸附分离的工艺及装置，以解决正异构烷烃难分离和脱附剂消耗高、再生困难等问题。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种用于分离轻烃的正、异构烷烃的方法，包含：向填充有5A分子筛的固定床填充柱中循环脉冲进样待分离轻烃样品和液体洗脱剂，以所述5A分子筛为吸附剂对所述轻烃样品进行吸附分离，分别收集分离后的正、异构烷烃，

所述循环脉冲进样方式为：待分离轻烃样品进样恒流脉冲时长设为T₁、液体洗脱剂进样恒流脉冲时长设为T₂，所述待分离轻烃样品进样和液体洗脱剂进样交替进行；其中，T₁使得每次进样的待分离轻烃样品中所含正构烷烃总量不超过所述固定床填充柱的择形吸附容量，即固定床填充柱中的吸附剂对该等正构烷烃的择形吸附容量；T₂满足T₂≥异构烃流出时间T_a+过渡时间T_b+正构烃流出时间T_c，所述过渡时间T_b为异构烃流出结束至正构烃开始流出的时间段。

在本发明的实施方式所提供的用于分离轻烃的正、异构烷烃的方法中，待分离轻烃样品包含C₅-C₁₂的正、异构烷烃。