一種碳四深度脫甲醇的方法及裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種碳四深度脫甲醇的方法，具體的說，采用微相分布技術進行預分 布萃取，再采用微旋流萃取技術與聚結分離技術對碳四中甲醇進行深度萃取與深度分離， 尚效、快速脫除碳四中的甲醇，提尚后續碳四深加工裝置的性能。
【背景技術】
[0002] 在石油加工過程中會生成相當量的低分子烴類分子，如碳四等；一方面他們可以 作為燃料直接燃燒，但是將他們作為燃料經濟效益并不高，與天然氣等燃料相比也沒有價 格優勢；另一方面由于含有相當量的烯烴是很好的有機合成原料，用這些烯烴制取髙辛烷 值的汽油調和組分以及一系列的石油化學品具有相當高的經濟效益，其中烷基化反應是處 理碳四的一個重要途徑。硫酸烷基化制烷基化油（異辛烷）是以混合碳四中的異丁烷和丁 烯為原料，以89-98%的硫酸為催化劑，在低溫下液相反應生成高辛烷值汽油組分-烷基化 油的加工工藝過程，硫酸濃度直接影響烷基油的產量，因而控制硫酸濃度至關重要。
[0003] 烷基化反應的原料分為兩種，一種為催化裂化氣中的碳四餾分，這類原料可以直 接利用；另一種原料為MTBE裝置后的醚后碳四，對于這種原料，由于在MTBE反應中需要加 入甲醇參與反應，故而醚后碳四中必然存在大量過剩的甲醇，含高濃度甲醇的碳四不能直 接作為原料進入烷基化裝置，這是因為甲醇與烷基化裝置中的硫酸催化劑會直接發生酯化 反應，會造成硫酸催化劑消耗量的大幅度增加以及產生大量不必要的廢酸，因而必須對醚 后碳四進行脫甲醇處理，使碳四中甲醇含量降至標準值以下。
[0004] 現有的碳四脫甲醇多數采用甲醇萃取塔（或叫水洗塔）對碳四中的甲醇進行分 離，但大多數的甲醇萃取塔處理效果都不好，經甲醇萃取塔處理后的碳四中甲醇含量仍會 達到1000~3000ppm，不能滿足烷基化裝置的要求，甲醇萃取塔在運行時還存在塔盤支撐 梁腐蝕以及萃取塔堵塞等狀況，現今的甲醇萃取塔已不太適用于碳四脫甲醇的處理，急需 要對其進行改進或一種新的技術取代甲醇萃取塔。
[0005] 中國專利CN 203108398 U公布了一種減少脫鹽水用量的方法，該方法解決了反應 中存在的過剩脫鹽水，通過工藝流程的調整，降低反應設備中無用脫鹽水的量，實現脫鹽水 最大化程度利用，然而這種方法并沒有從根本上解決脫鹽水用水量大的問題，之所以甲醇 水洗塔水洗量比較大，主要是因為在脫鹽水與碳四中的甲醇沒有得到充分接觸，無法達到 充分萃取的目的，導致水洗塔必然需要過度的脫鹽水來參與萃取作用，才能將碳四中的甲 醇盡可能多的萃取。
[0006] 中國專利CN 102093176 B公布了一種甲縮醛中甲醇萃取的方法，該方法利用連續 逆流轉盤作用，將含甲醇甲縮醛與萃取液進行多次逆流萃取過程，使得甲醇盡可能多的轉 移到萃取液中，但這種方法只能完成粒徑在IOum以上的甲醇液滴的萃取，對于粒徑在IOum 以下的甲醇液滴則無法做到萃取轉移的過程，使得原液中仍然夾帶大量的甲醇，這種方法 應用碳四脫甲醇中，會存在工藝繁瑣、能耗高、萃取不完全的缺點。
[0007] 中國申請號201410472173. 3公布了一種利用先萃取再精餾的方法來實現四氯化 碳與甲醇的分離，因為四氯化碳與碳四互溶，可以將這個方法應用在碳四脫甲醇上，但是這 種方法存在一個能耗大、萃取不完全，故而導致分離不完全，無法做到充分分離。
[0008] 今年來關于利用分子篩吸附碳四中甲醇的研究報道較多，如中國申請號 200810145291. 8公布了一種利用分子篩吸附甲醇的方法，利用吸附劑將碳四中的甲醇吸附 中分子篩中，從而實現碳四與甲醇的分離，但這種技術需要消耗大量吸附劑，只能適用于一 些特定的條件下，故而大范圍的工業應用并沒有。
[0009] 中國申請號201410440054. X公布了一種對甲醇萃取塔進行改進的方法，從結構 上以及工藝流程上做了有益的改進，但并沒有從根本上解決甲醇萃取塔效率低、用水量大、 存在堵塞以及腐蝕等問題。
[0010] 在當前的碳四脫甲醇的處理中，急需一種高效、低能耗、易維護的碳四脫甲醇的裝 置。
【發明內容】
[0011] 為了克服上述現有技術的不足，本發明提供了一種碳四深度脫甲醇的方法；對共 沸蒸餾塔頂抽出的碳四進行脫甲醇的處理，該過程分為三個步驟：首先采用微相分布技術 對碳四進行預分布萃取，將碳四中所含的部分甲醇轉移到萃取液中；其次采用微旋流萃取 技術對碳四中甲醇進行二次萃取，最后充分萃取后的碳四與萃取液進入模塊化深度分離裝 置進行碳四與萃取液的深度分離；經脫甲醇處理后的碳四進入后續生產裝置，萃取液返回 甲醇回收塔中進行甲醇回收。
[0012] 本發明的具體技術方案如下：
[0013] -種碳四深度脫甲醇的方法，包括如下步驟：
[0014] (1)采用微相部分技術對碳四進行初步萃取，萃取液經微相分布器分布后粒徑范 圍為3~15 μ m，均勾分布；
[0015] 其中，當所述碳四中甲醇的含量為0.01~1%時，萃取液為碳四的0. 1~3% ;當 所述碳四中甲醇的含量為1~5%時，萃取液為碳四的1~5%，所述百分比為體積比；
[0016] 該過程操作溫度為30~40 °C ;
[0017] (2)采用微旋流萃取-分離技術進行二次深度萃取，該過程的壓降為0. 3~ 0. lOMpa，萃取停留時間為0. 01~Is ;
[0018] (3)經兩次萃取后的碳四與萃取液混合物再進入模塊化深度分離裝置進行深度分 離，該過程的壓降為〇. 001~〇. OlMpa ;經脫甲醇處理后的碳四進入后續生產裝置，萃取液 進入甲醇回收塔進行甲醇回收。
[0019] 步驟（1)中初步萃取過程是在微相分散器中進行，分散相的平均粒徑為7~ 10 μ m，兩相流速為6~10m/s，該萃取過程時間為0. 5~2s。
[0020] 步驟（1)中所述萃取液是pH值為7. 5~8. 5的脫鹽水。
[0021] 步驟⑵所述微旋流萃取的進口流速為4~7m/s。
[0022] 步驟（3)采用中國專利申請公開號為CN103980934A所述的方法進行碳四與萃取 液的深度分離，該分離過程中流速為〇. 002~0. 005m/s，所述分離時間小于或等于60s。
[0023] 實現上述任一方法的裝置，所述裝置包括萃取裝置及分離裝置；所述萃取裝置由 微相分散器及微旋流萃取裝置組成；所述分離裝置包括聚結分離模塊、水包、界位計。
[0024] 所述裝置包括共沸蒸餾塔I，共沸蒸餾塔1的塔頂輸出口與微相分散器2輸入口相 連接，水罐7輸出口與微相分散器2輸入口相連接，從而實現碳四與脫鹽水均勾分散，分散 相粒徑在IOum以下，微相分散器2輸出口與微旋流萃取器3輸入口相連接，碳四與脫鹽水 混合液進入微旋流萃取器3中進行充分萃取，將碳四中的甲醇轉移到脫鹽水中，微旋流萃 取器3輸出口與模塊化深度分離器4輸入口相連接，碳四與甲醇水溶液在模塊化深度分離 器4中進行深度分離；模塊化深度分離器4輸出口與后續碳四加工裝置5輸入口相連接，脫 甲醇碳四進入后續碳四加工裝置進行工業生產，模塊化深度分離器輸出口 4與甲醇回收塔 6輸入口相連接，分離后的甲醇水溶液進入甲醇回收塔進行甲醇與脫鹽水分離，回收后的甲 醇返回MTBE裝置進行生產，脫鹽水返回水罐進行循環利用。
[0025] 與現有技術相比，本發明所提供碳四脫甲醇的方法具有下述優點：
[0026] (1)傳統水洗塔水洗量：碳四的體積比1 :20,與傳統水洗塔相比，本發明提供的方 法用水量少，萃取液（脫鹽水）損耗大幅度降低，最佳進水量比例為2% ;
[0027] (2)傳統水洗塔占地面積，且工藝要求水洗塔一般較高，空間占據較大；而本發明 提供的設備小，具有一定的成本優勢；
[0028] (3)傳統水洗塔萃取的過程為碳四與萃取液逆流萃取，萃取效果不完全，本發明提 供的方法能夠有效的解決萃取不完全的問題，大幅度降低設備中的殘留的廢酸量，減輕設 備的腐蝕程度；
[0029] (4)傳統水洗塔操作壓力較大，能耗比較高，與傳統水洗塔相比，本發明提供的整 套裝置能耗較低，符合當前節能環保的提倡；
[0030] (5)傳統水洗塔操作繁瑣，操作中存在諸多安全因素，與傳統水洗塔相比，本發明 提供的方法操作簡單，設備安全，更易于維護；
[0031] (6)傳統水洗塔碳四與甲醇水溶液的分離完全依靠重力作用沉降分離，對于粒徑 在IOum左右的甲醇水溶液液滴無法分離，會造成大量甲醇被夾帶值碳四中進入烷基化裝 置，與傳統水洗塔相比，本發明提供的方法利用微相分布技術、微旋流萃取-分離技術以及 聚結分離技術，實現甲醇充分萃取與深度分離的過程；
[0032] (7)與傳統水洗塔相比，本發明提供的方法處理速度快、高效，處理后的碳四中甲 醇含量不大于5ppm，提