專利名稱：一種低碳烯烴的分離方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于低碳烯烴分離技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及含氧化合物制低碳烯烴或烴類催化 反應(yīng)制低碳烯烴的分離方法。
背景技術(shù)：
乙烯、丙烯是石油化學(xué)工業(yè)的基礎(chǔ)原料，其傳統(tǒng)生產(chǎn)方法主要采用石腦油蒸汽裂 解方法制得，對(duì)石油資源依賴嚴(yán)重。隨著石油供應(yīng)的日益緊張，含氧化合物制低碳烯烴成為 研究的熱點(diǎn)，并得到了長足的發(fā)展，含氧化合物包括醇、醚、醛和酮等，其中甲醇和二甲醚應(yīng) 用比較廣泛，可以通過煤或天然氣制得，這從一定程度上可以緩解石油供應(yīng)的壓力，尤其符 合我國“缺油、少氣、富煤”的國情。傳統(tǒng)管式爐裂解氣中由于氫氣、甲烷含量較高，普遍采用深冷來分離甲烷和乙烯， 以提高乙烯收率。典型的深冷分離方法包括順序分離、前脫乙烷和前脫丙烷流程，三種流程 具有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，但均需要-100°C以下的深冷條件，需要乙烯壓縮機(jī)，甚至需要甲烷壓縮 機(jī)為其提供冷量，對(duì)冷箱要求較高，使得工程投資加大。含氧化合物制低碳烯烴的特點(diǎn)是氫氣、甲烷含量較低，乙烯、丙烯含量較高，C5+等 高碳烴含量較少，致使脫甲烷塔需要的冷量較少，如采用深冷分離方法，對(duì)設(shè)備要求高，投 資大，能耗高，經(jīng)濟(jì)效益不佳。US7714180提出了一種烯烴回收的工藝方法。根據(jù)該方法，工藝氣經(jīng)壓縮后首先經(jīng) 脫丁烷塔脫除C5+，C4-再進(jìn)一步壓縮、冷卻后先后進(jìn)脫甲烷塔、脫乙烷塔、脫丙烷塔，脫丙 烷塔塔底混合C4作吸收劑去脫甲烷塔吸收塔頂氣中的乙烯，提高乙烯收率。該發(fā)明避免采 用深冷分離工藝，而是采用油吸收工藝，降低了投資，但是使用混合C4吸收劑循環(huán)量大且 循環(huán)流程長，能耗大，且如果C4中含有較多丁二烯時(shí)，會(huì)使得下游設(shè)備結(jié)焦嚴(yán)重。中國專利200810201217. 3提出了一種ΜΤ0/ΜΤΡ反應(yīng)產(chǎn)物中輕烴產(chǎn)品的分離方法。 根據(jù)該方法，輕烴產(chǎn)物預(yù)處理后直接送入脫乙烷塔，塔頂C2-再進(jìn)入吸收塔，用乙烷做吸收 劑以提高乙烯回收率。該方法同上述兩種方法類似，避免了使用乙烯壓縮機(jī)，采用了乙烷作 吸收劑，部分乙烷從吸收塔塔頂蒸出作燃料氣，但是當(dāng)反應(yīng)過程產(chǎn)生的乙烷少于吸收塔蒸 出的乙烷時(shí)，使用乙烷做吸收劑就不合適。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明根據(jù)含氧化合物制低碳烯烴氣體組成的特點(diǎn)，提出了一種能耗低、投資少、 且充分利用自產(chǎn)副產(chǎn)品作吸收劑的低碳烴分離方法。本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種低碳烯烴的分離方法，采用傳統(tǒng)乙烯工業(yè)成熟的順序分離流程，其特征在于 在脫甲烷塔使用溶劑吸收的方法來提高乙烯收率，吸收溶劑為系統(tǒng)自產(chǎn)的乙烷、丙烷或乙 烷/丙烷混合物，具體包括以下步驟(1)將來自含氧化合物制低碳烯烴反應(yīng)器的產(chǎn)物或來自烯烴催化反應(yīng)制低碳烯烴的產(chǎn)物混合后經(jīng)急冷、壓縮、凈化和冷卻等一系列預(yù)處理步驟后，分為氣相烴和液相烴，氣 相烴和液相烴進(jìn)脫甲烷塔進(jìn)行分離；(2)脫甲烷塔使用乙烷、丙烷或乙烷/丙烷混合物吸收的方法，以提高乙烯收率， 將輕組分從塔頂分出，輕組分包括CH4、C0、H2、N2等組分，分離出的輕組分回收冷量后作燃料 氣或去制氫，C2及C2以上的重組分從脫甲烷塔塔底分出；(3)由脫甲烷塔塔底分離出的C2+組分去脫乙烷塔進(jìn)行C2和C3+的分離；(4)脫乙烷塔塔頂C2全部或部分脫除乙炔后部分進(jìn)入乙烯塔，或部分C2直接循環(huán) 回反應(yīng)系統(tǒng)以進(jìn)一步制丙烯，提高丙烯的選擇性，脫乙烷塔塔底C3+去脫丙烷塔；(5)由乙烯塔塔頂或上部側(cè)線采出精乙烯，由乙烯塔下部側(cè)線采出粗乙烯，或乙烯 塔塔頂采出全部粗乙烯，或全部采出精乙烯、不采出粗乙烯；粗乙烯先經(jīng)膨脹機(jī)減壓回收能 量或經(jīng)節(jié)流減壓，再回收低溫冷量，經(jīng)減壓和回收冷量后的粗乙烯循環(huán)回反應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)一步 制丙烯，以提高丙烯選擇性；塔底乙烷全部或部分冷卻后作吸收劑進(jìn)入脫甲烷塔；(6)脫丙烷塔塔頂去加氫或直接去丙烯塔，由丙烯塔塔頂或側(cè)線采出丙烯，塔底丙 烷全部作副產(chǎn)品輸出或全部或部分冷卻后作吸收劑的另一組分進(jìn)入脫甲烷塔；脫丙烷塔塔 底C4+組分直接或經(jīng)后續(xù)處理后部分去反應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)一步制丙烯，或經(jīng)處理后直接作副產(chǎn)品 輸出。低碳烯烴的分離方法，所述的預(yù)處理過程為工藝氣壓縮到2. 2 3. 8MPa，將C5+從 工藝氣中分出，冷卻至5 -40°C，酸性氣體和含氧化合物的脫除，以及水分的干燥過程。低碳烯烴的分離方法，所述的脫甲烷塔采用乙烷、丙烷或乙烷/丙烷混合物作吸 收劑，吸收劑優(yōu)選溫度為5 -40°C，低碳烯烴的分離方法，所述的脫丙烷塔采用單塔或高、低壓雙塔工藝流程。低碳烯烴的分離方法，脫乙烷塔塔頂采出全部或部分C2去乙烯塔，其余C2循環(huán)回 反應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)一步制丙烯。低碳烯烴的分離方法，乙烯塔塔頂或上部側(cè)線采出全部或部分精乙烯，部分乙烯 以粗乙烯形式從乙烯塔下部側(cè)線采出循環(huán)回反應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)一步制丙烯，以提高丙烯選擇性。低碳烯烴的分離方法，脫乙烷塔頂采出的C2組分和乙烯塔塔頂或側(cè)線采出的粗 乙烯先經(jīng)膨脹機(jī)減壓回收能量或經(jīng)節(jié)流減壓，再回收低溫冷量，經(jīng)減壓和回收冷量后的粗 乙烯循環(huán)回反應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)一步制丙烯，以提高丙烯選擇性。低碳烯烴的分離方法，脫甲烷塔上部設(shè)置有一中間冷卻器，以降低吸收劑用量和 塔頂冷凝器冷負(fù)荷。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明根據(jù)含氧化合物制低碳烯烴產(chǎn)物組成的特點(diǎn)，使用順序分離流程，并使用 乙烷、丙烷或乙烷/丙烷混合物作吸收劑，避免采用深冷冷箱和乙烯壓縮機(jī)，降低了設(shè)備投 資和能耗，對(duì)含氧化合物制低碳烯烴或烯烴催化反應(yīng)制低碳烯烴過程有很好的適用性。


圖1為本發(fā)明的第1種低碳烯烴的分離方法的示意流程圖。圖2為本發(fā)明的第2種低碳烯烴的分離方法的示意流程圖。圖3為本發(fā)明的第3種低碳烯烴的分離方法的示意流程圖。
具體實(shí)施例方式若脫甲烷塔使用丙烷吸收劑，則使用圖1所示的工藝流程。來自含氧化合物制低 碳烯烴反應(yīng)器的產(chǎn)物和或來自烯烴催化反應(yīng)制低碳烯烴的產(chǎn)物兩者混合后經(jīng)急冷、壓縮、 凈化和冷卻等一系列前處理步驟后，分為氣相烴和液相烴。氣相烴和液相烴進(jìn)脫甲烷塔分 出輕組分，脫甲烷塔塔頂使用丙烷作吸收劑，以提高乙烯收率。脫甲烷塔塔底C2+進(jìn)入脫乙 烷塔，脫乙烷塔塔頂C2全部去乙烯塔或部分去乙烯塔、部分循環(huán)回反應(yīng)系統(tǒng)，脫乙烷塔塔 底C3+進(jìn)脫丙烷塔。乙烯塔上部側(cè)線采出精乙烯，塔頂和下部側(cè)線采出粗乙烯和脫乙烷塔 塔頂采出的部分C2經(jīng)節(jié)流或膨脹機(jī)回收能量后再回收冷量后循環(huán)回反應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)一步制丙 烯；乙烯塔也可選擇不采出粗乙烯，此時(shí)乙烯塔塔頂少量輕組分去壓縮系統(tǒng)，塔底乙烷回收 冷量后作為燃料氣采出；乙烯塔也可選擇不采出精乙烯，塔頂采出粗乙烯，塔底采出乙烷。 脫乙烷塔塔底C3+去高、低壓雙脫丙烷塔，高壓脫丙烷塔塔頂采出C3去丙烯塔，低壓脫丙烷 塔塔底采出C4+組分直接或經(jīng)后續(xù)處理后部分循環(huán)回反應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)一步制丙烯，或經(jīng)處理后 直接作為副產(chǎn)品輸出。丙烯塔塔頂采出丙烯產(chǎn)品，塔底采出丙烷全部或部分作為脫甲烷塔 吸收劑、部分作為副產(chǎn)品輸出。若脫甲烷塔使用乙烷吸收劑，則使用圖2所示的工藝流程。來自含氧化合物制低 碳烯烴反應(yīng)器的產(chǎn)物和或來自烯烴催化反應(yīng)制低碳烯烴的產(chǎn)物兩者混合后經(jīng)急冷、壓縮、 凈化和冷卻等一系列前處理步驟后，分為氣相烴和液相烴。氣相烴和液相烴進(jìn)脫甲烷塔分 出輕組分，脫甲烷塔塔頂使用乙烷作吸收劑，以提高乙烯收率。脫甲烷塔塔底C2+進(jìn)入脫 乙烷塔，脫乙烷塔塔頂C2全部去乙烯塔或部分去乙烯塔、部分循環(huán)回反應(yīng)系統(tǒng)，脫乙烷塔 塔底C3+進(jìn)脫丙烷塔。乙烯塔上部側(cè)線采出精乙烯，塔頂和下部側(cè)線采出粗乙烯和脫乙烷 塔塔頂采出的部分C2經(jīng)節(jié)流或膨脹機(jī)回收能量再回收冷量后循環(huán)回反應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)一步制丙 烯，乙烯塔也可選擇不采出粗乙烯，此時(shí)乙烯塔塔頂少量輕組分去壓縮系統(tǒng)，塔底乙烷回收 冷量后作為燃料氣采出；乙烯塔也可選擇不采出精乙烯，塔頂采出粗乙烯，塔底采出乙烷。 脫乙烷塔塔底C3去丙烯塔，低壓脫丙烷塔塔底采出C4+組分直接或經(jīng)后續(xù)處理后部分循環(huán) 回反應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)一步制丙烯，或經(jīng)處理后直接作為副產(chǎn)品輸出。丙烯塔塔頂采出丙烯產(chǎn)品，塔 底采出丙烷副產(chǎn)品。若脫甲烷塔需要使用乙烷、丙烷雙組分吸收劑，則使用圖3所示的工藝流程。來自 含氧化合物制低碳烯烴反應(yīng)器的產(chǎn)物和或來自烯烴催化反應(yīng)制低碳烯烴的產(chǎn)物兩者混合 后經(jīng)急冷、壓縮、凈化和冷卻等一系列前處理步驟后，分為氣相烴和液相烴。氣相烴和液相 烴進(jìn)脫甲烷塔分出輕組分，脫甲烷塔塔頂使用乙烷、丙烷雙組分吸收劑，以提高乙烯收率。 脫甲烷塔塔底C2+進(jìn)入脫乙烷塔，脫乙烷塔塔頂C2全部去乙烯塔或部分去乙烯塔、部分循 環(huán)回反應(yīng)系統(tǒng)，脫乙烷塔塔底C3+進(jìn)脫丙烷塔。乙烯塔上部側(cè)線采出精乙烯，塔頂和下部側(cè) 線采出粗乙烯和脫乙烷塔塔頂采出的部分C2經(jīng)節(jié)流或膨脹機(jī)回收能量再回收冷量后循環(huán) 回反應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)一步制丙烯，乙烯塔也可選擇不采出粗乙烯，此時(shí)乙烯塔塔頂少量輕組分去 壓縮系統(tǒng)，塔底乙烷回收冷量后作為燃料氣采出；乙烯塔也可選擇不采出精乙烯，塔頂采出 粗乙烯，塔底采出乙烷。乙烯塔塔底乙烷全部或部分冷卻后作脫甲烷塔吸收劑、部分作為燃 料氣采出。脫乙烷塔塔底C3+去高、低壓雙脫丙烷塔，高壓脫丙烷塔塔頂采出C3去丙烯塔， 低壓脫丙烷塔塔底采出C4+組分直接或經(jīng)后續(xù)處理后部分循環(huán)回反應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)一步制丙烯，或經(jīng)處理后直接作為副產(chǎn)品輸出。丙烯塔塔頂采出丙烯產(chǎn)品，塔底采出丙烷全部或部分作 為脫甲烷塔吸收劑的另一組分、或部分作為副產(chǎn)品輸出。實(shí)施例1如圖1，來自反應(yīng)的低碳烴經(jīng)急冷、壓縮和雜質(zhì)脫除后冷卻，在3. 2MPa、-30°C的條 件下首先進(jìn)脫甲烷塔進(jìn)料分離罐進(jìn)行氣液分離，脫甲烷塔采用丙烷作吸收劑，其中丙烷吸 收劑溫度為-20°C。脫甲烷塔塔頂為CH4、H2、CO和隊(duì)等輕組分和部分損失的丙烷吸收劑， 脫甲烷塔塔底為C2+組分，直接進(jìn)脫乙烷塔。脫乙烷塔塔頂C2全部去乙烯塔，不循環(huán)回反 應(yīng)系統(tǒng)，脫乙烷塔塔底C3+進(jìn)脫丙烷塔。乙烯塔側(cè)線采出精乙烯，塔頂粗乙烯去壓縮系統(tǒng)， 下部側(cè)線不采出粗乙烯，塔底乙烷回收冷量后作為燃料氣采出。高壓脫丙烷塔塔頂采出C3 去丙炔加氫或直接去丙烯塔，低壓脫丙烷塔塔底采出C4+組分直接或經(jīng)后續(xù)處理后部分循 環(huán)回反應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)一步制丙烯，或經(jīng)處理后直接作為副產(chǎn)品輸出。丙烯塔塔頂采出丙烯產(chǎn)品， 塔底采出部分作為吸收劑、部分作為副產(chǎn)品輸出。表1為實(shí)施例計(jì)算結(jié)果，從表中可以看出，塔頂干氣中損失的乙烯為0. 0414kmol/ h，乙烯收率為99. 994%，損失的丙烷為7. 8395kmol/h,占總吸收劑的2. 9%0表1以丙烯塔塔底丙烷為吸收劑的計(jì)算結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種低碳烯烴的分離方法，采用傳統(tǒng)乙烯工業(yè)成熟的順序分離流程，其特征在于在 脫甲烷塔使用溶劑吸收的方法來提高乙烯收率，吸收溶劑為系統(tǒng)自產(chǎn)的乙烷、丙烷或乙烷/ 丙烷混合物；包括以下步驟(1)將來自含氧化合物制低碳烯烴反應(yīng)器的產(chǎn)物或來自烯烴催化反應(yīng)制低碳烯烴的產(chǎn) 物混合后經(jīng)急冷、壓縮、凈化和冷卻等一系列預(yù)處理步驟后，分為氣相烴和液相烴，氣相烴 和液相烴進(jìn)脫甲烷塔進(jìn)行分離；(2)脫甲烷塔使用乙烷、丙烷或乙烷/丙烷混合物吸收的方法，以提高乙烯收率，將輕 組分從塔頂分出，輕組分包括CH4、C0、H2、N2等組分，分離出的輕組分回收冷量后作燃料氣或 去制氫，C2及C2以上的重組分從脫甲烷塔塔底分出；(3)由脫甲烷塔塔底分離出的C2+組分去脫乙烷塔進(jìn)行C2和C3+的分離；(4)脫乙烷塔塔頂C2全部或部分脫除乙炔后部分進(jìn)入乙烯塔，或部分C2直接循環(huán)回反 應(yīng)系統(tǒng)以進(jìn)一步制丙烯，提高丙烯的選擇性，脫乙烷塔塔底C3+去脫丙烷塔；(5)由乙烯塔塔頂或上部側(cè)線采出精乙烯，由乙烯塔下部側(cè)線采出粗乙烯，或乙烯塔塔 頂采出全部粗乙烯，或全部采出精乙烯、不采出粗乙烯；粗乙烯先經(jīng)膨脹機(jī)減壓回收能量或 經(jīng)節(jié)流減壓，再回收低溫冷量，經(jīng)減壓和回收冷量后的粗乙烯循環(huán)回反應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)一步制丙 烯，以提高丙烯選擇性；塔底乙烷全部或部分冷卻后作吸收劑進(jìn)入脫甲烷塔；(6)脫丙烷塔塔頂去加氫或直接去丙烯塔，由丙烯塔塔頂或側(cè)線采出丙烯，塔底丙烷 全部作副產(chǎn)品輸出或全部或部分冷卻后作吸收劑的另一組分進(jìn)入脫甲烷塔；脫丙烷塔塔底 C4+組分直接或經(jīng)后續(xù)處理后部分去反應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)一步制丙烯，或經(jīng)處理后直接作副產(chǎn)品輸 出ο
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低碳烯烴的分離方法，其特征在于所述的預(yù)處理過程為 工藝氣壓縮到2. 2 3. 8MPa，冷卻至5 _40°C，酸性氣體和含氧化合物的脫除，以及水分 的干燥過程。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低碳烯烴的分離方法，其特征在于所述的脫甲烷塔采用 乙烷、丙烷或乙烷/丙烷混合物作吸收劑，吸收劑優(yōu)選溫度為5 -40°C，
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低碳烯烴的分離方法，其特征在于所述的脫丙烷塔采用 單塔或高、低壓雙塔工藝流程。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低碳烯烴的分離方法，其特征在于，脫乙烷塔塔頂采出 全部或部分C2去乙烯塔，其余C2循環(huán)回反應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)一步制丙烯。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低碳烯烴的分離方法，其特征在于，乙烯塔塔頂或上部 側(cè)線采出全部或部分精乙烯，部分乙烯以粗乙烯形式從乙烯塔下部側(cè)線采出循環(huán)回反應(yīng)系 統(tǒng)進(jìn)一步制丙烯，以提高丙烯選擇性。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低碳烯烴的分離方法，其特征在于，脫乙烷塔頂采出的 C2組分和乙烯塔塔頂或側(cè)線采出的粗乙烯先經(jīng)膨脹機(jī)減壓回收能量或經(jīng)節(jié)流減壓，再回收 低溫冷量，經(jīng)減壓和回收冷量后的粗乙烯循環(huán)回反應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)一步制丙烯，以提高丙烯選擇 性。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低碳烯烴的分離方法，其特征在于，脫甲烷塔上部設(shè)置 有一中間冷卻器，以降低吸收劑用量和塔頂冷凝器冷負(fù)荷。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種低碳烯烴的分離方法，采用傳統(tǒng)乙烯工業(yè)成熟的順序分離流程，并且在脫甲烷塔使用溶劑吸收的方法來提高乙烯收率。本發(fā)明采用順序分離流程，并使用乙烷、丙烷或乙烷/丙烷混合物作吸收劑，避免采用深冷冷箱和乙烯壓縮機(jī)，降低了設(shè)備投資和能耗，對(duì)含氧化合物制低碳烯烴或烯烴催化反應(yīng)制低碳烯烴過程有很好的適用性。
文檔編號(hào)C07C4/06GK102115355SQ201010607679
公開日2011年7月6日 申請(qǐng)日期2010年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月27日
發(fā)明者吳越峰, 江家貴, 汪明靜, 王建平, 肖紅, 胡存, 蔡林清, 郭勇義, 陳菊士, 馬振明 申請(qǐng)人:東華工程科技股份有限公司