一種甲醇制烯烴氣體分離工藝流程的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明適用于氧化物制烯烴，烴類(lèi)裂解，烴類(lèi)催化反應(yīng)制取烯烴，同時(shí)也適應(yīng)于傳統(tǒng)的石油化工乙烯領(lǐng)域。
技術(shù)背景
[0002]石油化學(xué)工業(yè)中大多數(shù)中間產(chǎn)品和最終產(chǎn)品均以烯烴和芳烴為基礎(chǔ)原料。乙烯裝置是生產(chǎn)烯烴(乙烯、丙烯、丁二烯)和芳烴的主要生產(chǎn)裝置。過(guò)去主要由石腦油經(jīng)管式爐熱裂解生產(chǎn)烯烴，近年來(lái)由于石油資源緊缺，甲醇制烯烴技術(shù)逐步得到了發(fā)展，并且進(jìn)入了工業(yè)化階段。甲醇制烯烴技術(shù)由反應(yīng)技術(shù)和分離技術(shù)組成。反應(yīng)技術(shù)以催化劑的研制和反應(yīng)器開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)為核心，以甲醇為原料生產(chǎn)烯烴混合物；分離技術(shù)則是以反應(yīng)產(chǎn)物為原料，經(jīng)雜質(zhì)脫除、壓縮、分離等過(guò)程生產(chǎn)聚合級(jí)乙烯和丙烯產(chǎn)品，其核心是分離流程的開(kāi)發(fā)與設(shè)
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[0003]通過(guò)甲醇轉(zhuǎn)化制取低碳烯烴氣體，其產(chǎn)物與乙烯裝置中石腦油、烴類(lèi)裂解制烯烴的產(chǎn)物相似，都由氫、甲烷、碳二、碳三、碳四、碳五及以上成份組成，組成比例有一定的差異，甲醇制烯烴裝置中氫、甲烷含量較低，碳五以上的烴類(lèi)很少。因此，所采用的分離工藝流程與現(xiàn)行乙烯裝置相比流程簡(jiǎn)單、設(shè)備臺(tái)數(shù)較少，不需要深冷分離，不需要甲烷或乙烯制冷機(jī)，只需要丙烯制冷即可?；诩状贾葡N的氣體組成特點(diǎn)，其分離工藝流程適宜于采用乙烯裝置50、60年代曾經(jīng)采用過(guò)的油吸收分離工藝。
[0004]目前在國(guó)內(nèi)已經(jīng)工業(yè)化的神華包頭MTO裝置即采用的是油吸收分離方法。油吸收分離工藝與深冷分離之間的差別主要在于脫除氣體混合物中的氫和甲烷的方法不同。深冷分離是采用低溫分凝和低溫分餾的方法從裂解氣中分離氫和甲烷，所需低溫條件可達(dá)到-90°C以下(高壓脫甲烷塔頂溫度達(dá)到_99°C，低壓脫甲烷塔頂溫度達(dá)到_134°C)。油吸收法一般利用C3、C4、C5和芳烴餾分作為吸收劑吸收裂解氣中的碳二及以上烴類(lèi)而從裂解氣中分離出甲烷和氫，但所需低溫條件可在-40°C以上，因此整個(gè)裝置只需配置-40°C的丙烯制冷系統(tǒng)，使制冷系統(tǒng)大為簡(jiǎn)化，同時(shí)可避免使用深冷分離所涉及的低溫鋼。
[0005]但是由于油吸收法采用大量循環(huán)的吸收劑，其能耗較高，而且在塔頂甲烷、氫餾分中乙烯和丙烯損失較大。根據(jù)王松漢主編的《乙烯裝置技術(shù)》、《乙烯工藝與技術(shù)》等書(shū)中關(guān)于油吸收技術(shù)的描述，生產(chǎn)I噸烯烴油吸收分離法的能耗約為深冷法的1.5倍，其次，甲烷、氫餾分中乙烯和丙烯損失可能高達(dá)3%?6%，而且由于裂解溫度高，產(chǎn)生了較多易結(jié)焦的二烯烴。因此，油吸收法在20世紀(jì)60年代幾乎全部被深冷分離法取代。
[0006]20世紀(jì)60年代以后，對(duì)油吸收法的研宄和改進(jìn)一直在進(jìn)行。北京化工研宄院從20世紀(jì)70年代開(kāi)始進(jìn)行裂解氣中冷油吸收的研宄，當(dāng)時(shí)開(kāi)發(fā)的中冷油吸收技術(shù)主要用于分離蓄熱爐裂解氣和管式爐裂解氣得到乙烯和丙烯，在國(guó)內(nèi)常州化工廠(chǎng)、北京化工三廠(chǎng)等建立了 10多套裝置。該技術(shù)工藝流程包括:裂解、壓縮、脫除酸性氣體、除炔烴、C3油吸收、C2餾分分離和C3餾分分離。其關(guān)鍵點(diǎn)是采用脫乙烷塔塔釜碳三為主的物料作為吸收劑在吸收塔吸收C2及以上的重組分，分離出甲烷、氫等不凝氣體，同時(shí)采用膨脹機(jī)和冷箱回收尾氣中的輕烴。該技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)的油吸收法作了一定的改進(jìn)，乙烯和丙烯的回收率提高，吸收劑的用量有一定程度的減少，但該技術(shù)主要還是靠后系統(tǒng)(脫乙烷塔底)的物料循環(huán)作為吸收劑，能耗并未得到實(shí)質(zhì)性的降低。
[0007]Brown&Root提出的油吸收分離工藝(ALCET)，采用前脫碳三前加氫及溶劑吸收相結(jié)合的工藝。吸收劑采用的是以C5為主的吸收劑。該工藝與傳統(tǒng)油吸收工藝相比能耗有所降低，但脫甲烷塔的分離主要依靠循環(huán)吸收劑，為保證較好的烯烴吸收率，通常需要的循環(huán)吸收劑的量都比較大。
[0008]中國(guó)環(huán)球化學(xué)工程公司開(kāi)發(fā)了一種分離烴類(lèi)混合物的的溶劑吸收法專(zhuān)利(99122104.4)，選擇一種由C5為主要成份的烴類(lèi)混合物作為吸收劑，進(jìn)行溶劑吸收和分離。該法與Brown&Root的ALCET油吸收工藝類(lèi)似。此外，吸收劑也是靠后面解析塔解析出。
[0009]除了上述列出的一些油吸收工藝外，近年，還有一些專(zhuān)利商對(duì)甲醇制烯烴的分離技術(shù)進(jìn)行了研宄，基本上以油吸收為主，采用后系統(tǒng)循環(huán)返回的單股吸收劑吸收C2及以上的重組分。如中國(guó)專(zhuān)利200780003084.2采用碳四為主的吸收劑、中國(guó)專(zhuān)利201010607679.2采用后系統(tǒng)循環(huán)回的乙烷、丙烷或乙烷/丙烷混合物作吸收劑。這些技術(shù)所采用的吸收劑基本都來(lái)源于后系統(tǒng)，作為單股吸收劑進(jìn)入到吸收塔(脫甲烷塔)。為獲得較高的烯烴回收率，均需要保證一定的循環(huán)吸收劑的量，而循環(huán)吸收劑的量對(duì)分離系統(tǒng)的投資和能耗有較大的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]為了克服傳統(tǒng)油吸收分離工藝和現(xiàn)行輕烴分離工藝的缺陷，本發(fā)明提供一種設(shè)備投資少、能耗低、烯烴回收率高的非深冷的低碳烴分離方法。
[0011]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:一種采用前脫碳三的烯烴氣體分離工藝，脫甲烷塔選擇了兩股不同的吸收劑，從上部不同位置進(jìn)入，且其中一股主要吸收劑是從脫甲烷塔之前分離出的，不需要循環(huán)，包括以下步驟:
[0012](I)經(jīng)壓縮、干燥、冷卻后的甲醇制烯烴反應(yīng)氣，進(jìn)入高低壓脫丙烷塔，實(shí)現(xiàn)碳三與碳四組分的清晰分割，高壓脫丙烷塔塔頂組分，經(jīng)增壓預(yù)冷后進(jìn)入吸收劑分離塔，低壓脫丙烷塔塔釜物料進(jìn)入脫丁烷塔；
[0013](2)吸收劑分離塔對(duì)反應(yīng)氣進(jìn)行初步分離，塔頂物料經(jīng)冷卻后進(jìn)入脫甲烷塔，塔釜物料經(jīng)冷卻后作為主要的吸收劑從上部進(jìn)入脫甲烷塔，來(lái)自后系統(tǒng)的碳二、碳三組分或其烴類(lèi)混合物，作為第二股吸收劑進(jìn)入脫甲烷塔；
[0014](3)脫甲烷塔實(shí)現(xiàn)碳一與碳二組分的清晰分割，塔頂物料回收冷量后進(jìn)入燃料氣系統(tǒng)，塔釜物料進(jìn)入脫乙烷塔，物料在脫乙烷塔內(nèi)進(jìn)行碳二與碳三組分的清晰分割，塔頂物料進(jìn)入乙烯精餾塔，塔釜物料進(jìn)入丙烯精餾塔。
[0015]步驟(2)中所述的脫甲烷塔的第二股吸收劑來(lái)自于脫乙烷塔側(cè)線(xiàn)或塔釜采出的物料，丙烯精餾塔側(cè)線(xiàn)或塔釜采出的物料，乙烯精餾塔側(cè)線(xiàn)或塔釜采出的物料，或者以上物料不同配比的混合物。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的積極效果是:
[0017](I)脫甲烷塔采用兩股吸收劑，漸進(jìn)吸收模式不僅增強(qiáng)了脫甲烷塔的吸收效果，同時(shí)降低了投資和能耗。
[0018](2)本發(fā)明的一股主要吸收劑來(lái)自脫甲烷塔之前，該股吸收劑本身是待分離的餾分混合物，避免了吸收劑主要來(lái)自后系統(tǒng)循環(huán)帶來(lái)的能耗的增加。
[0019](3)為了進(jìn)一步提高烯烴的回收率，本發(fā)明的第二股量比較小的吸收劑來(lái)自脫乙烷塔、乙烯精餾塔或丙烯精餾塔系統(tǒng)，主要成份為碳二、碳三及烴類(lèi)混合物，該吸收劑的特點(diǎn)在于可以根據(jù)原料氣的特征優(yōu)化出不同配比的吸收劑，增強(qiáng)烯烴的吸收效果，降低能耗。
【附圖說(shuō)明】
[0020]本發(fā)明將通過(guò)例子并參照附圖的方式說(shuō)明，其中:
[0021]圖1為實(shí)施例示意圖
【具體實(shí)施方式】
[0022]甲醇經(jīng)催化反應(yīng)制取的反應(yīng)氣經(jīng)逐級(jí)升壓、干燥、冷卻后進(jìn)入高低壓脫丙烷塔系統(tǒng)，物料在高低壓脫丙烷塔中實(shí)現(xiàn)碳三和碳四組分的清晰分割，低壓脫丙烷塔塔底分出碳四及其更重的組份，進(jìn)入脫丁烷塔系統(tǒng)，高壓脫丙烷塔塔頂分出碳三及其更輕的組分，經(jīng)進(jìn)一步壓縮冷卻后進(jìn)入吸收劑分離塔，物料在吸收劑分離塔中對(duì)碳二和部分碳三進(jìn)行初步分離。吸收劑分離塔塔頂氣相冷凝到_37°C，從塔的上部進(jìn)入脫甲烷塔，吸收劑分離塔塔釜液相經(jīng)冷卻到_37°C，作為吸收劑從脫甲烷塔上部進(jìn)入到脫甲烷塔中。脫甲烷塔的第二股吸收劑來(lái)自于丙烯精餾塔塔釜，物料在脫甲烷塔中分離碳一和碳二組份，脫甲烷塔塔頂氣相，回收冷量后進(jìn)入燃料氣系統(tǒng)，塔釜物料送入脫乙烷塔，經(jīng)脫乙烷塔塔頂分離出碳二組分去乙烯精餾塔，精餾制取純度為99.96%的乙烯產(chǎn)品，脫乙烷塔塔釜物料送入丙烯精餾塔，精餾制取純度為99.6%的丙
[0023]烯產(chǎn)品，丙烯精餾塔塔釜抽出一股物料，經(jīng)冷卻后進(jìn)入脫甲烷塔，作為脫甲烷塔的第二股吸收劑。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種甲醇制烯烴氣體分離工藝流程，其特征在于:采用前脫碳三工藝，脫甲烷塔選擇了兩股不同的吸收劑，從上部不同位置進(jìn)入，且其中一股主要吸收劑是從脫甲烷塔之前分離出的，不需要循環(huán)，包括以下步驟: (1)經(jīng)壓縮、干燥、冷卻后的甲醇制烯烴反應(yīng)氣，進(jìn)入高低壓脫丙烷塔，實(shí)現(xiàn)碳三與碳四組分的清晰分割，高壓脫丙烷塔塔頂組分，經(jīng)增壓預(yù)冷后進(jìn)入吸收劑分離塔，低壓脫丙烷塔塔釜物料進(jìn)入脫丁烷塔； (2)吸收劑分離塔對(duì)反應(yīng)氣進(jìn)行初步分離，塔頂物料經(jīng)冷卻后進(jìn)入脫甲烷塔，塔釜物料經(jīng)冷卻后作為主要的吸收劑從上部進(jìn)入脫甲烷塔，來(lái)自后系統(tǒng)的碳二、碳三組分或其烴類(lèi)混合物，作為第二股吸收劑從上部進(jìn)入脫甲烷塔； (3)脫甲烷塔實(shí)現(xiàn)碳一與碳二組分的清晰分割，塔頂物料回收冷量后進(jìn)入燃料氣系統(tǒng)，塔釜物料進(jìn)入脫乙烷塔，物料在脫乙烷塔內(nèi)進(jìn)行碳二與碳三組分的清晰分割，塔頂物料進(jìn)入乙烯精餾塔，塔釜物料進(jìn)入丙烯精餾塔。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種甲醇制烯烴氣體分離工藝流程，其特征在于:步驟(2)中進(jìn)入脫甲烷塔的第二股吸收劑，來(lái)自于脫乙烷塔側(cè)線(xiàn)或塔釜采出的物料。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種甲醇制烯烴氣體分離工藝流程，其特征在于:步驟(2)中進(jìn)入脫甲烷塔的第二股吸收劑，來(lái)自于丙烯精餾塔側(cè)線(xiàn)或塔釜采出的物料。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種甲醇制烯烴氣體分離工藝流程，其特征在于:步驟(2)中進(jìn)入脫甲烷塔的第二股吸收劑，來(lái)自于乙烯精餾塔側(cè)線(xiàn)或塔釜采出的物料。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種甲醇制烯烴氣體分離工藝流程，其特征在于:步驟(2)中進(jìn)入脫甲烷塔的第二股吸收劑，可以是脫乙烷塔側(cè)線(xiàn)或塔釜采出的物料、丙烯精餾塔側(cè)線(xiàn)或塔釜采出的物料和乙烯精餾塔側(cè)線(xiàn)或塔釜采出的物料不同配比的混合物。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種甲醇制烯烴氣體分離工藝，采用前脫碳三工藝，并在脫甲烷塔之前設(shè)置吸收劑分離塔，對(duì)物料進(jìn)行初步分離，脫甲烷塔選擇了兩股不同的吸收劑，從上部不同位置進(jìn)入，主要吸收劑為吸收劑分離塔塔釜物料，另一股吸收劑來(lái)自后系統(tǒng)的碳二、碳三或其烴類(lèi)混合物。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有投資小，能耗低，物料回收率高，操作簡(jiǎn)便的特點(diǎn)。
【IPC分類(lèi)】C07C11/04, C07C11/06, C07C7/00, C07C7/04
【公開(kāi)號(hào)】CN104926585
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510031028
【發(fā)明人】陳明輝, 王松漢, 張紅, 李莉, 沈俊, 肖海煥, 嚴(yán)政, 宋作玉, 魯耀, 秦麗英, 李慧
【申請(qǐng)人】中石化上海工程有限公司, 北京麥科直通石化工程設(shè)計(jì)有限公司
【公開(kāi)日】2015年9月23日
【申請(qǐng)日】2015年1月22日