一種低碳烴的中冷溶劑洗分離方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種低碳烴的中冷溶劑洗分離方法，采用順序分離流程，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，并使用乙烷與C4的混合物、或乙烷與C4+的混合物、或乙烷與C5+的混合物、或丙烷與上述任一混合物組成的混合物作吸收劑，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)低碳烴的分離有很好的適用性。
【專利說明】一種低碳烴的中冷溶劑洗分離方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于低碳烴分離【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及含氧化合物制低碳烴或烴類催化反應(yīng)制低碳烴的分離方法。
【背景技術(shù)】
[0002]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，特別是現(xiàn)代煤化工技術(shù)發(fā)展對(duì)低碳烴的分離過程成為研究的新熱點(diǎn)，并得到了長足的發(fā)展，低碳烴中的含氧化合物包括醇、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。
[0003]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。
[0004]現(xiàn)代煤化工制取的低碳烴特點(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。
[0005]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。
[0006]中國專利200810201217.3提出了一種MT0/MTP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】

[0007]本發(fā)明根據(jù)低碳烴組成的特點(diǎn)，提供了一種能耗低、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，提供了一種乙烷與其他副產(chǎn)品作為混合吸收劑的分離方法。
[0008]本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0009]一種低碳烴的中冷溶劑洗分離方法，采用順序分離流程，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)的乙烷與C4的混合物、或乙烷與C4+的混合物、或乙烷與C5+的混合物、或丙烷與上述任一混合物組成的混合物，包括以下步驟:
[0010]( I)將來自含氧化合物制低碳烴反應(yīng)器的產(chǎn)物或來自烯烴催化反應(yīng)制低碳烴的產(chǎn)物混合后經(jīng)急冷、壓縮、凈化和冷卻一系列預(yù)處理步驟后，進(jìn)脫甲烷塔進(jìn)行分離；
[0011](2)脫甲烷塔使用乙烷與C4的混合物、或乙烷與C4+的混合物、或乙烷與C5+的混合物、或丙烷與上述任一混合物組成的混合物吸收的方法，吸收劑吸收溫度為40~-40°C，以提高乙烯收率，將輕組分從塔頂分出，輕組分包括CH4、CO、H2和N2組分，分離出的輕組分回收冷量后作燃料氣或去制氫，C2+組分從脫甲烷塔塔底分出；
[0012](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；
[0013](4)脫乙烷塔塔頂C2全部或部分脫除乙炔后進(jìn)入乙烯塔，脫乙烷塔塔底C3+去脫丙烷塔；
[0014](5)乙烯塔塔頂采出不凝氣，乙烯塔上部側(cè)線采出乙烯，乙烯塔塔底乙烷全部冷卻后作吸收劑進(jìn)入脫甲烷塔；
[0015](6)脫丙烷塔塔頂C3組分經(jīng)加氫處理后去丙烯塔或直接去丙烯塔，由丙烯塔塔頂或側(cè)線采出丙烯，丙烯塔塔底丙烷作副產(chǎn)品輸出或部分冷卻后作吸收劑的一部分進(jìn)入脫甲烷塔；脫丙烷塔塔底C4+組分送脫丁烷塔處理或部分冷卻后作吸收劑的一部分進(jìn)入脫甲烷塔；
[0016](7)脫丁烷塔塔頂C4組分作副產(chǎn)品輸出或部分冷卻后作吸收劑的一部分進(jìn)入脫甲烷塔。脫丁烷塔塔底C5+組分作副產(chǎn)品輸出或部分冷卻后作吸收劑的一部分進(jìn)入脫甲烷塔。
[0017]所述脫甲烷塔使用的吸收劑為乙烯塔塔底采出乙烷以及脫丁烷塔塔頂采出C4組分。
[0018]所述脫甲烷塔使用的吸收劑為乙烯塔塔底采出乙烷以及脫丙烷塔塔底采出C4+組分。
[0019]所述脫甲烷塔使用的吸收劑為乙烯塔塔底采出乙烷以及脫丁烷塔塔底采出C5+組分。
[0020]所述脫甲烷塔使用的吸收劑為丙烯塔塔底采出丙烷與上述權(quán)利要求2、3、4中的吸收劑組成的組合物。
[0021]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0022]本發(fā)明根據(jù)低碳烴產(chǎn)物組成的特點(diǎn)，采用順序分離流程，并使用乙烷與C4的混合物、或乙烷與C4+的混合物、或乙烷與C5+的混合物、或丙烷與上述任一混合物組成的混合物作吸收劑，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)低碳烴的分離有很好的適用性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1為本發(fā)明的第I種低碳烴的中冷溶劑洗分離方法的示意流程圖。
[0024]圖2為本發(fā)明的第2種低碳烴的中冷溶劑洗分離方法的示意流程圖。
[0025]圖3為本發(fā)明的第3種低碳烴的中冷溶劑洗分離方法的示意流程圖。
[0026]圖4為本發(fā)明的第4種低碳烴的中冷溶劑洗分離方法的示意流程圖。【具體實(shí)施方式】
[0027]圖1為使用乙烷、C4作吸收劑的烯烴分離工藝示意流程圖。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、凈化和冷卻一系列前處理步驟后，進(jìn)脫甲烷塔分出輕組分，脫甲烷塔塔頂使用乙烷、C4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去乙烯塔分離，脫乙烷塔塔底C3+進(jìn)脫丙烷塔。乙烯塔上部側(cè)線采出乙烯，塔頂馳放氣循環(huán)回壓縮機(jī)；乙烯塔塔底全部乙烷與C4混合后進(jìn)一步冷卻作脫甲烷塔吸收劑。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+組分全部送脫丁烷塔處理。丙烯塔塔頂采出丙烯產(chǎn)品，塔底采出丙烷副產(chǎn)品。脫丁烷塔塔頂采出C4組分，部分作副產(chǎn)品輸出，部分與乙烷混合后作脫甲烷塔吸收劑；脫丁烷塔塔底C5+組分作副產(chǎn)品采出。
[0028]圖2為使用乙烷、C4+作吸收劑的烯烴分離工藝示意流程圖。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、凈化和冷卻一系列前處理步驟后，進(jìn)脫甲烷塔分出輕組分，脫甲烷塔塔頂使用乙烷、C4+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去乙烯塔分離，脫乙烷塔塔底C3+進(jìn)脫丙烷塔。乙烯塔上部側(cè)線采出乙烯，塔頂馳放氣循環(huán)回壓縮機(jī)；乙烯塔塔底全部乙烷與C4+混合后進(jìn)一步冷卻作脫甲烷塔吸收劑。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+組分部分冷卻后與乙烷混合后作脫甲烷塔作吸收劑，部分送脫丁烷塔處理。丙烯塔塔頂采出丙烯產(chǎn)品，塔底采出丙烷副產(chǎn)品。脫丁烷塔塔頂采出C4組分作副產(chǎn)品輸出；脫丁烷塔塔底C5+組分作副產(chǎn)品采出。
[0029]圖3為使用乙烷、C5+作吸收劑的烯烴分離工藝示意流程圖。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、凈化和冷卻一系列前處理步驟后，進(jìn)脫甲烷塔分出輕組分，脫甲烷塔塔頂使用乙烷、C5+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去乙烯塔分離，脫乙烷塔塔底C3+進(jìn)脫丙烷塔。乙烯塔上部側(cè)線采出乙烯，塔頂馳放氣循環(huán)回壓縮機(jī)；乙烯塔塔底全部乙烷與C5+混合后進(jìn)一步冷卻作脫甲烷塔吸收劑。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+組分全部送脫丁烷塔處理。丙烯塔塔頂采出丙烯產(chǎn)品，塔底采出丙烷副產(chǎn)品。脫丁烷塔塔頂采出C4組分作副產(chǎn)品輸出；脫丁烷塔塔底C5+組分部分作副產(chǎn)品采出，部分與乙烷混合后作脫甲烷塔吸收劑。
[0030]圖4為使用乙烷、丙烷、C4作吸收劑的烯烴分離工藝示意流程圖。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、凈化和冷卻一系列前處理步驟后，進(jìn)脫甲烷塔分出輕組分，脫甲烷塔塔頂使用乙烷、丙烷、C4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去乙烯塔分離，脫乙烷塔塔底C3+進(jìn)脫丙烷塔。乙烯塔上部側(cè)線采出乙烯，塔頂馳放氣循環(huán)回壓縮機(jī)；乙烯塔塔底全部乙烷與丙烷、C4混合后進(jìn)一步冷卻作脫甲烷塔吸收劑。高壓脫丙烷塔塔頂采出C3去丙烯塔，低壓脫丙烷塔塔底送脫丁烷塔處理。丙烯塔塔頂采出丙烯產(chǎn)品，塔底采出丙烷部分作為脫甲烷塔吸收劑一部分，其余作為副產(chǎn)品輸出。脫丁烷塔塔頂采出C4組分部分作副產(chǎn)品輸出，部分作為脫甲烷塔吸收劑的一部分；脫丁烷塔塔底C5+組分作副產(chǎn)品采出。
[0031]實(shí)施例1[0032]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，在3.2MPa、_32°C的條件下進(jìn)入脫甲烷塔分離，脫甲烷塔操作壓力為2.9MPaG，脫甲烷塔采用乙烷、C4作吸收劑，混合吸收劑的操作溫度為_30°C。脫甲烷塔塔頂為CH4、H2、C0和N2等輕組分和部分損失的乙烷、C4吸收劑，脫甲烷塔塔底為C2+組分，進(jìn)脫乙烷塔。脫乙烷塔塔頂C2去乙烯塔，塔底C3+進(jìn)高壓脫丙烷塔。乙烯塔側(cè)線采出乙烯，塔底乙烷全部作為吸收劑。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+組分去脫丁烷塔。脫丁烷塔塔頂采出部分C4作為吸收劑，其余作為副產(chǎn)品，塔底C5+作副產(chǎn)品輸出。
[0033]按某100萬噸/年甲醇制烯烴規(guī)模的裝置計(jì)算，乙烷吸收劑量為1.295t/h，C4吸收劑流量為15t/h。
[0034]表1為實(shí)施例計(jì)算結(jié)果，從表中可以看出，塔頂輕組分中乙烯體積分?jǐn)?shù)為
0.29%mol，共計(jì)損失13kg/h (0.47kmol/h),乙烯收率為99.93% ;損失的C4吸收劑為83.9kg/h (1.49kmol/h),占C4吸收劑的0.56% ;乙烷吸收劑損失的量略低于進(jìn)料組分中乙烷量，其余的乙烷從乙烯產(chǎn)品中帶出。
[0035]表1以乙烷、C4作脫甲烷塔吸收劑的計(jì)算結(jié)果
【權(quán)利要求】
1.一種低碳烴的中冷溶劑洗分離方法，采用順序分離流程，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)的乙烷與C4的混合物、或乙烷與C4+的混合物、或乙烷與C5+的混合物、或丙烷與上述任一混合物組成的混合物，包括以下步驟: (1)將來自含氧化合物制低碳烴反應(yīng)器的產(chǎn)物或來自烯烴催化反應(yīng)制低碳烴的產(chǎn)物混合后經(jīng)急冷、壓縮、凈化和冷卻一系列預(yù)處理步驟后，進(jìn)脫甲烷塔進(jìn)行分離； (2)脫甲烷塔使用乙烷與C4的混合物、或乙烷與C4+的混合物、或乙烷與C5+的混合物、或丙烷與上述任一混合物組成的混合物吸收的方法，吸收劑吸收溫度為40~-40°C，以提高乙烯收率，將輕組分從塔頂分出，輕組分包括CH4、CO、H2和N2組分，分離出的輕組分回收冷量后作燃料氣或去制氫，C2+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進(jìn)入乙烯塔，脫乙烷塔塔底C3+去脫丙烷塔； (5)乙烯塔塔頂采出不凝氣，乙烯塔上部側(cè)線采出乙烯，乙烯塔塔底乙烷全部冷卻后作吸收劑進(jìn)入脫甲烷塔； (6)脫丙烷塔塔頂C3組分經(jīng)加氫處理后去丙烯塔或直接去丙烯塔，由丙烯塔塔頂或側(cè)線采出丙烯，丙烯塔塔底丙烷作副產(chǎn)品輸出或部分冷卻后作吸收劑的一部分進(jìn)入脫甲烷塔；脫丙烷塔塔底C4+組分送脫丁烷塔處理或部分冷卻后作吸收劑的一部分進(jìn)入脫甲烷塔； (7)脫丁烷塔塔頂C4組分作副產(chǎn)品輸出或部分冷卻后作吸收劑的一部分進(jìn)入脫甲烷塔； 脫丁烷塔塔底C5+組分作副產(chǎn)品輸出或部分冷卻后作吸收劑的一部分進(jìn)入脫甲烷塔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低碳烴的中冷溶劑洗分離方法，其特征在于，所述脫甲烷塔使用的吸收劑為乙烯塔塔底采出乙烷以及脫丁烷塔塔頂采出C4組分。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低碳烴的中冷溶劑洗分離方法，其特征在于，所述脫甲烷塔使用的吸收劑為乙烯塔塔底采出乙烷以及脫丙烷塔塔底采出C4+組分。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低碳烴的中冷溶劑洗分離方法，其特征在于，所述脫甲烷塔使用的吸收劑為乙烯塔塔底采出乙烷以及脫丁烷塔塔底采出C5+組分。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低碳烴的中冷溶劑洗分離方法，其特征在于，所述脫甲烷塔使用的吸收劑為丙烯塔塔底采出丙烷與上述權(quán)利要求2、3、4中的吸收劑組成的組合物。
【文檔編號(hào)】C07C9/06GK103787814SQ201410032925
【公開日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2014年1月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月23日
【發(fā)明者】江家貴, 王建平 申請(qǐng)人:東華工程科技股份有限公司