甲醇制丙烯物流中二甲醚的脫除方法
2023-05-26 13:30:26 2
專利名稱：甲醇制丙烯物流中二甲醚的脫除方法
技術領域：
本發明涉及一種甲醇制丙烯物流中二甲醚脫除方法。
背景技術：
丙烯是一種需求量特別大的基本有機化工原料，主要來自於石油加工過程。隨著石油資源的日益匾乏，發展由煤或天然氣等非石油資源生產丙烯的技術越來越引起國內外的重視。由甲醇為原料製取丙烯是最有希望取代石油路線的新型工藝，也是實現煤化工或天然氣化工向石油化工延伸發展的有效途徑。煤或天然氣制合成氣，再由合成氣製取甲醇和二甲醚是成熟的工藝技術。因此，從甲醇製備丙烯是煤制烯烴路線的關鍵技術。甲醇制烯烴成套技術由反應技術和分離技術組成。反應技術以催化劑的研製和反應器開發設計為核心，以甲醇為原料生產烯烴混合物；分離技術則是以反應產物為原料，經雜質脫除、壓縮、分離等過程生產聚合級乙烯和丙烯產品，其核心是雜質脫除和分離流程的開發和設計。專利US4，474，647公開了二甲醚能夠影響某些烯烴的低聚。該專利描述了利用蒸餾從(；和/或C5烯烴物流中除去二甲醚的方法。物流被蒸餾分離成塔頂和塔底物流。該塔頂氣相物流經冷卻後，再氣液分離，即可分離出含有二甲醚、水的物流；塔底物流含有提純的C4和/或C5烯烴。但該方法沒有就比較難分離的C3和二甲醚的分離進行試驗和分析。CN 101333144A公開了一種從烯烴物流中脫除二甲醚的方法，該方法首先從C2/C3分割h2、甲燒、乙烯、乙燒、丙烯、丙燒、C4+和二甲醚物流,再分別從CVC2和c3/c4分割,分尚出的C2和C3經加氫反應器後再進行精餾操作。該方法流程較為複雜，可脫除烯烴物流中的二甲醚，但所得丙烯產品中丙烯純度為96 %，丙烯損失較多。US 2004/0215043A1公開了通過使用甲醇洗滌，從含有乙烯和丙烯的物流中萃取二甲醚的方法。在甲醇洗滌過程中 大量乙烯和丙烯也被洗滌到甲醇溶液中，同時部分甲醇進入到烯烴物流。因此，需要從甲醇溶液回收乙烯和丙烯，並進一步處理烯烴物流，脫除其中夾帶的甲醇。目前各種已公開的採用甲醇溶液洗滌的工藝均較為複雜且會造成烯烴損失。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是現有技術中甲醇制丙烯物流中微量二甲醚難以脫除、丙烯損失大的問題，提供一種甲醇制丙烯物流中二甲醚脫除方法，該方法具有二甲醚脫除率高、丙烯損失少的優點。為解決上述技術問題，本發明的技術解決方案如下:一種甲醇制丙烯物流中二甲醚的脫除方法，包括以下幾個步驟:a)甲醇制丙烯反應後，得到含有H2、甲烷、甲醇、乙烯、乙烷、丙烯、丙烷、碳四及以上烴類和二甲醚的物流I ;b)物流I進入蒸餾塔A，在塔頂分離出含有H2、甲烷、甲醇、乙烯、乙烷、丙烯、丙烷和二甲醚的物流II，在塔釜分離出含有碳四及以上烴類的物流III ;在蒸餾塔A上部側線採出含有二甲醚和輕烴的物流IV ；C)物流IV經過泵B加壓後送入含有吸附物質的容器C進行提純，在容器C中二甲醚被選擇吸附在吸附物質上，提純後的含有輕烴的物流VI由流出容器C返還至蒸餾塔A ；d)物流II在經壓縮機P加壓後進入蒸餾塔D中分離成VIII和IX，其中物流VIII中含有H2、甲烷、甲醇、乙烯和乙燒，物流IX中含有丙烯、丙烷和二甲醚；e)物流IX進入蒸餾塔G中，分離成X和i，其中物流X中含有丙烯，物流i中含有丙烷和二甲醚。上述技術方案中，以重量百分比計，優選的技術方案為物流II中含有物流I中至少70%的乙烷、乙烯、丙烷和丙烯，更優選的技術方案為含有物流I中至少85%的乙烷、乙烯、丙烷和丙烯，更為優選的技術方案為含有物流I中含有的至少90%的乙烷、乙烯、丙烷和丙烯；優選的技術方案物流III中含有物流I中含有至少75%的甲醇和C4+,更優選的技術方案為含有物流I中含有的至少90%的甲醇和C4+,更為優選方案為含有物流I中含有的至少95%的甲醇和C4+。所述物流I是通過含氧化合物與分子篩催化劑接觸而獲得，其中二甲醚的含量優選範圍為50 IOOOwppm,更優選範圍為100 900wppm。用於選擇吸收二甲醚的吸附劑是沸石分子篩，優選的技術方案為X型或者Y型。吸附劑對二甲醚吸附容量優選範圍至少為0.5wt%，更優選範圍為5.0wt%。優選的技術方案側線採出液相物流IV的塔板為第2 N塊中的一塊(N為精餾塔塔板數)，更優選的技術方案為2 N/3塊；接收返還物流VI的塔板位於採出物流塔板的下方。側線採出液相物流IV的質量流量優選範圍為採出塔板液相質量流量的0.1 20%，更優選範圍為0.1 10%。蒸餾塔A的操作條件為:塔頂壓力優選範圍為0.7 2.0MPag，更選優選範圍為
0.9 1.2MPag，塔頂溫度優選範圍為-5 20°C，更優選範圍O 15°C，塔釜溫度優選範圍為70 100°C，更優選範圍為80 95°C ;蒸餾塔D的操作條件:塔頂壓力優選範圍為
1.5 3.0MPag，更優選範圍為1.9 2.5MPag，塔頂溫度優選範圍為-15 _50°C，更優選範圍為-25 -45°C，塔釜溫度優選範圍為40 75°C，更優選範圍為45 65°C ;蒸餾塔G的操作條件:塔頂壓力優選範圍為0.5 1.5MPag，更優選範圍為0.6 1.0MPag,塔頂溫度優選範圍為5 30°C，更優選範圍為10 26°C，塔釜溫度優選範圍為15 40°C，更優選範圍為20 36°C。所述方案中壓縮機P的出口壓力優選範圍為1.9 3.0MPag，更優選範圍為 2.2 2.6MPag。本方案中提供的烯烴物流中含有H2、甲烷、甲醇、乙烯、乙烷、丙烯、丙烷、C4+和二甲醚的烯烴物流，通常該烯烴物流可以來自任何普通來源。對於含有二甲醚的烯烴物流，若不進行有效脫除，則會影響最終後續聚合工藝催化劑的性能和聚合的效果。本方案對物流I進行c3/c4之間切割，使得物流II含有物流I中C3以下組分接近100%。蒸餾塔A的分離操作，丙烯幾乎沒有損失。對物流VII進行C2/C3之間切割，使得物流IX中含有物流VII中接近100%的丙烯，丙烯幾乎沒有損失。本方案中，吸附劑對烯烴組分可以看作是惰性的，不吸附丙烯。對物流IX進行精餾操作，分離丙烯和丙烷，使得物流X中含有物流IX中接近100%的丙烯，物流VI中丙烯純度大於99%，二甲醚含量小於lwppm，本方案所提供的二甲醚脫除工藝，丙烯總的損失為0.4%左右。
圖1為本發明方案精餾分離的工藝流程示意圖。圖1中01為烯烴物流I，02為蒸餾塔A，03為蒸餾塔A塔頂採出物流II，04為蒸餾塔A塔釜採出物流III，05為側線採出物流IV，06為泵B，07為泵B出口物流V，08為吸附劑容器C，09為返還物流VI，10為壓縮機P，11為壓縮機P出口物流VII，12為蒸餾塔D，13蒸餾塔D塔頂採出物流VIII，14為蒸餾塔D塔釜採出物流IX，15為蒸餾塔G，16為蒸餾塔G塔頂採出物流X，17為蒸餾塔G塔釜採出物流i。圖1中，烯烴物流01進入精餾塔A，經蒸餾分離後，含有C4以上重餾分04由塔釜流出，側線採出流股05經由泵B加壓後進入裝有吸附劑的容器C，再由返還物流09返還至蒸餾塔A，含有二甲醚的C3以下輕餾分03由塔頂離開，經壓縮機P加壓後，進入蒸餾塔D，經蒸餾分離後，C2以下輕組分13經由塔頂離開，含有丙烯、丙烷及二甲醚的重組分14進入蒸餾塔G，經蒸餾分離後，丙烯流股經由蒸餾塔G塔頂採出物流16送出體系，丙烷和二甲醚流股17由塔釜流出。下面通過具體實施例對本發明作進一步的闡述。
具體實施例方式實施例1甲醇制丙烯反應後，得到含有H2、甲烷、甲醇、乙烯、乙烷、丙烯、丙烷、C4+和二甲醚的物流I ;物流I進入蒸餾塔A，在蒸餾塔A中分離成含有H2、甲烷、甲醇、乙烯、乙烷、丙烯、丙烷和二甲醚的物流II，以及含有C4+的物流III ;蒸餾塔A中側線採出含有二甲醚和輕烴的物流IV，物流IV經過泵B加壓後送入含有吸附物質的容器C進行提純，在容器C中二甲醚被選擇吸附在吸附物質上，提純後的含有輕烴的物流VI由流出容器C返還至蒸餾塔A ;物流II在經壓縮機P加 壓後進入蒸餾塔D中分離成VIII和IX，其中物流VIII中含有H2、甲烷、甲醇、乙烯和乙燒，物流IX中含有丙烯、丙烷和二甲醚；物流IX進入蒸餾塔G中，分離成X和i，其中物流X中含有丙烯，物流i中含有丙烷和二甲醚。採用本發明工藝流程，處理烯烴物流的壓力為1.14MPag，溫度為20°C，流量1076kg/hr。吸附劑對二甲醚吸附容量為1.0wt %，側線採出塔板為蒸餾塔A的第9塊塔板，返還至11塊塔板。蒸餾塔A、D和G的操作條件及物流I的組成如表I所示，泵P出口壓力
2.35MPag所得丙烯產品(即流股X) 二甲醚含量小於lwppm，丙烯純度為99.7%，達到聚合要求，丙烯損失為0.5wt%。表I
權利要求
1.一種甲醇制丙烯物流中二甲醚的脫除方法，包括以下幾個步驟: a)甲醇制丙烯反應後，得到含有H2、甲烷、甲醇、乙烯、乙烷、丙烯、丙烷、碳四及以上烴類和二甲醚的物流I ; b)物流I進入蒸餾塔A，在塔頂分離出含有H2、甲烷、甲醇、乙烯、乙烷、丙烯、丙烷和二甲醚的物流II，在塔釜分離出含有碳四及以上烴類的物流III ;在蒸餾塔A上部側線採出含有二甲醚和輕烴的物流IV ； c)物流IV經過泵B加壓後送入含有吸附物質的容器C進行提純，在容器C中二甲醚被選擇吸附在吸附物質上，提純後的含有輕烴的物流VI由流出容器C返還至蒸餾塔A ； d)物流II在經壓縮機P加壓後進入蒸餾塔D中分離成VIII和IX，其中物流VIII中含有H2、甲烷、甲醇、乙烯和乙燒，物流IX中含有丙烯、丙烷和二甲醚； e)物流IX進入蒸餾塔G中，分離成X和i，其中物流X中含有丙烯，物流i中含有丙烷和二甲醚。
2.根據權利要求1所述的甲醇制丙烯物流中二甲醚脫除方法，其特徵在於以重量百分比計，物流II中含有物流I中含有的至少70%的乙烷、乙烯、丙烷和丙烯，物流III中含有物流I中含有的至少75%的甲醇和C4+。
3.根據權利要求3所述的甲醇制丙烯物流中二甲醚脫除方法，其特徵在於以重量百分比計，物流II中含有物流I中含有的至少90%的乙烷、乙烯、丙烷和丙烯，物流III中含有物流I中含有的至少95%的甲醇和C4+。
4.根據權利要求1所述的甲醇制丙烯物流中二甲醚脫除方法，其特徵在於容器B中裝有有八面沸石晶體結構的結晶沸石分子篩吸附物質。
5.根據權利要求1所述的甲醇制丙烯物流中二甲醚脫除工藝，其特徵為所述物流I是通過甲醇與分子篩催化劑接觸而獲得，其二甲醚的含量為50 lOOOwppm。
6.根據權利要求1所述的甲醇制丙烯物流中二甲醚脫除方法，其特徵在於吸附劑選自X或者Y型分子篩中的至少一種，吸附劑對二甲醚吸附容量為0.5 IOwt%。
7.根據權利要求1所述的甲醇制丙烯物流中二甲醚脫除方法，其特徵在於側線採出液相物流IV的塔板為第2 N塊中的一塊，接收返還物流VI的塔板位於採出物流塔板的下方，其中N為精餾塔塔板數。
8.根據權利要求1和8所述的甲醇制丙烯物流中二甲醚脫除方法，其特徵在於液相物流IV的質量流量為採出塔板液相質量流量的0.1 20%。
9.根據權利要求1所述的甲醇制丙烯物流中二甲醚脫除方法，其特徵在於蒸餾塔A的操作條件為:塔頂壓力為0.7 2.0MPag，塔頂溫度為-5 20°C，塔釜溫度為70 100°C ；蒸餾塔D的操作條件:塔頂壓力為1.5 3.0MPag，塔頂溫度為-15 _50°C，塔釜溫度為40 75°C ;蒸餾塔G的操作條件:塔頂壓力為0.5 1.5MPag，塔頂溫度為5 30°C，塔釜溫度為15 40°C。
10.根據權利要求1所述的甲醇制丙烯物流中二甲醚脫除工藝，其特徵為泵P的出口壓力為 1.9 3.0MPago
全文摘要
本發明涉及一種甲醇制丙烯物流中二甲醚的脫除方法，主要解決現有技術中微量二甲醚難以脫除、丙烯損失大的問題，本發明採用一種甲醇制丙烯物流中二甲醚的脫除方法，包括以下幾個步驟反應物I流在蒸餾塔A中分離成物流II和物流III；蒸餾塔A中側線採出物流IV經過泵B加壓後，送入含有吸附物質的容器B，二甲醚被選擇吸附在吸附物質上，提純過的物流VI返還至蒸餾塔A；物流II在經壓縮機P加壓後進入蒸餾塔D中分離成VIII和IX；物流IX在蒸餾塔G中分離成含有丙烯的X和含有丙烷和二甲醚物流i的技術方案，較好的解決了該問題，可用於甲醇制丙烯的工業生產中。
文檔編號C07C7/11GK103232311SQ20111030034
公開日2013年8月7日 申請日期2011年9月29日 優先權日2011年9月29日
發明者胡帥, 胡春, 邵百祥, 楊衛勝 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司上海石油化工研究院