一種丙烯與丙烷分離的精餾方法及裝置製造方法

2023-05-01 08:49:16 1

一種丙烯與丙烷分離的精餾方法及裝置製造方法
【專利摘要】本發明涉及一種丙烷與丙烯分離的精餾方法，包括全塔熱泵精餾系統、精餾段熱泵精餾系統與提餾段熱泵精餾系統的多熱泵精餾系統；包括塔頂流股回流泵、精餾段流股回流泵和提餾段流股回流泵。液化烴經液化烴罐由液態烴精料泵進入丙烷丙烯分離精餾塔內，丙烯從塔頂排出，丙烷從塔底排出；塔頂丙烯濃度為99.0-99.9％，塔底丙烯濃度為1.5-3％；新型交錯規整填料為開窗導流規整填料按高度交替排列，優化了精餾塔內部氣液徑向分布，使氣相流量在填料盤間得到緩衝，並對液相流體具有集液作用，提高了丙烯、丙烷的分離效率。通過多熱泵精餾系統優化了塔內氣液流股間的能量耦合，降低能耗；與傳統方法相比，降低能耗30％，降低了工藝總投資。
【專利說明】一種丙烯與丙烷分離的精餾方法及裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種丙烯與丙烷的分離方法，主要涉及丙烷與丙烯分離的精餾方法及
裝直。
【背景技術】
[0002]烯烴的提純在石化工業中可以稱得上為蒸餾中耗能最大戶，在美國年需能約26-52X1012kJ，其中丙烷-丙烯的分離尤為突出。由於這兩種組分間相對揮發度較小，採用常規燕餾方法時，設計的塔可高達90米，塔板數可在200塊以上，回流比大於10，還要加壓、製冷等，所以耗能較多。丙烯基石化產品的快速發展極大地促進了丙烯消費量的大幅增長，我國丙烯產量遠不能滿足市場需要。丙烯是三大合成材料的基本原料，在化工生產中扮演著重要的角色。主要用於生產丙烯腈、異丙烯、丙酮和環氧丙烷等。近年來，丙烯進口量佔丙烯消費量的41%。由於能源價格上漲和新技術的不斷開發利用，人們對這個問題才越來越重視。
[0003]提高催化裂化裂解深度、提高液態烴產率及其丙烯含量、改進氣分裝置分離效果成為增產丙烯的有效途徑之一。在以重油為原料生產汽油或柴油的催化裂化過程中，產生氣體中含有大量丙烯、丙烷。在分離丙烷、丙烯混合物時，通常使用高壓精餾，可用冷卻水冷卻產生回流，塔釜可用低壓蒸汽或熱水加熱，設備簡單。但由於兩組分間的相對揮發度較小，分離能耗較大。鑑於丙烷與丙烯難以分離的特點，本發明提供了一種丙烷、丙烯分離的精餾方法，提高丙烷、丙烯的分離效率。

【發明內容】

[0004]為了解決現有技術的不足，本發明提供一種丙烷與丙烯分離的精餾方法及裝置，具體技術方案如下:
[0005]一種丙烷與丙烯分離的精餾方法，包括全塔熱泵精餾系統、精餾段熱泵精餾系統與提餾段熱泵精餾系統的多熱泵精餾系統；包括塔頂流股回流泵(5)、精餾段流股回流泵
(9)和提餾段流股回流泵(11)。
[0006]本發明的一種丙烷與丙烯分離的裝置；是全塔熱泵精餾系統包括塔頂流股壓縮機
(3)、冷凝再沸換熱器(4)、塔頂流股回流泵(5)和塔釜流股分離罐(6);精餾段熱泵精餾系統包括精餾段流股壓縮機(7)、精餾段冷凝再沸換熱器(8)和精餾段流股回流泵(9);提餾段熱泵精餾系統包括提餾段流股壓縮機(10)、提餾段流股回流泵(11)和提餾段冷凝再沸換熱器(12)。
[0007]在精餾段和提餾段設置有交錯規整填料。
[0008]交錯規整填料(2)為開窗導流規整填料，按等高度差交替排列；在一盤填料內，每相鄰2-30片填料為一組填料單元；各組填料單元平行排列，每組填料單元相差同等高度為5 % -75 %填料高度，使填料呈鋸齒狀排列。
[0009]本發明的流程如下:丙烷丙烯液化烴A進入丙烷丙烯分離精餾塔(I)，塔頂氣相流股經塔頂流股壓縮機(3)提高壓力溫度後進入到塔底冷凝再沸換熱器(4)中與塔底液相流股進行換熱，通過熱泵(5) —部分回流進入丙烷丙烯分離塔(I)塔頂，一部分作為產品丙烯B產出；經過換熱，塔底液相流股受熱部分汽化，進入塔釜流股分離罐(6)中，罐中氣相流體重新進入丙烷丙烯分離精餾塔(I)底部，液相作為產品丙烷C採出；精餾段頂部氣體經精餾段流股壓縮機(7)後進入精餾段冷凝再沸換熱器(8)中進行換熱，由精餾段流股回流泵
[9]流回塔內；換熱後流股再次循環進入丙烷丙烯分離精餾塔(I)中；精餾段底部氣體經提餾段流股壓縮機(10)後進入提餾段冷凝再沸換熱器(12)中進行換熱，由提餾餾段流股回流泵(11)流回塔內。換熱後流股再次循環進入丙烷丙烯分離精餾塔(I)中。
[0010]所述含有多熱泵系統的丙烷丙烯精餾塔(I)操作壓力為1.6-2.2Mpa，操作溫度為30-50。。。
[0011]本發明方法所使用的新型交錯規整填料(2)由於其交錯排列方式，使氣相流體離開填料盤時氣體通道變大，氣速降低，具有過渡作用，降低壓降，提高通量。新型交錯規整填料(2)的鋸齒狀排列方式同時增強了填料的集液能力。本發明所使用開窗導流填料以鋸齒狀排列優化了氣液兩相在塔內的徑向分布，提高填料的分離效率30%。
[0012]液 化烴經液化烴罐由液態烴精料泵進入丙烷丙烯分離精餾塔內，丙烯從塔頂排出，丙烷從塔底排出；塔頂丙烯濃度為99.0-99.9% (mol)，塔底丙烯濃度為1.5-3% (mol)；新型交錯規整填料為開窗導流規整填料按高度交替排列，在一盤填料內，每兩片填料為一組填料單元；填料單元平行排列，每組填料單元相差同等高度(5% -75%填料高度)，使其呈鋸齒狀排列。使用新型交錯規整填料4作為填料，優化了精餾塔內部氣液徑向分布，使氣相流量在填料盤間得到緩衝，並對液相流體具有集液作用，提高了丙烯、丙烷的分離效率。通過多熱泵精餾系統優化了塔內氣液流股間的能量耦合，降低能耗。本發明方法與傳統方法相比，降低能耗30%，降低了工藝總投資。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1:本發明的工藝流程圖；
[0014]圖2:交錯規整填料示意圖；
[0015]圖3:交錯規整填料立體圖；
[0016]其中:1_丙烷丙烯分離精餾塔；2_新型交錯規整填料；3_塔頂流股壓縮機；4_冷凝再沸換熱器；5_塔頂流股回流泵；6_塔釜流股分離罐；7_精餾段流股壓縮機；8_精餾段冷凝再沸換熱器；9_精餾段流股回流泵；10_提餾段流股壓縮機；11_提餾段流股回流泵；12-提餾段冷凝再沸換熱器。
[0017]A-丙烷丙烯液化烴；B-丙烯；c-丙烷，D-填料單元間相差高度。
[0018]具體實施實例
[0019]下面結合附圖進行說明:
[0020]全塔熱泵精餾系統包括塔頂流股壓縮機(3)、冷凝再沸換熱器(4)、塔頂流股回流泵(5)和塔釜流股分離罐(6);精餾段熱泵精餾系統包括精餾段流股壓縮機(7)、精餾段冷凝再沸換熱器(8)和精餾段流股回流泵(9);提餾段熱泵精餾系統包括提餾段流股壓縮機
(10)、提餾段流股回流泵(11)和提餾段冷凝再沸換熱器(12)。
[0021]本發明以丙烷丙烯分離精餾塔(I)作為分離裝置，對丙烷、丙烯兩種沸點相近的液化烴進行精餾分離。丙烷丙烯分離精餾塔(I)使用新型交錯規整填料(2)，優化了精餾塔內部氣液徑向分布，使氣相流量在填料盤間得到緩衝，並對液相流體具有集液作用，提高了丙烯、丙烷的分離效率。
[0022]實例1:
[0023]液化烴A進入丙烷丙烯分離精餾塔(I)，塔頂氣相流股經塔頂流股壓縮機(3)提高壓力溫度後進入到塔底冷凝再沸換熱器(4)中與塔底液相流股進行換熱，通過泵(5) —部分回流進入丙烷丙烯分離塔(I)塔頂，一部分作為產品丙烯B產出。經過換熱，塔底液相流股受熱部分汽化，進入塔釜流股分離罐(6)中，罐中氣相流體重新進入丙烷丙烯分離精餾塔(I)底部，液相作為產品丙烷C採出。丙烷丙烯分離精餾塔(I)的精餾段與提餾段同時設有兩套熱泵精餾系統。精餾段頂部氣體經精餾段流股壓縮機(7)後進入精餾段冷凝再沸換熱器(8)中進行換熱。換熱後流股再次循環進入丙烷丙烯分離精餾塔(I)中。精餾段底部氣體經提餾段流股壓縮機(10)後進入提餾段冷凝再沸換熱器(12)中進行換熱。換熱後流股再次循環進入丙烷丙烯分離精餾塔(I)中。
[0024]原料液化烴中含丙烯為60% (mol)，丙烷丙烯分離精餾塔塔高60m，操作壓力1.7Mpa，操作溫度為30°C。所使用新型交錯規整填料(4)，每相鄰2片填料為一組填料單元，每組填料單元相差同等高度，相差高度為填料單元高度的5%。塔頂丙烯濃度為99.3%(mol)，塔底丙烯濃度為1.7% (mol)。能耗降低35%。
[0025]實例2:
[0026]原料液化烴中含丙烯為65% (mol)，丙烷丙烯分離精餾塔塔高50m，操作壓力
1.8Mpa，操作溫度為40°C。所使用新型交錯規整填料(4)，每相鄰10片填料為一組填料單元，每組填料單元相差同等高度，相差高度為填料單元高度的50%。塔頂丙烯濃度為99.7% (mol)，塔底丙烯濃度為2.6% (mol)。能耗降低30%。
[0027]實例3:
[0028]原料液化烴中含丙烯為70% (mol)，丙烷丙烯分離精餾塔塔高100m，操作壓力
2.2Mpa，操作溫度為50°C。所使用新型交錯規整填料(4)，每相鄰30片填料為一組填料單元，每組填料單元相差同等高度，相差高度為填料單元高度的75%。塔頂丙烯濃度為99.8% (mol)，塔底丙烯濃度為1.6% (mol)。能耗降低30%。
【權利要求】
1.一種丙烷與丙烯分離的精餾方法，其特徵包括全塔熱泵精餾系統、精餾段熱泵精餾系統與提餾段熱泵精餾系統的多熱泵精餾系統；包括塔頂流股回流泵(5)、精餾段流股回流泵(9)和提餾段流股回流泵(11)。
2.一種丙烷與丙烯分離的裝置；其特徵是全塔熱泵精餾系統包括塔頂流股壓縮機(3)、冷凝再沸換熱器(4)、塔頂流股回流泵(5)和塔釜流股分離罐(6);精餾段熱泵精餾系統包括精餾段流股壓縮機(7)、精餾段冷凝再沸換熱器(8)和精餾段流股回流泵(9);提餾段熱泵精餾系統包括提餾段流股壓縮機(10)、提餾段流股回流泵(11)和提餾段冷凝再沸換熱器(12)。
3.如權利要求2所述的裝置，其特徵是在精餾段和提餾段設置有交錯規整填料。
4.如權利要求3所述的裝置，其特徵是交錯規整填料(2)為開窗導流規整填料，按等高度差交替排列；在一盤填料內，每相鄰2-30片填料為一組填料單元；各組填料單元平行排列，每組填料單元相差同等高度為5% -75%填料高度，使填料呈鋸齒狀排列。
5.權利要求1的丙烯丙烷分離的精餾方法:其特徵是丙烷丙烯液化烴A進入丙烷丙烯分離精餾塔(1)，塔頂氣相流股經塔頂流股壓縮機(3)提高壓力溫度後進入到塔底冷凝再沸換熱器(4)中與塔底液相流股進行換熱，通過熱泵(5) —部分回流進入丙烷丙烯分離塔(1)塔頂，一部分作為產品丙烯B產出；經過換熱，塔底液相流股受熱部分汽化，進入塔釜流股分離罐(6)中，罐中氣相流體重新進入丙烷丙烯分離精餾塔(1)底部，液相作為產品丙烷C採出；精餾段頂部氣體經精餾段流股壓縮機(7)後進入精餾段冷凝再沸換熱器(8)中進行換熱，由精餾段流股回流泵(9)流回塔內；換熱後流股再次循環進入丙烷丙烯分離精餾塔(1)中；精餾段底部氣體經提餾段流股壓縮機(10)後進入提餾段冷凝再沸換熱器(12)中進行換熱，由提餾餾段流股回流泵(11)流回塔內。換熱後流股再次循環進入丙烷丙烯分離精餾塔(1)中。
6.如權利要求5所述的方法，其特徵是所述的的丙烷丙烯精餾塔(1)操作壓力為.1.6-2.2Mpa，操作溫度為 30_50°C。
【文檔編號】B01D3/14GK103980081SQ201410195131
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年5月9日 優先權日:2014年5月9日
【發明者】劉春江, 高飛, 丁暉殿, 宋寧, 袁希鋼 申請人:天津大學