烯烴分離系統的製作方法

2023-12-01 05:02:01 2

專利名稱：烯烴分離系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及甲醇制乙烯、丙烯等低碳烯烴工藝技術領域，具體而言，涉及一種烯烴分尚系統。
技術背景傳統的乙烯、丙烯的製取路線是通過石腦油裂解生產，其缺點是過分依賴石油。由甲醇制乙烯、丙烯等低碳烯烴(Methanol-to-01efin,簡稱ΜΤ0)是最有希望替代石腦油為原料制烯烴的工藝路線，目前工藝技術開發已趨於成熟。甲醇制烯烴技術的工業化，開闢了由煤炭或天然氣經氣化生產基礎有機化工原料的新工藝路線，有利於改變傳統煤化工的產品格局，是實現煤化工向石油化工延伸發展的有效途徑。由於本工藝無需對甲烷、氫進行分離，所以取消了傳統石油制乙烯的乙烯製冷壓縮機，脫甲烷塔操作溫度相對較高，這樣，脫甲烷塔受操作溫度的限制，目的產物乙烯、丙烯的損失會增加。

實用新型內容本實用新型旨在提供一種有效降低乙烯和丙烯損失的烯烴分離系統。為了實現上述目的，根據本實用新型的一個方面，提供了一種烯烴分離系統，包括預處理裝置，將甲醇製得的產品氣通過預處理裝置進行壓縮；脫甲烷塔，與預處理裝置連接，用於在塔底分離出含有C2和C3組分的烴類物質；脫乙烷塔，脫乙烷塔的中部與脫甲烷塔的塔底相連，脫乙烷塔用於將含有C2和C3組分的烴類物質分餾成含有C2的物質和含有C3的物質，並將含有C2的物質從脫乙烷塔的塔頂流出，含有C3物質的從脫乙烷塔的塔底流出；丙烯塔，與脫乙烷塔的塔底相連，丙烯塔用於在塔底流出由含有C3的物質分離出的丙烷，其中，丙烷作為丙烷洗物料經冷卻後回流至脫甲烷塔的塔頂並在脫甲烷塔和丙烯塔之間循環，用於降低脫甲烷塔塔頂的溫度。進一步地，在脫甲烷塔的塔頂和丙烯塔的塔底之間設有用於丙烷冷卻的冷卻裝置。進一步地，冷卻裝置包括依次設置的第一冷卻器、冷箱和第二冷卻器。進一步地，在丙烯塔和冷卻裝置之間設有循環泵。進一步地，本實用新型的烯烴分離系統還包括脫甲烷塔回流罐，脫甲烷回流罐的中部和底部均與脫甲烷塔的塔頂相連接。進一步地，預處理裝置包括第一壓縮機和與第一壓縮機連接的第二壓縮機，第一和第二壓縮機用於產品氣的第一次壓縮和第二次壓縮，用於脫除部分的水及冷凝物；洗滌塔，與第二壓縮機連接，用於脫除含氧化物和酸性氣體；第三壓縮機，與洗滌塔連接；乾燥器，與第三壓縮機連接，用於脫除水分；高壓脫丙烷塔，與乾燥器連接；低壓脫丙烷塔，低壓脫丙烷塔的中部與高壓脫丙烷塔的底部連接，低壓脫丙烷塔的塔頂與高壓脫丙烷塔的塔頂連接；第四壓縮機，與高壓脫丙烷塔的塔頂連接。[0011]應用本實用新型的技術方案，從丙烯塔的塔底分離出丙烷，該丙烷作為丙烷洗物料經冷卻後回流至脫甲烷塔的塔頂並在脫甲烷塔和丙烯塔之間循環，用於降低脫甲烷塔塔頂的溫度，進而有效地降低了乙烯和丙烯損失。

構成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，本實用新型的示意性實施例及其說明用於解釋本實用新型，並不構成對本實用新型的不當限定。在附圖中圖I示出了根據本實用新型的烯烴分離系統的實施例的連接示意圖。
具體實施方式需要說明的是，在不衝突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特徵可以相互組合。下面將參考附圖並結合實施例來詳細說明本實用新型。如圖I所示，本實施例的烯烴分離系統包括預處理裝置、脫甲烷塔I、脫乙烷塔2和丙烯塔。其中，預處理裝置用於將甲醇製得的產品氣通過預處理裝置進行壓縮；脫甲烷塔I與預處理裝置連接，用於在塔底分離出含有C2和C3組分的烴類物質；脫乙烷塔2的中部與脫甲烷塔I的塔底相連，脫乙烷塔2用於將含有C2和C3組分的烴類物質分餾成含有C2的物質和含有C3的物質，並將含有C2的物質從脫乙烷塔2的塔頂流出，含有C3物質的從脫乙烷塔2的塔底流出；丙烯塔與脫乙烷塔2的塔底相連，丙烯塔用於在塔底流出丙烷。上述的丙烷作為丙烷洗物料經冷卻後回流至脫甲烷塔I的塔頂並在脫甲烷塔I和丙烯塔之間循環，用於降低脫甲烷塔I塔頂的溫度。進而有效地降低了乙烯和丙烯損失。優選地,在產品氣進入脫甲燒塔I的之前，還包括冷卻啟動步驟，冷卻啟動步驟包括向丙烯塔內引入丙烯；從丙烯塔的塔底流出丙烯作為丙烷洗物料經冷卻後回流至脫甲烷塔I的塔頂並在脫甲烷塔I和丙烯塔之間循環，用於降低脫甲烷塔I塔頂的溫度。優選地，在脫甲烷塔I的塔頂和丙烯塔的塔底之間設有用於丙烷冷卻的冷卻裝置。該冷卻裝置包括依次設置的第一冷卻器51、冷箱52和第二冷卻器53。在丙烯塔和冷卻裝置之間設有循環泵54。本實施例的烯烴分離系統還包括脫甲烷塔回流罐11，脫甲烷回流罐11的中部和底部均與脫甲烷塔I的塔頂相連接。脫甲烷塔回流罐11的中部和脫甲烷塔I的塔頂之間設置有脫甲烷塔冷卻器12，脫甲烷塔回流罐11的底部和脫甲烷塔I的塔頂之間設置有脫甲烷塔回流泵13。預處理裝置包括第一壓縮機41、第二壓縮機42、洗滌塔43、第三壓縮機44、乾燥器45、高壓脫丙烷塔46、低壓脫丙烷塔47和第四壓縮機48。其中，第一壓縮機41和第二壓縮機42相連接，第一和第二壓縮機用於產品氣的第一次壓縮和第二次壓縮，用於脫除部分的水及冷凝物；洗滌塔43，與第二壓縮機42連接，包括水洗塔43a和鹼洗塔43b，水洗塔43a用於脫除含氧化物，鹼洗塔43b用於脫除酸性氣體；第三壓縮機44與洗滌塔43連接；乾燥器45與第三壓縮機44連接，用於乾燥；高壓脫丙烷塔46與乾燥器45連接；低壓脫丙烷塔47的中部與高壓脫丙烷塔46的底部連接，低壓脫丙烷塔47的塔頂與高壓脫丙烷塔46的塔頂連接；第四壓縮機48與高壓脫丙烷塔46的塔頂連接。[0020]使用本實施例的烯烴分離系統進行烯烴分離工藝，具體包括以下步驟第一步驟由甲醇製得的產品氣經過壓縮後進入脫甲烷塔I。優選地，產品氣的壓縮為四段壓縮，產品氣壓縮系統由帶有中間冷卻、液體分離、透平驅動和其它輔助系統的四段壓縮組成，將產品氣從O. OSMPa(G)升壓到3. 15MPa(G)。壓縮機是利用中壓蒸汽透平驅動，作功後的蒸汽進入表面冷凝器進行冷卻。壓縮機和透平共用一個潤滑油系統。壓縮機軸密封採用迷宮式幹氣密封。幹氣密封系統在任何時候都要保證密封氣和緩衝氣的連續供給，避免壓縮機出現軸損壞。四段壓縮具體包括以下步驟依次進行第一次壓縮和第二次壓縮，這兩次壓縮用於脫除部分的水及冷凝物(較 重的烴類)。只有氣體才能通過壓縮提高壓力。進行洗滌，用於脫除含氧化物和酸性氣體，進入水洗滌塔脫除含氧化物(甲醇、二甲醚、乙醇、丙醛和丙酮)。脫除含氧化物後，產品氣進入鹼洗塔脫除酸性氣體(C02、H2S)和鹼反應生成碳酸鈉或碳酸氫鈉，被脫除掉。鹼洗塔能夠脫除產品氣中絕大部分酸性氣體(出口產品氣中酸性氣體含量要小於lppm)。進行第三次壓縮，經第三次壓縮後的產品氣需要冷卻到更低的溫度，在進入乾燥器前，儘量脫除水分。乾燥。依次進入高壓脫丙烷塔和低壓脫丙烷塔，並從高壓脫丙烷塔的塔頂流出。高壓脫丙烷塔的塔頂氣相經頂部的除沫網脫除液滴後流出。設立兩個脫丙烷塔目的是為了減少結焦延長運行周期。高壓脫丙烷塔和低壓脫丙烷塔的設計相對於單塔操作會有效改善系統結垢的問題。高壓脫丙烷塔塔釜允許含有部分C3組分(大約46mol%)，這樣可以降低塔釜的溫度。塔底再沸器採用一投一備，保證再沸器定期清理。低壓脫丙烷塔所有的塔盤都是單溢流方式的。進行第四次壓縮。第二步驟從脫甲烷塔I的塔底分離出的含有C2和C3組分的烴類物質進入脫乙烷塔2的中部。脫甲烷塔I塔底含有C2和C3組分的烴類產品被分成兩股採出，脫甲烷塔I塔頂物流經過尾氣換熱器加熱後進入外界的燃料氣系統。脫甲烷塔I塔釜甲烷的含量是通過調節塔下部液體再分布器與塔釜之間填料層的溫度來控制的。尾氣換熱器設有3個溫度調節器，以控制尾氣換熱器內部的溫度。第三步驟脫乙烷塔2將含有C2和C3組分的烴類物質分餾成含有C2的物質和含有C3的物質，含有C2的物質從脫乙燒塔2的塔頂流出，含有C3的物質從脫乙燒塔2的塔底流出。優選地，在含有C2的物質從脫乙烷塔2的塔頂流出後，還包括以下步驟乙烯精餾塔6將含有C2的物質中乙烯和乙烷進行分離。乙烯產品從第7層塔板積液槽側線抽出，乙烷產品由塔底採出。第四步驟從脫乙烷塔2的塔底流出的含有C3的物質進入丙烯塔，從丙烯塔的塔底分離出丙烷。丙烯塔將脫乙烷塔塔釜C3物料分離成聚合級丙烯產品、液相丙烷循環物料和丙烷洗物料(丙烷)。優選地，丙烯塔包括兩個，分別是丙烯塔31和32，這樣設計的優點是有效降低單塔的強度和製作、安裝費用。第五步驟將丙烷作為丙烷洗物料經冷卻後回流至脫甲烷塔I的塔頂並在脫甲烷塔I和丙烯塔之間循環，用於降低脫甲烷塔I塔頂的溫度。優選地,在產品氣進入脫甲燒塔I的步驟之前，還包括冷卻啟動步驟，冷卻啟動步驟包括從丙烯塔頂部經過乾燥器31a向丙烯塔內引入丙烯；從丙烯塔的塔底流出丙烯作為丙烷洗物料經冷卻後回流至脫甲烷塔I的塔頂並在脫甲烷塔I和丙烯塔之間循環，用於降低脫甲烷塔I塔頂的溫度。具體地說，在開工過程中隨著進料量的不斷增加，反應氣壓縮機運行逐漸達到正常操作參數後，系統接收物料開始循環操作。脫甲烷塔I開始降溫操作，此時脫甲烷塔I塔頂的烯烴損失會很大，遠遠超出在線分析儀表的量程。丙烯塔開工前引丙烯運轉，因開工初期沒有丙烷，所以我們採取用丙烯代替丙烷的方法來作為丙烷洗物料在脫甲烷塔I和丙烯 塔之間循環，來降低脫甲烷塔I的塔頂溫度，隨著丙烯塔進料增加，丙烯塔塔釜的丙烷開始積累，丙烷洗物料中丙烷含量逐漸增加，丙烯含量逐漸下降，最終丙烷洗物料中丙烷含量達到平衡狀態(此時僅含有非常少量的丙烯)。優選地，烯烴分離工藝還包括以下步驟根據乙烯和丙烯的損失量與丙烷洗物料的循環耗能量之間的關係調整回流至脫甲烷塔I的丙烷洗物料的流量。烯烴分離工藝明確在開工過程中根據脫甲烷塔I和丙烯塔的工況與丙烷洗流量之間的對應關係，隨著丙烷的積累量增加進入脫甲烷塔I的丙烷洗中丙烷濃度也相應增力口。當丙烯塔逐漸接近設計指標後，參照脫甲烷塔I的工藝參數和塔釜C2H4在線分析儀表的顯示數據，兼顧能耗和(2/(3烯烴收率之間相互關係，逐步調整脫甲烷塔I的丙烷洗流量達到設計值，達到能耗最低、烯烴收率最高、運轉狀態最佳的目的。優選地，脫甲烷塔I的塔頂流出物質經冷卻後進入脫甲烷回流罐，脫甲烷回流罐的罐底的冷凝物回流至脫甲烷塔I的塔頂。上述方法中提供了塔板上的冷回流，取走塔內多餘的熱量，維持塔內的熱量平衡；提供塔板上的冷流體，氣液兩相在塔板上逆向接觸，上行的氣體中重組分冷凝，下行的液體中的輕組分吸熱汽化，反覆的冷凝汽化作用進一步增加產品分離的精度。回流對產品質量的影響回流增加，塔頂溫度降低，產品變輕，反之；回流減少，塔頂溫度上升，塔頂產品變重。以上所述僅為本實用新型的優選實施例而已，並不用於限制本實用新型，對於本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
權利要求1.一種烯烴分離系統，其特徵在於，包括 預處理裝置，將甲醇製得的產品氣通過預處理裝置進行壓縮； 脫甲烷塔，與所述預處理裝置連接，用於在塔底分離出含有C2和C3組分的烴類物質；脫乙烷塔，所述脫乙烷塔的中部與所述脫甲烷塔的塔底相連，所述脫乙烷塔用於將所述含有C2和C3組分的烴類物質分餾成含有C2的物質和含有C3的物質，並將所述含有C2的物質從所述脫乙烷塔的塔頂流出，所述含有C3物質的從所述脫乙烷塔的塔底流出； 丙烯塔，與所述脫乙烷塔的塔底相連，所述丙烯塔用於在塔底流出由所述含有C3的物質分離出的丙烷， 其中，所述丙烷作為丙烷洗物料經冷卻後回流至所述脫甲烷塔的塔頂並在所述脫甲烷塔和所述丙烯塔之間循環，用於降低所述脫甲烷塔塔頂的溫度。
2.根據權利要求I所述的烯烴分離系統，其特徵在於，在所述脫甲烷塔的塔頂和所述丙烯塔的塔底之間設有用於所述丙烷冷卻的冷卻裝置。
3.根據權利要求2所述的烯烴分離系統，其特徵在於，所述冷卻裝置包括依次設置的第一冷卻器、冷箱和第二冷卻器。
4.根據權利要求2所述的烯烴分離系統，其特徵在於，在所述丙烯塔和所述冷卻裝置之間設有循環泵。
5.根據權利要求I所述的烯烴分離系統，其特徵在於，還包括 脫甲烷塔回流罐，所述脫甲烷回流罐的中部和底部均與所述脫甲烷塔的塔頂相連接。
6.根據權利要求I所述的烯烴分離系統，其特徵在於，所述預處理裝置包括 第一壓縮機和與所述第一壓縮機連接的第二壓縮機，所述第一和第二壓縮機用於所述產品氣的第一次壓縮和第二次壓縮，用於脫除部分的水及冷凝物； 洗滌塔，與所述第二壓縮機連接，用於脫除含氧化物和酸性氣體； 第三壓縮機，與所述洗滌塔連接； 乾燥器，與所述第三壓縮機連接，用於脫除水分； 高壓脫丙烷塔，與所述乾燥器連接； 低壓脫丙烷塔，所述低壓脫丙烷塔的中部與所述高壓脫丙烷塔的底部連接，所述低壓脫丙烷塔的塔頂與所述高壓脫丙烷塔的塔頂連接； 第四壓縮機，與所述高壓脫丙烷塔的塔頂連接。
專利摘要本實用新型提供了一種烯烴分離系統，包括預處理裝置，將甲醇製得的產品氣通過預處理裝置進行壓縮；脫甲烷塔，與預處理裝置連接，用於在塔底分離出含有C2和C3組分的烴類物質；脫乙烷塔，脫乙烷塔的中部與脫甲烷塔的塔底相連，脫乙烷塔用於將含有C2和C3組分的烴類物質分餾成含有C2的物質和含有C3的物質，並將含有C2的物質從脫乙烷塔的塔頂流出，含有C3物質的從脫乙烷塔的塔底流出；丙烯塔，與脫乙烷塔的塔底相連，丙烯塔用於在塔底流出由含有C3的物質分離出的丙烷，其中，丙烷作為丙烷洗物料經冷卻後回流至脫甲烷塔的塔頂並在脫甲烷塔和丙烯塔之間循環，用於降低脫甲烷塔塔頂的溫度。本實用新型有效地降低了乙烯和丙烯損失。
文檔編號C07C7/04GK202379908SQ20112049128
公開日2012年8月15日 申請日期2011年11月30日 優先權日2011年11月30日
發明者劉洪亮, 周興榮, 姜興劍, 崔建, 武興彬, 閆國春 申請人:中國神華煤制油化工有限公司, 中國神華煤制油化工有限公司包頭煤化工分公司, 神華集團有限責任公司