[发明专利]甲醇转化制取低碳烯烃气体的分离工艺

说明书

技术领域：

本发明属于石油化工领域，涉及一种甲醇转化制取低碳烯烃气体的分离工艺。具体地，本发明涉及从包括氢气、氧气、氮气、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、丙烷、丙烯、环丙烷、丙炔和丙二烯中的一种或多种的混合物料中回收乙烯、丙烯的工艺。

背景技术：

烯烃，特别是低碳烯烃(轻质烯烃)如乙烯和丙烯，是作为制备高级烯烃、聚乙烯和聚丙烯等原料所需要的。采用石脑油为原料经水蒸汽裂解生产乙烯和丙烯的管式炉裂解装置是目前最主要的乙烯和丙烯工业生产装置。烃类裂解制取的裂解气是含有氢、甲烷、乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、混合碳四碳五、裂解汽油等的混合物。这种混合物的分离方法通常有顺序分离流程、前脱乙烷流程、前脱丙烷流程、低投资分离流程、渐进分离流程和油吸收分离流程等六种。

然而，含氧化合物正在成为制备低碳烯烃的石油原料的替代物。特别有前途的氧化原料是醇类如甲醇和乙醇、二甲醚、甲基乙基醚、二乙醚、碳酸二甲酯和甲酸甲酯。这些含氧化合物许多可由多种原料来生产，所述原料包括由天然气得到的合成气、石油液体、含碳材料(包括煤)、再生塑料、城市垃圾或任何合适的有机材料。由于有广泛的来源，因此，作为用于低碳烯烃生产的经济的非石油源，醇、醇衍生物以及其它含氧化合物是有前途的。一种生产烯烃的方法是利用硅铝磷酸盐(SAPO)分子筛催化剂的甲醇的催化转化。例如，US4,499,327公开了利用各种SAPO分子筛催化剂的任何一种，由甲醇转化制取低碳烯烃(MTO)气体的方法。该方法是在300℃和500℃之间的温度，在此期间0.1大气压到100大气压之间的压力，和在0.1和40hr^-1之间的重时空速(WHSV)下进行。该方法对于制造乙烯和丙烯是高度选择性的。

US6,121,504公开了一种利用分子筛催化剂由含氧化合物原料制备烯烃产品的方法。通过与骤冷介质接触从烯烃产品中除去水和其它不想要的副产物。与骤冷介质接触后，得到包含所要烯烃但也包括二甲醚、甲烷、一氧化碳、二氧化碳、乙烷、丙烷和其它微量组分如水和未反应含氧化合物原料的轻质产物馏分。

MTO气体组成与石脑油裂解气有很大的不同，最大的差别在于MTO气体中丙烯和丙烷含量明显高于石脑油裂解气中丙烯和丙烷含量。MTO气体中因催化剂再生而带入的含有氧气的烟气杂质含量也高于石脑油裂解气。MTO气体中还含有甲醇和二甲醚等含氧有机化合物。

对于含氧化合物原料制备烯烃产品的方法，例如MTO工艺，特别不理想的副产物之一是二甲醚。迄今一直未令人满意地解决从烯烃产品物流中除去二甲醚的问题。已经考虑了推测能从所述产品物流中除去二甲醚的专用吸收剂。但很难找到适用于此的吸收剂或吸附剂。通常需要降低或除去烯烃物流中不想要的烃类副产物存在量以进一步加工所述烯烃，特别是乙烯和丙烯。这是因为衍生物生产过程可能使用对于某些烃的存在相当敏感的催化剂。例如二甲醚可使许多常规的聚乙烯和聚丙烯形成催化剂中毒，这就意味着如果要对精馏分离烃类系统得到的乙烯和丙烯物流进行进一步的催化处理，必须保证乙烯和丙烯物流几乎不含二甲醚。因而非常希望找到从烯烃物流中除去二甲醚的其它方法。CN1833017A公开了用于从包含乙烷、乙烯、丙烯、二甲醚以及丙烷、乙炔、丙二烯、甲烷、氢气、一氧化碳、二氧化碳和C₄⁺组分中的一种或多种的初始流出料流中分离聚合级乙烯和丙烯的新型高度有效的分离方法和系统。图1显示了该方法的一个实施方案，将含有乙烷、乙烯、二甲醚、丙烷和丙烯的初始流出料流200引入到第一分离装置201，其优选是适于从初始流出料流200中除去大多数的非二甲醚含氧化合物的洗涤塔。在第一分离装置201中，初始流出料流200在有效除去一些含氧化合物的条件下接触含氧化合物去除介质202，优选甲醇。这意味着，乙烷、乙烯、丙烷、丙烯和至少一些二甲醚可在第一塔顶料流203中回收，其中大部分含氧化合物去除介质202、非二甲醚含氧化合物和至少一些二甲醚可在第一塔底料流204中回收。第一塔顶料流203还可能含有少量的残留含氧化合物去除介质。第一分离装置201任选包含回流管道和/或再沸器管道和相应的换热器(未示出)，以有利于这些组分的分离。