[发明专利]烯烃分离系统及烯烃分离方法有效

专利信息
申请号: 201310033104.8 申请日: 2013-01-28
公开(公告)号: CN103086827A 公开(公告)日: 2013-05-08
发明(设计)人: 唐煜 申请(专利权)人: 神华集团有限责任公司;中国神华煤制油化工有限公司;中国神华煤制油化工有限公司包头煤化工分公司
主分类号: C07C11/04 分类号: C07C11/04;C07C11/06;C07C7/00;C07C7/04;C07C7/167
代理公司: 北京康信知识产权代理有限责任公司 11240 代理人: 吴贵明;张永明
地址: 100011 北京市*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 烯烃 分离 系统 方法
【说明书】:

技术领域

发明涉及气体分离领域,具体而言,涉及一种烯烃分离系统及烯烃分离方法。

背景技术

石油裂解气、炼厂干气和甲醇制烯烃产品气中除含有乙烯、丙烯外,还含有大量其他成份,如氢气、甲烷、乙炔、丙烷和氮气等,由于乙烯、丙烯是重要的化工原料,因此可以采用以上石油裂解气、炼厂干气和甲醇制烯烃产品气为原料分离其中的乙烯和丙烯,目前,深冷分离方法最为成熟,采用最多。

典型的常规深冷分离方法存在不少缺点,比如通常要求对原料气进行4至5级压缩,需要大量的低温冷却介质,如甲烷—氢分离需要-100℃以下的冷冻系统进行冷却,因此,常规深冷分离方法的能耗较高,对设备的要求也高,要想实现理想的分离效果不得不加大投资。在深冷分离过程中,氢气和甲烷分离是整个分离系统中能耗和费用消耗最多的一块,而且工艺复杂。因为,原料气中CH4/H2分子比值对尾气中乙烯损失影响很大,这是因为脱甲烷塔项由于H2和其它惰性气体的存在降低了CH4分压,只有提高压力或降低温度才满足塔顶对露点的要求,提高压力和降低温度在分离出CH4的同时,部分乙烯也会与CH4一同被分离出来,造成乙烯的损失,上述影响是由相平衡决定的,并不取决于塔板数和回流比的多少,因此在温度与压力条件一定时,原料气中CH4/H2分子比值愈小,尾气中乙烯损失就愈大,反之则小,能耗也越低。因此,如何将氢气尽可能多的从裂解气或烯烃混合气中分离出来,以降低氢气甲烷分离的能耗引起人们的广泛关注。

现有鲁姆斯技术为深冷烯烃分离中比较先进的技术之一,如图1所示的鲁姆斯烯烃深冷分离系统的结构示意图:原料气经干燥器52’干燥后进入脱丙烷塔51’,脱丙烷塔51’的塔顶气相经脱丙烷单元的塔顶冷凝器54’部分冷凝后进行气液分离,冷凝下来的液体作为脱丙烷系统的回流,其余含有碳三烃类及碳三以下烃类组分的气相进入压缩机53’升压后,依次经第二再沸器192’、第一冷剂激冷器161’和第二冷剂激冷器162’一系列换热冷却过程后进入脱甲烷塔11’;脱丙烷塔51’塔底产物为碳四及碳四以上组分被送到脱丁烷塔61’。脱甲烷单元的塔顶冷凝器利用丙烯(或乙烯)作冷剂,部分冷凝的塔顶物流进入回流罐后(图1中未示出脱甲烷单元的塔顶冷凝器和回流罐),回流罐分离出来的液相作为脱甲烷塔11’的回流,气相(以氢气和甲烷为主,称为氢气甲烷气流)经过冷箱142’换热后,送到装置外的燃气管网。脱甲烷塔11’塔底含有碳二烃类和碳三烃类组成的物流进入脱乙烷塔31’,脱乙烷塔31’的塔顶物流首先经过加氢脱炔反应器21’将物流中的炔类(主要是乙炔)转化成乙烯和乙烷然后进入乙烯精馏塔22’,乙烯精馏塔22’的塔顶气相作为乙烯产品送入装置罐区,乙烯精馏塔22’的塔底乙烷经换热器加热汽化后送入燃料气系统作为燃料使用或回收利用处理。脱乙烷塔31’的塔底物流进入丙烯精馏单元,丙烯精馏塔41’的塔顶丙烯产品经塔顶水冷器43’冷凝后部分经塔顶回流罐42’将部分液相物质回流,再经过产品保护床(图1中未示出)除去甲醇、氧化物及其它杂质后作为丙烯产品送入装置丙烯罐区,部分回流丙烯精馏塔41’。丙烯精馏塔41’塔底的丙烷物流经冷箱142’与氢气甲烷气流换热降温,经第三冷剂激冷器163’被冷剂激冷后引入脱甲烷塔11’的塔顶以吸收脱甲烷塔11’处的甲烷、氢气物流中的乙烯;另一股经冷箱142’换热后进入燃气管网作为燃气使用。丙烯精馏单元分离出的含碳四及以上组分的物料进入脱丁烷塔61’分离碳四烃类及碳四以上烃类产品。

上述的常规深冷技术以及鲁姆斯技术由于都是采用一次脱甲烷处理难以得到理想的甲烷和氢气的分子比值,因此导致尾气在分离乙烯的过程中能耗高、乙烯损失量大和投资高的缺点,本发明主要是在鲁姆斯技术的基础上为了实现降低能耗、减少乙烯损失而对鲁姆斯技术做出的改进。

发明内容

本发明旨在提供一种烯烃分离系统及烯烃分离方法,降低了烯烃分离过程中的能耗。

为了实现上述目的,根据本发明的一个方面,提供了一种烯烃分离系统,该烯烃分离系统包括脱甲烷单元,脱甲烷单元包括初脱甲烷塔、膜分离组件和次脱甲烷塔,初脱甲烷塔的塔顶出口与膜分离组件的进口之间设置有第一气相物流管线;膜分离组件的富烃气流出口与次脱甲烷塔的进口之间设置有富烃气流管线。

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