[实用新型]一种用于丙烷或混合烷烃催化脱氢制丙烯中的低温分离系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及的是一种用于丙烷或混合烷烃催化脱氢制丙烯中的低温分离系统及方法，主要适用于丙烷或混合烷烃催化脱氢制丙烯工艺流程中在低温下进行产品分离和保证产品质量的低温分离系统及方法。

背景技术

丙烯主要用于生产聚丙烯、丙烯腈、环氧丙烷等化工产品，是仅次于乙烯的一种重要基础化工原料。目前全球来自蒸汽裂解装置和催化裂化装置的丙烯产能逐年下降，其占总产能的比例已经从2001年的97%下降到88%左右，未来的比例还将会继续降低。然而，丙烷脱氢、烯烃歧化和甲醇制烯烃等以丙烯为产品的装置产能从2001年的3%上升到10%左右，其中来自丙烷脱氢装置的丙烯产能占总产能的5%以上，成为全球丙烯的第三大来源。丙烷脱氢制丙烯工艺主要有催化脱氢和氧化脱氢两种，其中丙烷催化脱氢制丙烯技术已经实现工业化。

丙烷催化脱氢制丙烯技术是在异丁烷脱氢制异丁烯的基础上发展而来的。目前工业化的丙烷催化脱氢工艺均由反应、产品压缩、低温分离等几个部分组成，其中低温分离系统是进行产品分离和保证产品质量的关键环节。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种流程简易，能耗低，设备的投资不大，具有很好经济性能的用于丙烷或混合烷烃催化脱氢制丙烯中的低温分离系统及方法，它能够充分利用膨胀机节流后的冷量，使得流程中的各个换热器的换热温差能够达到合理数值。

本实用新型的目的是通过如下技术方案来完成的，本实用新型所述的低温分离系统，它主要由三只换热器、三只气液分离罐以及一只透平膨胀压缩机组成，所述的第一换热器中布置有两个冷流通道和一进料通道，其中第一进料经过进料通道连接于第一气液分离罐，该第一气液分离罐的上端出气口连接于所述透平膨胀机的膨胀端，该透平膨胀机的膨胀端连接于第二气液分离罐，第二气液分离罐的上端出气口连接于第二换热器的第一冷源通道，该第一冷源通道后面连接于可分配出三股冷源的第一分配器；第一气液分离罐和第二气液分离罐的各自底部相互连通后共接于第三气液分离罐，第三气液分离罐的顶部出气口依次连通第二换热器和第三换热器，并作为第二回收气体的接出通道，第三气液分离罐的底部出口连接一液体输送泵后也依次连通第二换热器和第三换热器，并作为液体物料的接出通道。

所述分配器之后的第一股冷源连接于第一换热器的第二冷流通道，第二股冷源与经过第三换热器后的第二进料混接后连通第一换热器的第一冷流通道，并作为混合物料的接出通道；第三股冷源通过第三换热器后与第一换热器的第二冷流通道汇合并接于所述透平膨胀机的压缩端，通过压缩端后接出作为第一回收气体通道。

一种利用如上所述低温分离系统进行丙烷或混合烷烃催化脱氢制丙烯的低温分离方法，该方法是：第一进料在第一换热器中与两股冷流进行热量交换被冷却，第一进料出第一换热器后为气液两相流体，然后进入第一气液分离罐进行气液分离；从第一气液分离罐分离出来的气体经过透平膨胀压缩机的膨胀端膨胀节流，其中部分气体被冷凝，然后进入第二气液分离罐再次进行气液分离，出第二气液分离罐的气相组分作为系统的冷源4，而出第二气液分离罐的液相组分与第一气液分离罐分离出的液相组分都通过阀门调整压力后一起混合进入第三气液分离罐；

第三气液分离罐中的气液两相经过分离，其中气体组分进入第二换热器被冷凝，液体组分经过液体输送泵增压进入第二换热器也被冷凝，其中第二换热器的冷流是来自第二气液分离罐分离出来的气相，即系统的冷源，冷源经过第二换热器后被复热；

系统的冷源4出第二换热器后通过分配器分配为三股流：冷源7，冷源8和冷源9，其中冷源9与来自第二换热器的两股热流（一股气相热流，一股液相热流）一起作为第三换热器的三股冷流对第二进料进行冷凝，气相和液相热流复热为常温后作为回收气体和液体物料出低温分离系统供下游工艺使用，第二进料被冷凝后与冷源8按下游工艺所需比例混合，混合后的物料和冷源7在第一换热器中一起作为冷流对第一进料进行冷凝，复热后的混合物料作为低温分离系统的产出物供下游工艺使用；从第三换热器和第一换热器出来的冷源9和冷源2被复热为常温后一同混合进入透平膨胀压缩机的压缩端进行压缩，作为回收气体供下游工艺使用。

本实用新型所述的第一进料在第一换热器中被冷凝到-75～-100℃后成为气液两相；

从第一气液分离罐分离出来的气体经过透平膨胀压缩机的膨胀端膨胀节流后，压力由1～2MPa变为0.3～0.7MPa，温度由-75～-100℃变为-125～-150℃，气体被部分冷凝；