[实用新型]一种降低吸收剂用量的轻质烯烃分离装置

说明书

技术领域

本发明属于轻质烯烃分离、提纯技术领域，涉及一种以含氧化合物（主要是甲醇、乙醇、二甲醚、C4 ~ C10醇化合物或其混合物等）为原料，生产以轻质烯烃为主要物流（主要是乙烯和丙烯）的过程中，其产物轻质烯烃气体的分离方法及其设备。

背景技术

传统的乙烯和丙烯的来源主要是石油烃类蒸汽裂解，其原料主要是石脑油，而我国石油资源紧缺，这是制约我国乙烯工业发展的主要原因。随着石油供应的日益紧张，含氧化合物制取轻质烯烃（OTO工艺）成为研究的热点，其代表性的甲醇制烯烃技术（MTO）已日渐成熟，开辟了由煤炭或天然气经气化生产基础有机化工原料的新工艺路线。

以甲醇为代表的含氧有机化合物为原料生产以乙烯和丙烯为主的轻质烯烃工艺目前主要有美国UOP公司的MTO技术（主要是美国专利US 6166282、US 5744680；中国专利CN 1359753A）、美国ExxonMobil公司的MTO技术（主要专利是US 6673978、US 6717023、 US 6613950；中国专利CN 1352627A、CN 1681753A）、MTP工艺（EP 0448000A、DE 233975A）和中国科学院大连化物所的DMTO技术（CN 1166478A、CN 1084431A）。

CN 1962579A公开了一种含碳烯烃裂解产物的分离方法，本发明先将含碳烯烃裂解产物压缩至1.0 ~ 4.0 MPa，进入第一分离塔，塔顶得到乙烯，塔釜釜液进入第二分离塔，塔顶得到C5及C5以下馏分，塔底得到C6以上馏分；C5及C5以下馏分进入第三分离塔，塔顶得到的C3馏分进入第四分离塔，塔釜釜液为C4及C5 馏分；第四分离塔侧线抽出得到重量浓度为90~99%的丙烯，塔釜得到重量浓度为80~95%的丙烷。

CN 1063051A公开了一种轻烃分离节能流程，本发明采用双塔前脱乙烷和低压脱甲烷相联合的工艺流程，充分利用了低压脱甲烷的节能性。CN 1157280A公开了一种相似的流程，该发明同样是双塔前脱乙烷，高压脱乙烷塔塔顶产物经多级冷却和闪蒸，液体作为脱甲烷塔进料，气体经冷却送入甲烷吸收塔；该吸收塔塔以液相甲烷作为吸收剂吸收乙烯，塔底液体作为脱甲烷塔进料。

综上所述，在石脑油蒸汽裂解制取低碳烃中，由于氢气、甲烷含量较高，普遍采用深冷来分离甲烷和乙烯，以提高乙烯收率。典型的深冷分离方法包括顺序分离、前脱乙烷和前脱丙烷流程，三者均需要-100℃以下的深冷条件，需要乙烯压缩机，对于低压脱甲烷还需要有甲烷压缩机提供-135℃左右的冷量。同时对冷箱要求也较高，使得工程投资加大。

CN 102675019A、CN 102675024A和CN 102675025A公开了一种增加一氧化碳和氧气脱除步骤保证预处理效果，并通过六个冷箱和六个分离罐逐级冷却分离，最终使第六个分离罐实现氢和甲烷分离，分别得到摩尔分数大于90%的氢和甲烷的工艺。其中CN 102675019A将脱甲烷塔顶产生的部分物流回收冷量后送入甲烷制冷压缩机，冷却至-100~-140℃再降压节流，然后经冷箱逐个回收冷量，第五分离罐底部液体经减压节流后依次通过冷箱换热后进入低压甲烷压缩机，然后经冷却器和冷箱后进入脱甲烷塔；其中CN 102675024A的特点是，脱甲烷回流罐的汽相汽相经甲烷膨胀机膨胀后温度降至120~160℃，然后经冷箱逐次回收冷量；其中CN 102675025A的特点是，将脱乙烷设置在分离罐和冷箱之前。

CN 1847203A披露了一种甲醇转化制取轻质烯烃（DMTO）气体的分离方法，该发明将四段压缩机出口物流送入脱乙烷塔，脱乙烷塔汽相汽相经五段压缩机加压后进行加氢反应，然后进入脱乙烷塔回流罐，回流罐液相作为脱乙烷塔回流，回流罐汽相汽相进入深冷脱甲烷系统，物料经冷凝冷却后并不需要设置繁琐的冷箱前脱氢系统，直接进入高压脱甲烷塔。

含氧化合物制轻质烯烃其产物的特点是氢气、甲烷含量较低，乙烯、丙烯含量较高，C5+等高碳烃含量较少，致使脱甲烷塔需要的冷量较少，如采用深冷分离方法，对设备要求高，投资大，能耗高，经济效益不佳。