[发明专利]一种丙烯与丙烷分离的精馏方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种丙烯与丙烷的分离方法，主要涉及丙烷与丙烯分离的精馏方法及装置。

背景技术

烯烃的提纯在石化工业中可以称得上为蒸馏中耗能最大户，在美国年需能约26-52X10¹²kJ，其中丙烷-丙烯的分离尤为突出。由于这两种组分间相对挥发度较小，采用常规燕馏方法时，设计的塔可高达90米，塔板数可在200块以上，回流比大于10，还要加压、制冷等，所以耗能较多。丙烯基石化产品的快速发展极大地促进了丙烯消费量的大幅增长，我国丙烯产量远不能满足市场需要。丙烯是三大合成材料的基本原料,在化工生产中扮演着重要的角色。主要用于生产丙烯腈、异丙烯、丙酮和环氧丙烷等。近年来，丙烯进口量占丙烯消费量的41％。由于能源价格上涨和新技术的不断开发利用，人们对这个问题才越来越重视。

提高催化裂化裂解深度、提高液态烃产率及其丙烯含量、改进气分装置分离效果成为增产丙烯的有效途径之一。在以重油为原料生产汽油或柴油的催化裂化过程中，产生气体中含有大量丙烯、丙烷。在分离丙烷、丙烯混合物时，通常使用高压精馏，可用冷却水冷却产生回流，塔釜可用低压蒸汽或热水加热，设备简单。但由于两组分间的相对挥发度较小，分离能耗较大。鉴于丙烷与丙烯难以分离的特点，本发明提供了一种丙烷、丙烯分离的精馏方法，提高丙烷、丙烯的分离效率。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明提供一种丙烷与丙烯分离的精馏方法及装置，具体技术方案如下：

一种丙烷与丙烯分离的精馏方法，包括全塔热泵精馏系统、精馏段热泵精馏系统与提馏段热泵精馏系统的多热泵精馏系统；包括塔顶流股回流泵(5)、精馏段流股回流泵(9)和提馏段流股回流泵(11)。

本发明的一种丙烷与丙烯分离的装置；是全塔热泵精馏系统包括塔顶流股压缩机(3)、冷凝再沸换热器(4)、塔顶流股回流泵(5)和塔釜流股分离罐(6)；精馏段热泵精馏系统包括精馏段流股压缩机(7)、精馏段冷凝再沸换热器(8)和精馏段流股回流泵(9)；提馏段热泵精馏系统包括提馏段流股压缩机(10)、提馏段流股回流泵(11)和提馏段冷凝再沸换热器(12)。

在精馏段和提馏段设置有交错规整填料。

交错规整填料(2)为开窗导流规整填料，按等高度差交替排列；在一盘填料内，每相邻2-30片填料为一组填料单元；各组填料单元平行排列，每组填料单元相差同等高度为5％-75％填料高度，使填料呈锯齿状排列。

本发明的流程如下：丙烷丙烯液化烃A进入丙烷丙烯分离精馏塔(1)，塔顶气相流股经塔顶流股压缩机(3)提高压力温度后进入到塔底冷凝再沸换热器(4)中与塔底液相流股进行换热，通过热泵(5)一部分回流进入丙烷丙烯分离塔(1)塔顶，一部分作为产品丙烯B产出；经过换热，塔底液相流股受热部分汽化，进入塔釜流股分离罐(6)中，罐中气相流体重新进入丙烷丙烯分离精馏塔(1)底部，液相作为产品丙烷C采出；精馏段顶部气体经精馏段流股压缩机(7)后进入精馏段冷凝再沸换热器(8)中进行换热，由精馏段流股回流泵(9)流回塔内；换热后流股再次循环进入丙烷丙烯分离精馏塔(1)中；精馏段底部气体经提馏段流股压缩机(10)后进入提馏段冷凝再沸换热器(12)中进行换热，由提馏馏段流股回流泵(11)流回塔内。换热后流股再次循环进入丙烷丙烯分离精馏塔(1)中。

所述含有多热泵系统的丙烷丙烯精馏塔(1)操作压力为1.6-2.2Mpa，操作温度为30-50℃。

本发明方法所使用的新型交错规整填料(2)由于其交错排列方式，使气相流体离开填料盘时气体通道变大，气速降低，具有过渡作用，降低压降，提高通量。新型交错规整填料(2)的锯齿状排列方式同时增强了填料的集液能力。本发明所使用开窗导流填料以锯齿状排列优化了气液两相在塔内的径向分布，提高填料的分离效率30％。

液化烃经液化烃罐由液态烃精料泵进入丙烷丙烯分离精馏塔内，丙烯从塔顶排出，丙烷从塔底排出；塔顶丙烯浓度为99.0-99.9％(mol)，塔底丙烯浓度为1.5-3％(mol)；新型交错规整填料为开窗导流规整填料按高度交替排列，在一盘填料内，每两片填料为一组填料单元；填料单元平行排列，每组填料单元相差同等高度(5％-75％填料高度)，使其呈锯齿状排列。使用新型交错规整填料4作为填料，优化了精馏塔内部气液径向分布，使气相流量在填料盘间得到缓冲，并对液相流体具有集液作用，提高了丙烯、丙烷的分离效率。通过多热泵精馏系统优化了塔内气液流股间的能量耦合，降低能耗。本发明方法与传统方法相比，降低能耗30％，降低了工艺总投资。

附图说明