[发明专利]一种混合烷烃反应产物膨胀制冷分离系统及其方法

说明书

本发明公开了一种混合烷烃反应产物膨胀制冷分离系统及其方法。系统包括一级换热器、第一节流阀、第二节流阀、二级换热器、高压膨胀发电机、低压膨胀发电机、第三节流阀、高压膨胀出口分离器、低压膨胀出口分离器、第四节流阀、液体产品泵、第五节流阀、液体产品闪蒸罐、第六节流阀、反应产物二级分离器、第七节流阀、反应产物一级分离器、以及新鲜原料、反应产物、气相分离物和液相分离物等管路；本发明解决了传统混合烷烃膨胀制冷分离工艺C3+回收率低、分离物纯度低、可操作性和适应性不足以及能耗高的问题，实现了在保证干气产品高纯度的同时减少设备数量，增强了装置可操作性和适应性，液体产品中C3/C4回收率高达99.92％，换热效率高，系统能耗低。

技术领域

本发明涉及化工分离系统，尤其涉及一种混合烷烃反应产物膨胀制冷分离系统及其工艺方法。

背景技术

反应产物分离系统是工厂的关键装置，决定了工厂的装置能力、产品回收率和能耗。该分离系统在原料气参数满足要求的情况下，主要生产三种产品：富含丙烯以及比其更重的烃类的液体产品、干气产品和联合进料。对于液体产品，该分离系统需要把原料气中的大部分的丙烷、丙烯及异丁烷+异丁烯等重烃都分离出来，其回收率要在99.9％以上才能保证下一个工段正常工作。对于干气产品，主要包含来自反应产物的轻于乙烷的烃类和氢气，并从这股物流中抽出一定数量的物料作为循环气，其纯度决定了下游分离制氢的能耗，因此氢气的浓度要求在92.5％以上，C3+以上的重烃含量要小于0.055％。对于联合进料，是丙烷脱氢反应器所需物料，需要确保联合进料在分离系统中能全部气化

采用化工设备的特有作用对特有的混合物根据其物理性质和化学性质的差异对其进行分离的过程称为化工分离，目前国内装置采用的主要工艺方式有冷剂循环制冷、膨胀制冷和混合制冷。针对混合烷烃反应产物，进口设备能耗低、换热效率高、分离物纯度高，但是价格昂贵、维护成本高。目前国产化的装置大多采用ISS(标准工业单级)膨胀制冷工艺，该工艺技术成熟，应用广泛，但是装置开车状况不理想，C3+平均回收率偏低，可操作性和适应性不足，膨胀制冷工艺流程单一。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种混合烷烃反应产物膨胀制冷分离系统及其方法。

本发明的混合烷烃反应产物膨胀制冷分离系统，包括一级换热器、第一节流阀、第二节流阀、二级换热器、高压膨胀发电机、低压膨胀发电机、第三节流阀、高压膨胀出口分离器、低压膨胀出口分离器、第四节流阀、液体产品泵、第五节流阀、液体产品闪蒸罐、第六节流阀、反应产物二级分离器、第七节流阀、反应产物一级分离器；

反应产物管路经一级换热器换热后与反应产物一级分离器连接；反应产物一级分离器下部的液相分离物管路穿过第七节流阀并进入一级换热器，然后接入液体产品闪蒸罐；反应产物一级分离器的上部通过反应产物管路进入二级换热器换热，然后接入反应产物二级分离器；

反应产物二级分离器下部的液相分离物管路穿过第六节流阀接入液体产品闪蒸罐，其反应产物二级分离器的上部通过气相分离物管路进入二级换热器换热，换热后通过高压膨胀发电机然后接入高压膨胀出口分离器；

高压膨胀出口分离器下部的液相分离物管路穿过第五节流阀接入液体产品闪蒸罐；高压膨胀出口分离器的上部通过气相分离物管路接入二级换热器，并在二级换热器内分为支流a和支流b，支流a从二级换热器接出，然后经过一级换热器后从干气产品出口接出；支流b从二级换热器接出后通过低压膨胀发电机接入低压膨胀出口分离器；

低压膨胀出口分离器下部的液相分离物管路穿过第四节流阀接入液体产品闪蒸罐，低压膨胀出口分离器上部通过气相分离物管路进入二级换热器，在二级换热器内作为支流c；

液体产品闪蒸罐的上部通过气相分离物管路先经过二级换热器，然后进入一级换热器，并从闪蒸汽出口接出；液体产品闪蒸罐下部的液相分离物管路穿过液体产品泵接入一级换热器，然后从液体产品出料口接出；