[发明专利]一种丙烷脱氢产品气的分离工艺及系统

说明书

本发明公开了一种丙烷脱氢产品气的分离工艺及系统。本发明通过丙烷催化脱氢工艺制取丙烯是一种新的获取丙烯产品的生成方法，由于原料价格优势，用这种方法生成丙烯装置逐年增加；丙烷脱氢制丙烯除催化剂外，产品气的分离也非常重要，特别是碳三组分与氢气等轻组分的分离。本发明采用了冷剂加溶剂吸收的分离工艺，与目前采用的深冷分离相比能耗大大降低。本发明所提供的系统，由于其最低运行温度在‑40℃左右，设备管线的保冷材料等级降低，从而降低了系统投资成本。

技术领域

本发明属于石油化工行业的丙烷脱氢领域，涉及一种丙烷脱氢产品气的分离工艺及系统，将丙烷脱氢产品气净化处理得到聚合级丙烯产品。

背景技术

丙烯是一种重要的石油化工基础原料，在国民经济中占有重要地位。前些年，国际上传统的生产丙烯产品的方法主要有石油产品裂解、石油产品催化裂化等。如今，丙烷催化脱氢、甲醇制烯烃及甲醇制丙烯也成为生产丙烯的新的重要途径，在以往，丙烷主要来源于油田伴生气，产量比较低，有条件的地方可以作为轻烃裂解炉的原料生产丙烯产品，大多数地区的丙烷由于不能形成规模而用作液化气产品，再加上丙烷脱氢催化剂极其昂贵，国际上用丙烷脱氢生产丙烯的装置是凤毛麟角；然而，随着页岩气开采技术的不断进步和成熟，页岩气的开采量越来越大，开采页岩气的成本越来越低，从而伴生丙烷量越来越大，导致丙烷价格越来越低，通过丙烷催化脱氢生产丙烯的成本越来越低，在利益驱动下用丙烷脱氢生产丙烯的装置也越来越多。

目前国内国际实现工业化生产丙烷脱氢工艺有三家，国际上采用最多的有两种工艺，一家是UOP的移动床丙烷催化脱氢工艺，另一家是鲁姆斯的固定床丙烷催化脱氢工艺，而国内采用UOP移动床催化脱氢更多。无论是UOP移动床催化脱氢还是鲁姆斯的固定床丙烷催化脱氢，对于产品气分离都是采用深冷分离的方法，这是由于丙烷脱氢制丙烯是唯一原料生产唯一产品，产品气主要组成是丙烷、丙烯和氢气，经深冷分离得到聚合级丙烯产品、循环丙烷及氢气尾气，聚合级丙烯作为产品送下游装置，循环丙烷返回催化脱氢反应器脱氢生产丙烯，氢气尾气作为燃料气，但大多数生产厂家将这股尾气进行变压吸附制成氢气产品。氢气尾气碳三含量高不仅造成丙烯产品及原料损失，也增多变压吸附的能耗甚至影响氢气产品质量，因此，在丙烷脱氢产品气分离的操作中控制氢气尾气的碳三含量非常关键，在压力一定的条件下温度越低，尾气中碳三含量就越少，因此UOP和Lummus两个专利商都采用深冷分离来解决这个问题。丙烷脱氢产品气深冷分离与传统的裂解气深冷分离的制冷工艺基本一样，大都采用丙烯冷剂与乙烯冷剂复叠制冷，冷剂最低温度可以达到零下101℃，丙烷脱氢产品气分离装置大部分设备、管线管件必须采用耐低温材质，保冷材料要求升级，数量增加，装置投资较大。

发明内容

本发明是针对现有丙烷脱氢产品气深冷分离的缺点，提供了一种丙烷脱氢产品气的分离工艺及系统，该工艺不用乙烯烯冷剂和膨胀机，将产品气冷却到-38℃～5℃，然后用溶剂将氢气尾气夹带的碳三吸收，然后解吸回收碳三组分。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

1)来自丙烷脱氢反应装置的产品气被冷却后进入压缩机加压，之后进入净化单元以脱除酸性气体；

2)脱除酸性气体的产品气降温后进入干燥器以脱除水分，干燥后的产品气经过冷剂换热器降温后进入气液分离罐，气液分离罐的底部的液相物料送入脱乙烷塔；

3)气液分离罐顶部的气相物料进入吸收塔，吸收塔塔顶的氢气尾气经复热后送入变压吸附装置，其塔底的液相物料用泵送入解析塔；

4)解析塔的顶部物料进入脱乙烷塔，其底部物料经冷却后返回吸收塔用于溶解吸收气相进料中的碳三组分；

5)脱乙烷塔的塔顶采出碳二组分，其塔底的碳三组分送入丙烯精馏塔；碳三组分在丙烯精馏塔中分离为丙烯产品和丙烷，丙烯精馏塔塔顶的丙烯产品送出装置界区，丙烷返回原料汽化单元。