[发明专利]一种丙烷脱氢制丙烯反应产物的分离方法及分离装置

说明书

本发明属于化工领域，公开了一种丙烷脱氢制丙烯反应产物的分离方法及装置，该分离方法包括以下步骤：丙烷脱氢制丙烯反应产物经压缩、冷却后送至第一级闪蒸罐进行气液分离；第一级闪蒸罐罐顶气相经复热、增压、再冷却后送至PSA装置；在PSA装置内分离为氢气和解吸气，其中，解吸气经增压、冷却后送至第二级闪蒸罐，第二级闪蒸罐罐顶气相经复热后送至燃料气系统，罐底液相送至脱乙烷塔；第一级闪蒸罐罐底液相送至脱乙烷塔，脱乙烷塔塔顶气相复热后送至燃料气系统，塔釜液相送至丙烯精馏塔，丙烯精馏塔塔顶得到丙烯产品，塔釜得到丙烷。本发明提高了反应产物的分离效果、提高了氢气的回收效果和纯度、能有效地减低分离系统能耗。

技术领域

本发明属于化工领域，更具体地，涉及一种丙烷脱氢制丙烯反应产物的分离方法及装置。

背景技术

丙烯是化学工业中重要的基本有机化工原料。长期以来国内外丙烯的来源主要依靠石脑油裂解联产和FCC副产。据统计，在全球的丙烯需求中，中国市场占到了15％以上，并且消费量还在以每年约5-6％的速度增长，丙烯供需缺口在近年来不断加大。随着石油资源的紧缺，而天然气价格相对于原油价格廉价，由此衍化而来的C3和C4烷烃越来越受到人们的关注，其中丙烷催化脱氢技术(PDH)无疑是C3利用领域最受关注的焦点。

在未来的国内市场上，随着甲醇制烯烃(MTO)装置的不断开工，势必会对传统的FCC和乙烯裂解生产烯烃路线产生冲击。作为FCC和乙烯裂解副产的丙烯和异丁烯产量会越来越少。因此，丙烷脱氢制丙烯技术面临一个非常好的发展机遇，市场潜力巨大。

目前，世界上丙烷脱氢制丙烯专利技术有：UOP公司的Oleflex工艺、LUMMUS的Catofin工艺、Uhde公司的Star工艺、Snamprogetti/Yarsintz公司的FBD-4工艺以及林德/巴斯夫公司的PDH工艺。这些工艺普遍采用深冷工艺来分离丙烷脱氢制丙烯反应产物。深冷分离工艺是石脑油蒸汽裂解产物分离的主要方法，技术成熟，应用广泛，由于冷剂温度低，反应产物中碳三几乎全部都冷凝下来，因而丙烯收率高，但对设备材质要求高，能耗高。

CN102795956B公开了一种丙烷脱氢制丙烯反应产物的回收方法，该方法采用膜分离和深冷分离结合的方式来分离丙烷脱氢制丙烯反应产物。但膜分离富氢气回收率较低，如需作为产品外送需单独压缩，总能耗并没有降低。

巴斯福股份公司公开了一系列专利CN100567230C、CN101087740B、CN101137605A、CN101415661A，这些专利包括了从丙烷脱氢反应到产物分离的全过程。因反应产物中含H₂O、CO₂、CO、N₂等，CN100567230C公开了采用洗涤的工艺除去部分杂质，CN101087740B、CN101137605A公开了采用惰性吸收剂分离该部分杂质。CN101415661A公开了一种采用变压吸附的方法，分离出丙烯产品。但这些方法所得到的富氢气体中氢气含量较低，烃类含量高，只能当做燃料气烧掉。

CN102040445公开了一种富含丙烷的低碳烃脱氢制丙烯工艺全流程，该专利采用汽油作吸收剂来分离丙烷脱氢产物中的轻组分和碳三。但丙烷脱氢产物中氢气含量高，所需的吸收剂循环量非常大，能耗高。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明的目的是提供一种分离效果好、操作简单、能耗低、副产附加值高的丙烷脱氢制丙烯反应产物分离方法及装置。

本发明一方面提供一种丙烷脱氢制丙烯反应产物的分离方法，该分离方法包括以下步骤：

丙烷脱氢制丙烯反应产物经压缩、冷却后送至第一级闪蒸罐进行气液分离；

第一级闪蒸罐罐顶气相经复热、增压、再冷却后送至PSA装置；在PSA装置内分离为氢气和解吸气，其中，解吸气经增压、冷却后送至第二级闪蒸罐，第二级闪蒸罐罐顶气相经复热后送至燃料气系统，罐底液相送至脱乙烷塔；