[发明专利]一种丙烷脱氢制丙烯反应生成气的分离装置及分离方法

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生成气的分离装置及分离方法，该分离装置包括：混合冷剂压缩机、丙烯制冷系统，轻重冷剂分液罐、包括至少一个冷箱的冷箱序列；所述混合冷剂压缩机、丙烯制冷系统，轻重冷剂分液罐、冷箱序列顺次连接形成封闭回路。本发明提供的技术方案中，反应生成气本身不需节流膨胀制冷，仅通过调整合理的冷剂配比和操作参数，使反应生成气与混合冷剂换热，最终即可实现‑160℃到‑40℃的温度级位，在减少设备投资的提前下，达到充分回收丙烯产品的目的。

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生成气的分离装置及分离方法。

背景技术

丙烯是总产量仅次于乙烯的重要的石油化工基本原料，下游产品主要有聚丙烯、丙烯腈、环氧丙烷、异丙苯/苯酚/丙酮/双酚A、丙烯酸及酯、环氧氯丙烷。世界上约70％的丙烯来自于蒸汽裂解装置的联产品和炼厂催化裂化装置副产。随着聚丙烯等下游产品需求的快速增长，以及以乙烷为原料的新建乙烯生产装置比例的增加，丙烯资源供应逐渐呈现出紧张态势。2014年全球包括聚合级丙烯产能为11065.4万吨/年，产量和消费量均为9234.0万吨，聚丙烯为主要消费领域，占丙烯总消费量的64％以上。2014年底，我国丙烯产能约2500万吨/年，产量为1895万吨，表观消费量2200万吨。

丙烷脱氢制丙烯技术是解决丙烯来源的重要途径。丙烷脱氢反应生成气中含有大量的轻组分气体如氢气、烷等，通常需要送到深冷处理单元进行低温分离，为保证足够的丙烯回收率，一般采用低温膨胀机，或低温制冷机如乙烯机或甲烷机等。

低温制冷机通常由丙烯机、乙烯机和甲烷机串联，动设备台数较多，且各设备功率较小。为保证回收率需要将温度降至-120℃以下，常常采用低温膨胀机。由于丙烷脱氢反应生成气中含有大量氢气，利用低温膨胀制冷实际上是反应生成气压缩机压缩氢气膨胀制冷，由于氢气的分子量较小，压缩难度大，因此作为-100℃到-160℃的冷剂能耗较大。

发明内容

发明人在研究中发现，在丙烷脱氢反应生成气分离氢气过程中，可以通过混合冷剂制冷的方法，将反应生成气中的氢气与丙烯产品分离。本发明的目的是提供一种丙烷脱氢制丙烯反应生成气的分离装置及分离方法，该技术方案中，反应生成气本身不需节流膨胀制冷，仅通过调整合理的冷剂配比和操作参数，使反应气与混合冷剂换热，最终实现-160℃到-40℃的温度级位，在减少设备投资的提前下，达到充分回收丙烯产品的目的。

为了实现上述目的，本发明一方面提供一种丙烷脱氢制丙烯反应生成气的分离装置，该分离装置包括：混合冷剂压缩机、丙烯制冷系统，轻重冷剂分液罐、包括至少一个冷箱的冷箱序列；所述混合冷剂压缩机、丙烯制冷系统，轻重冷剂分液罐、冷箱序列顺次连接形成封闭回路；

所述轻重冷剂分液罐的罐顶设置有轻冷剂管线，所述轻冷剂管线依次连接冷箱序列中的每个冷箱后再反向连接所述冷箱序列中的每个冷箱，然后连接所述混合冷剂压缩机；所述轻重冷剂分液罐的罐底设置有重冷剂管线，所述重冷剂管线连接冷箱序列中的第一冷箱后与返回所述混合冷剂压缩机的轻冷剂管线混合；

每个冷箱出口连接气液分离装置，每个气液分离装置的气体出口与下一冷箱连接或与所对应的冷箱连接；当气液分离装置下游还有冷箱时，气体出口与下一冷箱连接，当气液分离装置下游没有冷箱时，即与该气液分离装置对应的冷箱为最后一个冷箱时，气体出口与所对应的冷箱即最后一个冷箱连接；

丙烷脱氢制丙烯反应生成气进气管线与所述丙烯制冷系统、冷箱序列依次连接。

本发明中，所述冷箱序列中的冷箱可以为一个或多个。本领域技术人员可根据需要确定冷箱数目。

根据本发明一种优选的具体实施方式，如图3所示，该分离装置包括：混合冷剂压缩机、丙烯制冷系统，轻重冷剂分液罐、一级冷箱、二级冷箱、三级冷箱、第一分液罐、第二分液罐以及第三分液罐；