[发明专利]一种耦合式烷烃催化脱氢反应产物的分离方法和装置

权利要求书

1.一种耦合式烷烃催化脱氢反应产物的分离方法，其特征在于，包括以下步骤：

将烷烃催化脱氢反应器出口的反应产品气输入冷箱系统，得到冷却后产品；

将所述冷却后产品输入N级串联的气液分离罐进行气液分离，之后：

将第1～N-1级得到的气相产品重新输入冷箱系统；

将1～N级得到的液相产品收集后复热送出冷箱系统，之后通过分离塔实现液相产品不同碳数产物的分离；

将第N级气液分离罐罐顶得到的循环气与新鲜丙烷按预设的氢/烃比经M级混合并在冷箱系统中经节流蒸发，向冷箱系统提供冷量，复热后送出冷箱系统，其中M≤N；

将脱乙烷塔塔顶尾气引入冷箱系统，向冷箱系统提供冷量，复热后送出冷箱系统；

所述冷箱系统的冷量还来自外部制冷循环系统。

2.根据权利要求1所述的一种耦合式烷烃催化脱氢反应产物的分离方法，其特征在于，所述冷箱系统中的换热器的串联级数与所述N级分离罐级数相等且逐级匹配，所述冷箱系统由其中一级或多级构成预冷段，其余构成深冷段。

3.根据权利要求2所述的一种耦合式烷烃催化脱氢反应产物的分离方法，其特征在于，新鲜丙烷流量的60％～100％分配给预冷段，其余分配给深冷段，且应满足分配流量与新鲜丙烷温度等级按照负相关匹配。

4.根据权利要求2所述的一种耦合式烷烃催化脱氢反应产物的分离方法，其特征在于，所述外部制冷循环系统包括：向预冷段提供冷量的预冷制冷循环系统和向深冷段段提供冷量的深冷制冷循环系统。

5.根据权利要求4所述的一种耦合式烷烃催化脱氢反应产物的分离方法，其特征在于，所述预冷制冷循环系统中的制冷剂为氨、乙烷、乙烯、丙烯、丙烷、丁烷、戊烷中一种或多种的组合；

所述深冷制冷循环系统中的制冷剂为氮气、甲烷、乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、丁烷中多种的组合。

6.根据权利要求1所述的一种耦合式烷烃催化脱氢反应产物的分离方法，其特征在于，所述循环气流量与预设氢/烃比呈正比匹配；

当预设的氢/烃比为零时，循环气流量设置为零，此时新鲜丙烷仅在预冷段对应的级数节流蒸发。

7.根据权利要求1所述的一种耦合式烷烃催化脱氢反应产物的分离方法，其特征在于，所述脱乙烷塔塔顶尾气经冷箱系统冷却至第N级分离的温度后节流返回冷箱系统，复热后送出冷箱系统。

8.一种耦合式烷烃催化脱氢反应产物的分离装置，其特征在于，包括：

冷箱系统，分别与烷烃催化脱氢反应器出口、分离塔塔顶尾气出口连接，并与新鲜丙烷储罐连接，所述冷箱系统包括预冷段和深冷段；

预冷制冷循环系统，与所述预冷段换热式连接，向烷烃催化脱氢反应器出口的反应产品气的预冷冷却分离过程提供冷量；

深冷制冷循环系统，与所述深冷段换热式连接，向烷烃催化脱氢反应器出口的反应产品气的深冷冷却分离过程提供冷量；

N级分离罐，与所述冷箱系统连接并逐级匹配，第N级分离罐罐顶得到的循环气与新鲜丙烷按预设的氢/烃比经M级混合并输入冷箱系统，其中M≤N，分离罐1～N级得到液相产品的出口依次与液体产品罐、分离塔连接，实现不同碳数产物的分离。

9.根据权利要求8所述的一种耦合式烷烃催化脱氢反应产物的分离装置，其特征在于，所述液体产品罐罐顶还设置降膜冷凝器；

所述分离塔为脱乙烷塔；

所述冷箱系统包括多级板翅式换热器。

10.根据权利要求9所述的一种耦合式烷烃催化脱氢反应产物的分离装置，其特征在于，所述预冷制冷循环系统还分别与脱乙烷塔的冷凝器、降膜冷凝器、深冷制冷循环系统换热式连接。