一种甲醇制烯烃气体分离工艺流程的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明适用于氧化物制烯烃，烃类裂解，烃类催化反应制取烯烃，同时也适应于传统的石油化工乙烯领域。
技术背景
[0002]石油化学工业中大多数中间产品和最终产品均以烯烃和芳烃为基础原料。乙烯装置是生产烯烃(乙烯、丙烯、丁二烯)和芳烃的主要生产装置。过去主要由石脑油经管式炉热裂解生产烯烃，近年来由于石油资源紧缺，甲醇制烯烃技术逐步得到了发展，并且进入了工业化阶段。甲醇制烯烃技术由反应技术和分离技术组成。反应技术以催化剂的研制和反应器开发设计为核心，以甲醇为原料生产烯烃混合物；分离技术则是以反应产物为原料，经杂质脱除、压缩、分离等过程生产聚合级乙烯和丙烯产品，其核心是分离流程的开发与设
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[0003]通过甲醇转化制取低碳烯烃气体，其产物与乙烯装置中石脑油、烃类裂解制烯烃的产物相似，都由氢、甲烷、碳二、碳三、碳四、碳五及以上成份组成，组成比例有一定的差异，甲醇制烯烃装置中氢、甲烷含量较低，碳五以上的烃类很少。因此，所采用的分离工艺流程与现行乙烯装置相比流程简单、设备台数较少，不需要深冷分离，不需要甲烷或乙烯制冷机，只需要丙烯制冷即可。基于甲醇制烯烃的气体组成特点，其分离工艺流程适宜于采用乙烯装置50、60年代曾经采用过的油吸收分离工艺。
[0004]目前在国内已经工业化的神华包头MTO装置即采用的是油吸收分离方法。油吸收分离工艺与深冷分离之间的差别主要在于脱除气体混合物中的氢和甲烷的方法不同。深冷分离是采用低温分凝和低温分馏的方法从裂解气中分离氢和甲烷，所需低温条件可达到-90°C以下(高压脱甲烷塔顶温度达到_99°C，低压脱甲烷塔顶温度达到_134°C)。油吸收法一般利用C3、C4、C5和芳烃馏分作为吸收剂吸收裂解气中的碳二及以上烃类而从裂解气中分离出甲烷和氢，但所需低温条件可在-40°C以上，因此整个装置只需配置-40°C的丙烯制冷系统，使制冷系统大为简化，同时可避免使用深冷分离所涉及的低温钢。
[0005]但是由于油吸收法采用大量循环的吸收剂，其能耗较高，而且在塔顶甲烷、氢馏分中乙烯和丙烯损失较大。根据王松汉主编的《乙烯装置技术》、《乙烯工艺与技术》等书中关于油吸收技术的描述，生产I吨烯烃油吸收分离法的能耗约为深冷法的1.5倍，其次，甲烷、氢馏分中乙烯和丙烯损失可能高达3%?6%，而且由于裂解温度高，产生了较多易结焦的二烯烃。因此，油吸收法在20世纪60年代几乎全部被深冷分离法取代。
[0006]20世纪60年代以后，对油吸收法的研宄和改进一直在进行。北京化工研宄院从20世纪70年代开始进行裂解气中冷油吸收的研宄，当时开发的中冷油吸收技术主要用于分离蓄热炉裂解气和管式炉裂解气得到乙烯和丙烯，在国内常州化工厂、北京化工三厂等建立了 10多套装置。该技术工艺流程包括:裂解、压缩、脱除酸性气体、除炔烃、C3油吸收、C2馏分分离和C3馏分分离。其关键点是采用脱乙烷塔塔釜碳三为主的物料作为吸收剂在吸收塔吸收C2及以上的重组分，分离出甲烷、氢等不凝气体，同时采用膨胀机和冷箱回收尾气中的轻烃。该技术对传统的油吸收法作了一定的改进，乙烯和丙烯的回收率提高，吸收剂的用量有一定程度的减少，但该技术主要还是靠后系统(脱乙烷塔底)的物料循环作为吸收剂，能耗并未得到实质性的降低。
[0007]Brown&Root提出的油吸收分离工艺(ALCET)，采用前脱碳三前加氢及溶剂吸收相结合的工艺。吸收剂采用的是以C5为主的吸收剂。该工艺与传统油吸收工艺相比能耗有所降低，但脱甲烷塔的分离主要依靠循环吸收剂，为保证较好的烯烃吸收率，通常需要的循环吸收剂的量都比较大。
[0008]中国环球化学工程公司开发了一种分离烃类混合物的的溶剂吸收法专利(99122104.4)，选择一种由C5为主要成份的烃类混合物作为吸收剂，进行溶剂吸收和分离。该法与Brown&Root的ALCET油吸收工艺类似。此外，吸收剂也是靠后面解析塔解析出。
[0009]除了上述列出的一些油吸收工艺外，近年，还有一些专利商对甲醇制烯烃的分离技术进行了研宄，基本上以油吸收为主，采用后系统循环返回的单股吸收剂吸收C2及以上的重组分。如中国专利200780003084.2采用碳四为主的吸收剂、中国专利201010607679.2采用后系统循环回的乙烷、丙烷或乙烷/丙烷混合物作吸收剂。这些技术所采用的吸收剂基本都来源于后系统，作为单股吸收剂进入到吸收塔(脱甲烷塔)。为获得较高的烯烃回收率，均需要保证一定的循环吸收剂的量，而循环吸收剂的量对分离系统的投资和能耗有较大的影响。
【发明内容】
[0010]为了克服传统油吸收分离工艺和现行轻烃分离工艺的缺陷，本发明提供一种设备投资少、能耗低、烯烃回收率高的非深冷的低碳烃分离方法。
[0011]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种采用前脱碳三的烯烃气体分离工艺，脱甲烷塔选择了两股不同的吸收剂，从上部不同位置进入，且其中一股主要吸收剂是从脱甲烷塔之前分离出的，不需要循环，包括以下步骤:
[0012](I)经压缩、干燥、冷却后的甲醇制烯烃反应气，进入高低压脱丙烷塔，实现碳三与碳四组分的清晰分割，高压脱丙烷塔塔顶组分，经增压预冷后进入吸收剂分离塔，低压脱丙烷塔塔釜物料进入脱丁烷塔；
[0013](2)吸收剂分离塔对反应气进行初步分离，塔顶物料经冷却后进入脱甲烷塔，塔釜物料经冷却后作为主要的吸收剂从上部进入脱甲烷塔，来自后系统的碳二、碳三组分或其烃类混合物，作为第二股吸收剂进入脱甲烷塔；
[0014](3)脱甲烷塔实现碳一与碳二组分的清晰分割，塔顶物料回收冷量后进入燃料气系统，塔釜物料进入脱乙烷塔，物料在脱乙烷塔内进行碳二与碳三组分的清晰分割，塔顶物料进入乙烯精馏塔，塔釜物料进入丙烯精馏塔。
[0015]步骤(2)中所述的脱甲烷塔的第二股吸收剂来自于脱乙烷塔侧线或塔釜采出的物料，丙烯精馏塔侧线或塔釜采出的物料，乙烯精馏塔侧线或塔釜采出的物料，或者以上物料不同配比的混合物。
[0016]与现有技术相比，本发明的积极效果是:
[0017](I)脱甲烷塔采用两股吸收剂，渐进吸收模式不仅增强了脱甲烷塔的吸收效果，同时降低了投资和能耗。
[0018](2)本发明的一股主要吸收剂来自脱甲烷塔之前，该股吸收剂本身是待分离的馏分混合物，避免了吸收剂主要来自后系统循环带来的能耗的增加。
[0019](3)为了进一步提高烯烃的回收率，本发明的第二股量比较小的吸收剂来自脱乙烷塔、乙烯精馏塔或丙烯精馏塔系统，主要成份为碳二、碳三及烃类混合物，该吸收剂的特点在于可以根据原料气的特征优化出不同配比的吸收剂，增强烯烃的吸收效果，降低能耗。
【附图说明】
[0020]本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中:
[0021]图1为实施例示意图
【具体实施方式】
[0022]甲醇经催化反应制取的反应气经逐级升压、干燥、冷却后进入高低压脱丙烷塔系统，物料在高低压脱丙烷塔中实现碳三和碳四组分的清晰分割，低压脱丙烷塔塔底分出碳四及其更重的组份，进入脱丁烷塔系统，高压脱丙烷塔塔顶分出碳三及其更轻的组分，经进一步压缩冷却后进入吸收剂分离塔，物料在吸收剂分离塔中对碳二和部分碳三进行初步分离。吸收剂分离塔塔顶气相冷凝到_37°C，从塔的上部进入脱甲烷塔，吸收剂分离塔塔釜液相经冷却到_37°C，作为吸收剂从脱甲烷塔上部进入到脱甲烷塔中。脱甲烷塔的第二股吸收剂来自于丙烯精馏塔塔釜，物料在脱甲烷塔中分离碳一和碳二组份，脱甲烷塔塔顶气相，回收冷量后进入燃料气系统，塔釜物料送入脱乙烷塔，经脱乙烷塔塔顶分离出碳二组分去乙烯精馏塔，精馏制取纯度为99.96%的乙烯产品，脱乙烷塔塔釜物料送入丙烯精馏塔，精馏制取纯度为99.6%的丙
[0023]烯产品，丙烯精馏塔塔釜抽出一股物料，经冷却后进入脱甲烷塔，作为脱甲烷塔的第二股吸收剂。
【主权项】
1.一种甲醇制烯烃气体分离工艺流程，其特征在于:采用前脱碳三工艺，脱甲烷塔选择了两股不同的吸收剂，从上部不同位置进入，且其中一股主要吸收剂是从脱甲烷塔之前分离出的，不需要循环，包括以下步骤: (1)经压缩、干燥、冷却后的甲醇制烯烃反应气，进入高低压脱丙烷塔，实现碳三与碳四组分的清晰分割，高压脱丙烷塔塔顶组分，经增压预冷后进入吸收剂分离塔，低压脱丙烷塔塔釜物料进入脱丁烷塔； (2)吸收剂分离塔对反应气进行初步分离，塔顶物料经冷却后进入脱甲烷塔，塔釜物料经冷却后作为主要的吸收剂从上部进入脱甲烷塔，来自后系统的碳二、碳三组分或其烃类混合物，作为第二股吸收剂从上部进入脱甲烷塔； (3)脱甲烷塔实现碳一与碳二组分的清晰分割，塔顶物料回收冷量后进入燃料气系统，塔釜物料进入脱乙烷塔，物料在脱乙烷塔内进行碳二与碳三组分的清晰分割，塔顶物料进入乙烯精馏塔，塔釜物料进入丙烯精馏塔。2.根据权利要求1所述的一种甲醇制烯烃气体分离工艺流程，其特征在于:步骤(2)中进入脱甲烷塔的第二股吸收剂，来自于脱乙烷塔侧线或塔釜采出的物料。3.根据权利要求1所述的一种甲醇制烯烃气体分离工艺流程，其特征在于:步骤(2)中进入脱甲烷塔的第二股吸收剂，来自于丙烯精馏塔侧线或塔釜采出的物料。4.根据权利要求1所述的一种甲醇制烯烃气体分离工艺流程，其特征在于:步骤(2)中进入脱甲烷塔的第二股吸收剂，来自于乙烯精馏塔侧线或塔釜采出的物料。5.根据权利要求1所述的一种甲醇制烯烃气体分离工艺流程，其特征在于:步骤(2)中进入脱甲烷塔的第二股吸收剂，可以是脱乙烷塔侧线或塔釜采出的物料、丙烯精馏塔侧线或塔釜采出的物料和乙烯精馏塔侧线或塔釜采出的物料不同配比的混合物。
【专利摘要】本发明公开了一种甲醇制烯烃气体分离工艺，采用前脱碳三工艺，并在脱甲烷塔之前设置吸收剂分离塔，对物料进行初步分离，脱甲烷塔选择了两股不同的吸收剂，从上部不同位置进入，主要吸收剂为吸收剂分离塔塔釜物料，另一股吸收剂来自后系统的碳二、碳三或其烃类混合物。与现有技术相比，本发明具有投资小，能耗低，物料回收率高，操作简便的特点。
【IPC分类】C07C11/04, C07C11/06, C07C7/00, C07C7/04
【公开号】CN104926585
【申请号】CN201510031028
【发明人】陈明辉, 王松汉, 张红, 李莉, 沈俊, 肖海焕, 严政, 宋作玉, 鲁耀, 秦丽英, 李慧
【申请人】中石化上海工程有限公司, 北京麦科直通石化工程设计有限公司
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年1月22日