一种丙烯与丙烷分离的装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种丙烯与丙烷分离的精馏装置，全塔热泵精馏系统包括塔顶流股压缩机、冷凝再沸换热器、塔顶流股回流泵和塔釜流股分离罐；精馏段热泵精馏系统包括精馏段流股压缩机、精馏段冷凝再沸换热器和精馏段流股回流泵；提馏段热泵精馏系统包括提馏段流股压缩机、提馏段流股回流泵和提馏段冷凝再沸换热器。在精馏段和提馏段设置有交错规整填料。交错规整填料为开窗导流规整填料，按等高度差交替排列；在一盘填料内，每相邻2-30片填料为一组填料单元；各组填料单元平行排列，每组填料单元相差同等高度为5％-75％填料高度，使填料呈锯齿状排列。通过多热泵精馏系统优化了塔内气液流股间的能量耦合，降低能耗30％，降低了工艺总投资。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种丙烯与丙烷的分离装置，主要涉及丙烷与丙烯分离的精馏装 置。 一种丙烯与丙烷分离的装置
【背景技术】
[0002] 烯烃的提纯在石化工业中可以称得上为蒸馏中耗能最大户，在美国年需能约 26_52X10 12kJ，其中丙烷-丙烯的分离尤为突出。由于这两种组分间相对挥发度较小，采用 常规燕馏方法时，设计的塔可高达90米，塔板数可在200块以上，回流比大于10,还要加压、 制冷等，所以耗能较多。丙烯基石化产品的快速发展极大地促进了丙烯消费量的大幅增长， 我国丙烯产量远不能满足市场需要。丙烯是三大合成材料的基本原料，在化工生产中扮演 着重要的角色。主要用于生产丙烯腈、异丙烯、丙酮和环氧丙烷等。近年来，丙烯进口量占 丙烯消费量的41%。由于能源价格上涨和新技术的不断开发利用，人们对这个问题才越来 越重视。
[0003] 提高催化裂化裂解深度、提高液态烃产率及其丙烯含量、改进气分装置分离效果 成为增产丙烯的有效途径之一。在以重油为原料生产汽油或柴油的催化裂化过程中，产生 气体中含有大量丙烯、丙烷。在分离丙烷、丙烯混合物时，通常使用高压精馏，可用冷却水冷 却产生回流，塔釜可用低压蒸汽或热水加热，设备简单。但由于两组分间的相对挥发度较 小，分离能耗较大。鉴于丙烷与丙烯难以分离的特点，本实用新型提供了一种丙烷、丙烯分 离的精馏方法，提高丙烷、丙烯的分离效率。
【发明内容】
[0004] 为了解决现有技术的不足，本实用新型提供一种丙烷与丙烯分离的精馏装置，具 体技术方案如下：
[0005] 本实用新型的一种丙烷与丙烯分离的装置；是全塔热泵精馏系统包括塔顶流股压 缩机（3)、冷凝再沸换热器（4)、塔顶流股回流泵（5)和塔釜流股分离罐￠);精馏段热泵精 馏系统包括精馏段流股压缩机（7)、精馏段冷凝再沸换热器（8)和精馏段流股回流泵（9); 提馏段热泵精馏系统包括提馏段流股压缩机（10)、提馏段流股回流泵（11)和提馏段冷凝 再沸换热器（12)。
[0006] 在精馏段和提馏段设置有交错规整填料。
[0007] 交错规整填料（2)为开窗导流规整填料，按等高度差交替排列；在一盘填料内，每 相邻2-30片填料为一组填料单元；各组填料单元平行排列，每组填料单元相差同等高度为 5 % -75 %填料高度，使填料呈锯齿状排列。
[0008] 本实用新型的流程如下：丙烷丙烯液化烃A进入丙烷丙烯分离精馏塔（1)，塔顶气 相流股经塔顶流股压缩机（3)提高压力温度后进入到塔底冷凝再沸换热器（4)中与塔底液 相流股进行换热，通过热泵（5) -部分回流进入丙烷丙烯分离塔（1)塔顶，一部分作为产品 丙烯B产出；经过换热，塔底液相流股受热部分汽化，进入塔釜流股分离罐（6)中，罐中气相 流体重新进入丙烷丙烯分离精馏塔（1)底部，液相作为产品丙烷C采出；精馏段顶部气体经 精馏段流股压缩机（7)后进入精馏段冷凝再沸换热器（8)中进行换热，由精馏段流股回流 泵（9)流回塔内；换热后流股再次循环进入丙烷丙烯分离精馏塔（1)中；精馏段底部气体 经提馏段流股压缩机（10)后进入提馏段冷凝再沸换热器（12)中进行换热，由提馏馏段流 股回流泵（11)流回塔内。换热后流股再次循环进入丙烷丙烯分离精馏塔（1)中。
[0009] 所述含有多热泵系统的丙烷丙烯精馏塔（1)操作压力为L 6-2. 2Mpa，操作温度为 30-50。。。
[0010] 本实用新型方法所使用的新型交错规整填料（2)由于其交错排列方式，使气相流 体离开填料盘时气体通道变大，气速降低，具有过渡作用，降低压降，提高通量。新型交错规 整填料（2)的锯齿状排列方式同时增强了填料的集液能力。本实用新型所使用开窗导流填 料以锯齿状排列优化了气液两相在塔内的径向分布，提高填料的分离效率30%。
[0011] 液化烃经液化烃罐由液态烃精料泵进入丙烷丙烯分离精馏塔内，丙烯从塔顶排 出，丙烷从塔底排出；塔顶丙烯浓度为99. 0-99. 9% (mol)，塔底丙烯浓度为1.5-3% (mol); 新型交错规整填料为开窗导流规整填料按高度交替排列，在一盘填料内，每两片填料为一 组填料单元；填料单元平行排列，每组填料单元相差同等高度（5% -75%填料高度），使其 呈锯齿状排列。使用新型交错规整填料4作为填料，优化了精馏塔内部气液径向分布，使气 相流量在填料盘间得到缓冲，并对液相流体具有集液作用，提高了丙烯、丙烷的分离效率。 通过多热泵精馏系统优化了塔内气液流股间的能量耦合，降低能耗。本实用新型方法与传 统方法相比，降低能耗30%，降低了工艺总投资。
【专利附图】
【附图说明】
[0012] 图1 :本实用新型的装置图；
[0013] 图2 :交错规整填料示意图；
[0014] 图3 :交错规整填料立体图；
[0015] 其中：1_丙烷丙烯分离精馏塔；2-新型交错规整填料；3-塔顶流股压缩机；4-冷 凝再沸换热器；5-塔顶流股回流泵；6-塔釜流股分离罐；7-精馏段流股压缩机；8-精馏段 冷凝再沸换热器；9-精馏段流股回流泵；10-提馏段流股压缩机；11-提馏段流股回流泵； 12-提馏段冷凝再沸换热器。A-丙烷丙烯液化烃；B-丙烯；C-丙烷，D-填料单元间相差高 度。
[0016] 具体实施实例
[0017] 下面结合附图进行说明：
[0018] 全塔热泵精馏系统包括塔顶流股压缩机（3)、冷凝再沸换热器（4)、塔顶流股回流 泵（5)和塔釜流股分离罐￠);精馏段热泵精馏系统包括精馏段流股压缩机（7)、精馏段冷 凝再沸换热器（8)和精馏段流股回流泵（9);提馏段热泵精馏系统包括提馏段流股压缩机 (10) 、提馏段流股回流泵（11)和提馏段冷凝再沸换热器（12)。
[0019] 本实用新型以丙烷丙烯分离精馏塔（1)作为分离装置，对丙烷、丙烯两种沸点相 近的液化烃进行精馏分离。丙烷丙烯分离精馏塔（1)使用新型交错规整填料（2)，优化了精 馏塔内部气液径向分布，使气相流量在填料盘间得到缓冲，并对液相流体具有集液作用，提 高了丙烯、丙烷的分离效率。
[0020] 实例 1 :
[0021] 液化烃A进入丙烷丙烯分离精馏塔（1)，塔顶气相流股经塔顶流股压缩机（3)提高 压力温度后进入到塔底冷凝再沸换热器（4)中与塔底液相流股进行换热，通过泵（5) -部 分回流进入丙烷丙烯分离塔（1)塔顶，一部分作为产品丙烯B产出。经过换热，塔底液相流 股受热部分汽化，进入塔釜流股分离罐（6)中，罐中气相流体重新进入丙烷丙烯分离精馏 塔（1)底部，液相作为产品丙烷C采出。丙烷丙烯分离精馏塔（1)的精馏段与提馏段同时 设有两套热泵精馏系统。精馏段顶部气体经精馏段流股压缩机（7)后进入精馏段冷凝再沸 换热器（8)中进行换热。换热后流股再次循环进入丙烷丙烯分离精馏塔（1)中。精馏段底 部气体经提馏段流股压缩机（10)后进入提馏段冷凝再沸换热器（12)中进行换热。换热后 流股再次循环进入丙烷丙烯分离精馏塔（1)中。
[0022] 原料液化烃中含丙烯为60% (mol)，丙烷丙烯分离精馏塔塔高60m，操作压力 1. 7Mpa，操作温度为30°C。所使用新型交错规整填料（4)，每相邻2片填料为一组填料单 元，每组填料单元相差同等高度，相差高度为填料单元高度的5%。塔顶丙烯浓度为99. 3% (mol)，塔底丙烯浓度为1.7% (mol)。能耗降低35%。
[0023] 实例 2 :
[0024] 原料液化烃中含丙烯为65% (mol)，丙烷丙烯分离精馏塔塔高50m，操作压力 1. 8Mpa，操作温度为40°C。所使用新型交错规整填料（4)，每相邻10片填料为一组填料 单元，每组填料单元相差同等高度，相差高度为填料单元高度的50%。塔顶丙烯浓度为 99. 7 % (mol)，塔底丙烯浓度为2. 6% (mol)。能耗降低30%。
[0025] 实例 3 :
[0026] 原料液化烃中含丙烯为70% (mol)，丙烷丙烯分离精馏塔塔高100m，操作压力 2. 2Mpa，操作温度为50°C。所使用新型交错规整填料（4)，每相邻30片填料为一组填料 单元，每组填料单元相差同等高度，相差高度为填料单元高度的75%。塔顶丙烯浓度为 99.8% (mol)，塔底丙烯浓度为1.6 % (mol)。能耗降低30 %。
【权利要求】
1. 一种丙烷与丙烯分离的装置；其特征是全塔热泵精馏系统包括塔顶流股压缩机 (3)、冷凝再沸换热器（4)、塔顶流股回流泵（5)和塔釜流股分离罐（6);精馏段热泵精馏系 统包括精馏段流股压缩机（7)、精馏段冷凝再沸换热器（8)和精馏段流股回流泵（9);提馏 段热泵精馏系统包括提馏段流股压缩机（10)、提馏段流股回流泵（11)和提馏段冷凝再沸 换热器（12)。
2. 如权利要求1所述的装置，其特征是在精馏段和提馏段设置有交错规整填料。
3. 如权利要求2所述的装置，其特征是交错规整填料（2)为开窗导流规整填料，按等高 度差交替排列；在一盘填料内，每相邻2-30片填料为一组填料单元；各组填料单元平行排 列，每组填料单元相差同等高度为5% -75%填料高度，使填料呈锯齿状排列。
【文档编号】C07C11/06GK203890267SQ201420237447
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年5月9日 优先权日:2014年5月9日
【发明者】刘春江, 高飞, 丁晖殿, 宋宁, 袁希钢 申请人:天津大学