一种粗乙烯的干燥工艺、装置及由此得到的乙烯产品的制作方法

本发明涉及化工处理，具体涉及一种粗乙烯的干燥工艺、装置及由此得到的乙烯产品。

背景技术：

1、乙烯是世界上产量最大的化学产品之一，乙烯工业是石油化工产业的核心，在国民经济中占有重要地位，世界上已将乙烯产量作为衡量一个国家石油化工发展水平的重要标志之一。而我国煤资源储量大，通过煤基甲醇制烯烃、煤基乙醇脱水制取乙烯，可以拓展乙烯原料来源，减小对石油的依赖，并保证烯烃资源的多渠道供给。

2、在乙烯的生产过程中，为避免水分在低温分离系统中结冰或形成水合物，堵塞管道和设备，需要对裂解气、氢气和粗乙烯进行脱水处理，以保证乙烯生产装置的稳定运行，并保证乙烯产品中的水分达到规定值。现有的水分离方法是采用3a分子筛干燥，通过设置两台干燥器，一开一备，达到干燥粗乙烯的目的。但该方法存在如下缺陷：第一，分子筛需要定期更换，平均寿命只有3年；第二，两台干燥器需要频繁切换，虽然可以设置顺控系统，但仍有一定安全风险；第三，当无副产燃料气作为再生气时，需采用氮气再生，会消耗大量氮气，同时造成物料损失；第四，干燥器床层压降较大，会增加压缩机功率，增大能耗。

3、中国专利文献cn102712556a公开了一种从包含水的乙烯流中去除水的方法，该方法利用液体乙醚流与包含水的乙烯流接触，从分离容器中回收具有降低水含量的乙烯流，并回收具有增加水含量的液体乙醚流。该技术利用乙醚作为除水剂，由于乙醚是非极性物质，微溶于水，经模拟计算研究发现，乙醚并不能有效除去乙烯中的水分，反而因为乙醚和乙烯同属于非极性物质，乙烯的纯度会受到影响；虽然在该技术的优选实施方案中，液体乙醚流中还可以含有其它溶剂如甲醇、乙醇、乙二醇等，但目的是抑制乙烯流中存在的组分生成水合物。另外，该技术没有披露增加水含量后的液体乙醚流该如何处理，这股物料中可能含有乙烯，若不加以回收，势必会降低除水后的乙烯含量。此外，该技术并不宜用于甲醇制烯烃的粗乙烯气干燥，这是因为甲醇制烯烃的粗乙烯气中并不含有乙醚，额外引进乙醚后会降低原粗乙烯气的品质。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种粗乙烯的干燥工艺，以解决现有技术对粗乙烯的除水效果差、除水后的乙烯纯度低、不能用于甲醇制烯烃工艺生产的粗乙烯气的除水。

2、本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

3、根据本发明实施例，第一方面，本发明提供了一种粗乙烯的干燥工艺，包括如下步骤：将粗乙烯气流和吸收液分别引入第一精馏塔中，使得所述粗乙烯气流和所述吸收剂在所述第一精馏塔中充分接触，在所述第一精馏塔塔顶收集第一气相物流，在所述第一精馏塔塔底收集第一液相物流；其中，

4、所述吸收液为极性有机溶剂；

5、在所述第一精馏塔的第n块理论塔板侧线采出第二液相物流，经第二冷却器降温后回流至所述第一精馏塔中的第n块理论塔板上；

6、所述第一精馏塔的理论塔板数为n，n和n都是正整数，且0.1<n/n<0.8。

7、在本发明的一些实施例中，所述极性有机溶剂选自甲醇、乙醇、乙二醇、环氧乙烷中的至少一种。

8、在本发明的一些实施例中，所述第二液相物流在降温前后的温度差为1℃～10℃。

9、在本发明的一些实施例中，所述第二冷却器的进口温度为-19℃～40℃，出口温度为-20℃～39℃。

10、在本发明的一些实施例中，所述第二液相物流与所述粗乙烯气流的流量比为5～50。

11、在本发明的一些实施例中，所述第一精馏塔的塔底操作压力为1.43mpag～2.43mpag，塔底操作温度为20℃～50℃。

12、在本发明的一些实施例中，n＝5～30，n＝2～25。

13、在本发明的一些实施例中，所述粗乙烯气流与所述吸收液的流量比为3～50。

14、在本发明的一些实施例中，所述第一精馏塔的塔顶操作压力为1.4mpag～2.4mpag，塔顶操作温度为-15℃～20℃。

15、在本发明的一些实施例中，所述粗乙烯气流来自乙醇脱水制乙烯工艺或者甲醇制烯烃工艺。

16、在本发明的一些实施例中，所述第一气相物流经冷凝器冷却后，得到干燥后的乙烯和第三液相物流，将所述第三液相物流全回流至所述第一精馏塔中。

17、在本发明的一些实施例中，所述粗乙烯的干燥工艺还包括将所述第一液相物流引入第二精馏塔中，控制所述第二精馏塔的塔顶操作压力为0.4mpag～1.4mpag，塔顶操作温度为15℃～40℃，在所述第二精馏塔塔顶收集第二气相物流，并与所述粗乙烯气流合并。

18、在本发明的一些实施例中，所述第二精馏塔的理论塔板数为5～30；和/或，

19、所述第二精馏塔的塔底再沸器的进口温度为70℃～150℃，出口温度为80℃～160℃。

20、根据本发明实施例，第二方面，本发明还提供了一种用于所述粗乙烯的干燥工艺的装置，包括依次连接设置的压缩机、第一冷却器和第一精馏塔；

21、所述第一精馏塔的第n块理论塔板侧线连接有第二冷却器，用于对所述第二液相物流进行降温处理；

22、所述第一精馏塔的塔顶连接有冷凝器，用于冷却所述第一气相物流。

23、在本发明的一些实施例中，所述装置还包括第二精馏塔，所述第二精馏塔的进口与所述第一精馏塔的塔底出口相连接，所述第二精馏塔的塔顶出口连接所述压缩机的进口；

24、所述第二精馏塔的塔底连接有再沸器，用于加热所述第二精馏塔的塔底物料。

25、根据本发明实施例，第三方面，本发明还提供了由所述粗乙烯的干燥工艺得到的乙烯产品，对于乙醇脱水制乙烯工艺而言，所述乙烯产品的化学组成以质量百分比计包括：乙烯99.7％～99.94％，乙醚0.01％～0.2％，乙醇0.04％～0.1％和水0.1ppm～1ppm；或者，对于甲醇制烯烃工艺而言，所述乙烯产品的化学组成以质量百分比计包括：乙烯40％～45％，丙烯40％～50％，甲醇0.1％～1％和水0.1ppm～1ppm。

26、本发明的技术方案，具有如下有益效果：

27、1、本发明提供的粗乙烯的干燥工艺，采用极性有机溶剂作为吸收液，一方面能够防止粗乙烯气流中的乙烯与水形成乙烯水合物而堵塞管道和设备，另一方面在吸收过程中配合降温，可以及时移除热量，从而提高吸水效果，大幅降低粗乙烯气流中的水含量，更重要的是本发明的干燥工艺还能一并吸收粗乙烯气流中乙醇和乙醚等杂质，显著提高干燥后的乙烯纯度，并且还能适用于甲醇制烯烃工艺生产的粗乙烯气的除水。

28、本发明的干燥工艺经过反复测算和实验发现，在第一精馏塔的第n块理论塔板侧线采出第二液相物流，降温后回流至第一精馏塔中，n与第一精馏塔理论塔板数n之间满足0.1<n/n<0.8时，能够有效提高吸收液的吸水效果。

29、2、本发明提供的粗乙烯的干燥工艺，优选吸收液为甲醇、乙醇、乙二醇，相较于乙醚，能够更好地吸收粗乙烯气中的水分以及乙醚等杂质，不仅保证了除水效果，同时也能够提高乙烯纯度。

30、3、本发明提供的粗乙烯的干燥工艺，进一步限定第二液相物流在降温前后的温度差为1℃～10℃，从而可以更好地移除吸收过程中的热量，从而提高了除水效果。

31、4、本发明提供的粗乙烯的干燥工艺，还包括将第一液相物流引入第二精馏塔中，分离得到含乙烯的第二气相物流，将其粗乙烯气流合并再次进行干燥处理，由此可以回收乙烯，避免除水后乙烯含量下降。

32、进一步地，本发明的第二精馏塔采用低压汽提的方式，使气相返回压缩机入口重新增压后再进入第一精馏塔回收乙烯，而不是高压汽提直接进吸收塔，相比而言，低压汽提工艺的能耗更低。

33、5、本发明提供的用于粗乙烯的干燥工艺的装置，同样具有上述优点，不再赘述。

34、6、本发明利用粗乙烯的干燥工艺得到的乙烯产品中，乙醇、乙醚、水等杂质的含量很少，乙烯纯度高，具有更好的经济价值。