[發明專利]一種高低壓雙塔精餾脫甲烷、乙烯工藝

有效

• 申請號: 201310744086.4
• 申請日: 2013-12-19
• 公開（公告）號: CN103694072A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 劉學線;鞏傳志;楊素珍;張木蘭;郭曉宇;楊曉光;王偉東;王艷紅;栗國富;潘秀亮
• 申請（專利權）人: 中國石油集團東北煉化工程有限公司吉林設計院
• 主分類號: C07C7/04
• 分類號: C07C7/04;C07C11/04;C07C11/06;C07C9/04;C07C1/20
• 代理公司: 吉林市達利專利事務所 22102
• 代理人: 鄭殿貴

技術領域

本發明涉及一種石油化工生產工藝，更具體地說，涉及一種生產甲烷、乙烯工藝。

背景技術

在甲醇制丙烯領域，丙烯是該工藝的主要目的產品，同時該工藝也可副產部分乙烯產品。為提高丙烯收率，甲醇制丙烯工藝需要將大部分乙烯副產物作為循環物料返回甲醇制丙烯反應器，與甲醇進一步發生甲基化反應生成丙烯。循環乙烯純度一般不作嚴格要求。

傳統低碳烯烴生產工藝，從乙烯、甲烷和氫氣等工藝氣體中分離乙烯產品需采用低溫分離工藝，設置以乙烯為制冷劑的冰機、使輕烴升壓的壓縮機，在較高的操作壓力和低于-100℃溫度下實現乙烯的分離。甲醇制丙烯工藝中，一般乙烯的產量僅占丙烯產量的不到5％，若采用常規工藝分離乙烯產品，需要較高的設備投資和較大的能耗，分離成本高。

因此，有必要發明一種針對甲醇制丙烯工藝的全新甲烷、乙烯分離新技術。

提供一種從甲烷、乙烯、丙烯和丙烷等混合物系中高效分離乙烯、丙烯的新工藝。該工藝采用丙烯作制冷劑，在操作壓力低于2.8MPaG的條件下，可將甲烷、乙烯等輕組分與丙烯、丙烷高效分離，并為后續得到高純度乙烯、丙烯產品創造了條件。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術之不足，提供一種從甲烷、乙烯、丙烯和丙烷的混合氣體中高效分離乙烯、丙烯的工藝。該工藝只需采用丙烯作制冷劑，在操作壓力低于2.8MPaG的條件下，將甲烷、乙烯、丙烯等有效分離。

本發明工藝適用于甲醇制丙烯工藝，是在較低的反應氣體壓縮機出口壓力和相對較高的分離溫度下，獲得反應過程需要大量的乙烯循環。

一種高低壓雙塔精餾脫甲烷、乙烯工藝，其特征在于：

C1～C3輕烴在脫甲烷塔的中部進料，C1～C3輕烴，其中甲烷5％～15％、乙烯22％～42％、丙烯40％～60％及少量的氫氣、一氧化碳，經干燥脫水、逐級預冷降溫至-8～-35℃后進入脫甲烷塔。脫甲烷塔的操作壓力控制在1.7～2.4MPaG、塔頂溫度-32～-41℃，塔釜溫度10～22℃，理論塔板數為35塊以上；塔釜熱量由熱虹吸再沸器提供；脫甲烷塔塔頂脫除全部的甲烷、部分C2烴，塔釜液為C2～C3烴；

C2～C3烴類經過脫甲烷塔的塔底泵，加壓送入脫乙烷塔，脫乙烷塔操作壓力控制在2.5～2.8MPaG、塔頂溫度-10～-18℃，塔釜溫度58～70℃，理論塔板數為35塊以上；塔釜熱量由熱虹吸再沸器提供；脫乙烷塔塔頂部得到C3含量小于0.2％的乙烯和乙烷，塔底為C2含量小于0.4％的丙烯與丙烷；

采用低于-20℃的丙烯制冷劑，使脫乙烷塔塔頂的乙烯和乙烷氣相在冷凝器中冷凝，冷凝液進入回流罐，經回流泵抽出加壓，一部分作為脫乙烷塔頂回流，回流比R1為1～5；一部分凝液作為脫甲烷塔頂進料，以控制脫甲烷塔頂氫氣、甲烷中基本不含丙烯成分；一部分作為后續乙烯精餾塔的進料，生產合格的乙烯產品；其余乙烯和乙烷則送至上游反應單元循環反應，以增加丙烯產量。脫乙烷塔塔底部為丙烷和丙烯，經后續分離得到丙烯產品。

本發明的優點是：

無需額外的壓縮機使輕烴進一步升壓，輕烴氣體進料壓力不低于2.0MPaG即可滿足本工藝要求。

將部分脫乙烷塔塔頂凝液作為脫甲烷塔塔頂回流，可以靈活控制循環脫甲烷塔塔頂循環烴組成，這樣在乙烯轉化率波動時，通過調節循環回到甲醇制丙烯反應器的乙烯量，保證乙烯產品的產量。

甲烷、乙烯的分離過程無需過低溫度的冷劑，裝置無需設置以乙烯為冷劑的制冷壓縮機，降低了運行成本及投資。

圖1為本發明的高低壓雙塔精餾脫甲烷、乙烯結構示意圖。

圖中有脫甲烷塔1、塔底泵2、脫乙烷塔3、回流罐4、冷凝器5、熱虹吸再沸器6、熱虹吸再沸器7、回流泵8。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例，對本發明做出進一步詳細描述。

如圖1所示，脫甲烷塔1為低壓塔，脫乙烷塔3為高壓塔。提供一種從甲烷、乙烯、丙烯和丙烷的混合氣體中高效分離乙烯、丙烯的工藝。該工藝只需采用丙烯作制冷劑，在操作壓力低于2.8MPaG的條件下，將甲烷、乙烯、丙烯等有效分離。