[發明專利]一種甲醇制烯烴氣體分離工藝流程

在審

• 申請號: 201510031028.6
• 申請日: 2015-01-22
• 公開（公告）號: CN104926585A
• 公開（公告）日: 2015-09-23
• 發明（設計）人: 陳明輝;王松漢;張紅;李莉;沈俊;肖海煥;嚴政;宋作玉;魯耀;秦麗英;李慧
• 申請（專利權）人: 中石化上海工程有限公司;北京麥科直通石化工程設計有限公司
• 主分類號: C07C11/04
• 分類號: C07C11/04;C07C11/06;C07C7/00;C07C7/04
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技術領域

本發明適用于氧化物制烯烴，烴類裂解，烴類催化反應制取烯烴，同時也適應于傳統的石油化工乙烯領域。

技術背景

石油化學工業中大多數中間產品和最終產品均以烯烴和芳烴為基礎原料。乙烯裝置是生產烯烴(乙烯、丙烯、丁二烯)和芳烴的主要生產裝置。過去主要由石腦油經管式爐熱裂解生產烯烴，近年來由于石油資源緊缺，甲醇制烯烴技術逐步得到了發展，并且進入了工業化階段。甲醇制烯烴技術由反應技術和分離技術組成。反應技術以催化劑的研制和反應器開發設計為核心，以甲醇為原料生產烯烴混合物；分離技術則是以反應產物為原料，經雜質脫除、壓縮、分離等過程生產聚合級乙烯和丙烯產品，其核心是分離流程的開發與設計。

通過甲醇轉化制取低碳烯烴氣體，其產物與乙烯裝置中石腦油、烴類裂解制烯烴的產物相似，都由氫、甲烷、碳二、碳三、碳四、碳五及以上成份組成，組成比例有一定的差異，甲醇制烯烴裝置中氫、甲烷含量較低，碳五以上的烴類很少。因此，所采用的分離工藝流程與現行乙烯裝置相比流程簡單、設備臺數較少，不需要深冷分離，不需要甲烷或乙烯制冷機，只需要丙烯制冷即可?；诩状贾葡N的氣體組成特點，其分離工藝流程適宜于采用乙烯裝置50、60年代曾經采用過的油吸收分離工藝。

目前在國內已經工業化的神華包頭MTO裝置即采用的是油吸收分離方法。油吸收分離工藝與深冷分離之間的差別主要在于脫除氣體混合物中的氫和甲烷的方法不同。深冷分離是采用低溫分凝和低溫分餾的方法從裂解氣中分離氫和甲烷，所需低溫條件可達到-90℃以下(高壓脫甲烷塔頂溫度達到-99℃，低壓脫甲烷塔頂溫度達到-134℃)。油吸收法一般利用C3、C4、C5和芳烴餾分作為吸收劑吸收裂解氣中的碳二及以上烴類而從裂解氣中分離出甲烷和氫，但所需低溫條件可在-40℃以上，因此整個裝置只需配置-40℃的丙烯制冷系統，使制冷系統大為簡化，同時可避免使用深冷分離所涉及的低溫鋼。

但是由于油吸收法采用大量循環的吸收劑，其能耗較高，而且在塔頂甲烷、氫餾分中乙烯和丙烯損失較大。根據王松漢主編的《乙烯裝置技術》、《乙烯工藝與技術》等書中關于油吸收技術的描述，生產1噸烯烴油吸收分離法的能耗約為深冷法的1.5倍，其次，甲烷、氫餾分中乙烯和丙烯損失可能高達3％～6％，而且由于裂解溫度高，產生了較多易結焦的二烯烴。因此，油吸收法在20世紀60年代幾乎全部被深冷分離法取代。

20世紀60年代以后，對油吸收法的研究和改進一直在進行。北京化工研究院從20世紀70年代開始進行裂解氣中冷油吸收的研究，當時開發的中冷油吸收技術主要用于分離蓄熱爐裂解氣和管式爐裂解氣得到乙烯和丙烯，在國內常州化工廠、北京化工三廠等建立了10多套裝置。該技術工藝流程包括：裂解、壓縮、脫除酸性氣體、除炔烴、C3油吸收、C2餾分分離和C3餾分分離。其關鍵點是采用脫乙烷塔塔釜碳三為主的物料作為吸收劑在吸收塔吸收C2及以上的重組分，分離出甲烷、氫等不凝氣體，同時采用膨脹機和冷箱回收尾氣中的輕烴。該技術對傳統的油吸收法作了一定的改進，乙烯和丙烯的回收率提高，吸收劑的用量有一定程度的減少，但該技術主要還是靠后系統(脫乙烷塔底)的物料循環作為吸收劑，能耗并未得到實質性的降低。

Brown&Root提出的油吸收分離工藝(ALCET)，采用前脫碳三前加氫及溶劑吸收相結合的工藝。吸收劑采用的是以C5為主的吸收劑。該工藝與傳統油吸收工藝相比能耗有所降低，但脫甲烷塔的分離主要依靠循環吸收劑，為保證較好的烯烴吸收率，通常需要的循環吸收劑的量都比較大。

中國環球化學工程公司開發了一種分離烴類混合物的的溶劑吸收法專利(99122104.4)，選擇一種由C5為主要成份的烴類混合物作為吸收劑，進行溶劑吸收和分離。該法與Brown&Root的ALCET油吸收工藝類似。此外，吸收劑也是靠后面解析塔解析出。

除了上述列出的一些油吸收工藝外，近年，還有一些專利商對甲醇制烯烴的分離技術進行了研究，基本上以油吸收為主，采用后系統循環返回的單股吸收劑吸收C2及以上的重組分。如中國專利200780003084.2采用碳四為主的吸收劑、中國專利201010607679.2采用后系統循環回的乙烷、丙烷或乙烷/丙烷混合物作吸收劑。這些技術所采用的吸收劑基本都來源于后系統，作為單股吸收劑進入到吸收塔(脫甲烷塔)。為獲得較高的烯烴回收率，均需要保證一定的循環吸收劑的量，而循環吸收劑的量對分離系統的投資和能耗有較大的影響。

發明內容