[發明專利]一種萃取精餾與閃蒸耦合分離丙烯和丙烷的裝置及方法

在審

• 申請號: 201510033878.X
• 申請日: 2015-01-22
• 公開（公告）號: CN104606911A
• 公開（公告）日: 2015-05-13
• 發明（設計）人: 陳舟;孫玉玉;黃益平;陸曉詠;徐義明
• 申請（專利權）人: 中建安裝工程有限公司
• 主分類號: B01D3/40
• 分類號: B01D3/40;B01D3/06;B01D3/14;C07C11/06;C07C9/08;C07C7/04
• 代理公司: 北京天平專利商標代理有限公司 11239
• 代理人: 王雅輝

技術領域

本發明涉及一種萃取精餾與閃蒸耦合分離丙烯和丙烷的裝置及方法，具體來講，涉及的是丙烯和丙烷萃取精餾裝置和丙烯精制裝置串聯，分離提純丙烯和丙烷的方法，屬于石油化工技術領域。

背景技術

丙烯作為重要的化工原料，需求不斷增加，其主要來源于蒸氣裂解和煉油廠催化裂化，仍有少部分丙烯來源于丙烷脫氫，烯烴歧化和甲醇轉化。這些裂解與裂化獲得的丙烯混合物均需要進行精制流程，精制工藝中的核心是：丙烷-丙烯的分離。

烯烴/烷烴的分離一直是石油化工行業中最重要的過程之一,工業上傳統的分離工藝所需設備投資大、能耗高。由于丙烯和丙烷的沸點相接近（相差5℃），組分間相對揮發度較小，采用常規蒸餾方法時，設計的塔高需要達到90m，理論塔板數需要在200塊以上，回流比大于10，還要加壓或者低溫操作，所以能耗很高。采用高壓法時塔頂溫度高于45℃，可以直接用冷卻水進行冷凝，但是高壓法分離需要的塔板數多，且回流比很大。采用低壓法，丙烯丙烷相對揮發度增加，可以減少回流比和理論板數，但是塔頂溫度太低，不能采用冷凝水直接進行冷凝，需采用其它冷凝劑，這樣無疑要增加投資及能耗。因此，大量的烯烴需要高效經濟的分離技術加以回收和有效利用。

采用萃取精餾技術將精餾和萃取耦合在一起，利用萃取劑和丙烷、丙烯在萃取精餾塔的逆流流動，在塔內高效規整填料上，萃取劑的選擇性吸收丙烯，實現丙烷和丙烯的高效分離，降低萃取劑回收塔的理論板數和回流比，還能在很大程度上降低能耗，得到純度更高的丙烯。

盡管萃取精餾技術在一定程度上較常規精餾法分離提純丙烯和丙烷可以降低能耗，但是在萃取劑回收段，仍采用了加壓精餾的方法，因而整個工藝的能耗依然較高。

發明內容

發明目的：本發明的目的在于針對現有的分離丙烯和丙烷技術中，整個工藝的能耗較高的缺陷，提供一種萃取精餾與閃蒸耦合分離丙烯和丙烷的裝置及方法，通過對丙烯和丙烷采用萃取精餾技術分離出丙烷后，將萃取精餾塔塔釜含萃取劑和丙烯的混合物進行減壓降溫閃蒸，降低了生產操作過程中的能耗。

技術方案：本發明所述的一種萃取精餾與閃蒸耦合分離丙烯和丙烷的裝置，包括萃取精餾塔和閃蒸塔，所述萃取精餾塔上部設有萃取劑進口、下部設有萃取精餾塔原料進口，所述萃取精餾塔的塔頂上設有萃取精餾塔第一出口，塔底設有萃取精餾塔第二出口，所述閃蒸塔的上部設有閃蒸塔原料進口，所述閃蒸塔的頂部設有閃蒸塔第一出口，底部設有閃蒸塔第二出口，所述萃取精餾塔的萃取精餾塔第二出口連接閃蒸塔的閃蒸塔原料進口，所述閃蒸塔底部設有閃蒸塔第二出口連接萃取精餾塔上部的萃取劑進口。

作為優選：所述萃取精餾塔為填料塔，所述填料塔內的填料為高效規整填料。

采用上述萃取精餾與閃蒸耦合分離丙烯和丙烷的裝置進行分離丙烯和丙烷的方法，包括如下步驟：

1.1、將丙烷和丙烯混合物及萃取劑分別從萃取精餾塔的萃取劑進口、萃取精餾塔原料進口輸送至萃取精餾塔內，經過萃取精餾分離后，萃取精餾塔塔頂的萃取精餾塔第一出口采出丙烷，萃取精餾塔塔底的萃取精餾塔第二出口采出萃取劑和丙烯混合物；

1.2、步驟1.1中獲得的丙烯和萃取劑的混合物由閃蒸塔上部的閃蒸塔原料進口進入閃蒸塔內，進行閃蒸分離后，閃蒸塔頂部的閃蒸塔第一出口采出丙烯，閃蒸塔底部的閃蒸塔第二出口采出萃取劑；

1.3、步驟1.2中由閃蒸塔底部的閃蒸塔第二出口采出的萃取劑由萃取精餾塔上部的萃取劑進口進入到萃取精餾塔內，循環使用。

進一步完善上述技術方案：所述萃取劑為二甲基甲酰胺（DMF）、N-甲基吡咯烷酮（NMP）、四氫呋喃（THF）、糠醛或含水質量分數為5～40%的含水乙腈（ACN）。

所述萃取精餾塔的操作壓力為1.2～2.4?MPa，理論塔板數為30～100，回流比為0.1～20。

丙烷和丙烯的相對揮發度接近于1，傳統的精餾塔要求理論塔板數在200塊以上。本發明加入萃取劑后形成三元體系，增加丙烷和丙烯的相對揮發度，減少了精餾塔的理論塔板數；同時采用加壓操作，提高塔頂溫度，避免塔頂需要用深冷裝置進行冷卻；同時保持合適的回流比，有利于提高丙烯和丙烷的分離產能。

作為優選：所述萃取精餾塔的操作壓力為0.2～1.0MPa，理論塔板數為60～80，回流比為1～5。

所述閃蒸塔操作壓力為0.01～1.0?MPa，閃蒸溫度為-10～50℃。

閃蒸塔設備簡單，塔內無需裝填填料，節省成本，同時閃蒸過程在低壓下完成，對設備要求較低，閃蒸溫度通過冰鹽水即可滿足。