[發(fā)明專利]一種氫氣與乙烯的聯(lián)產(chǎn)工藝和裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610192377.0
• 申請日: 2016-03-30
• 公開（公告）號: CN107285985B
• 公開（公告）日: 2020-10-13
• 發(fā)明（設計）人: 劉罡;王振維;李廣華;盛在行;高聳
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石化工程建設有限公司
• 主分類號: C07C11/04
• 分類號: C07C11/04;C07C2/76;C07C7/00;C01B3/26;C01B3/56
• 代理公司: 北京思創(chuàng)畢升專利事務所 11218
• 代理人: 韋慶文;高爽

本發(fā)明提供了一種氫氣與乙烯的聯(lián)產(chǎn)工藝和裝置，該工藝包括：將含甲烷的原料氣進行甲烷脫氫反應，得到含有氫氣、乙烯、重組分烴類和未反應的甲烷的產(chǎn)品氣，再將所述產(chǎn)品氣進行分離，得到氫氣產(chǎn)品和乙烯產(chǎn)品；產(chǎn)品氣中氫氣的含量為35體積％以上，分離包括：(a)將產(chǎn)品氣中的重組分烴類分離，得到重組分產(chǎn)品和含氫氣、乙烯和甲烷的混合氣一；(b)將混合氣一升壓，再進行第一變壓吸附分離，得到含甲烷的富乙烯氣和含氫氣、甲烷的混合氣二；(c)將富乙烯氣升壓，再進行冷分離，得到乙烯產(chǎn)品和甲烷尾氣一；將混合氣二進行第二變壓吸附分離，得到氫氣產(chǎn)品和甲烷尾氣二。本發(fā)明的工藝和裝置能降低原料成本并獲得高純度的氫氣。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及烴類加工領(lǐng)域，具體地，涉及一種氫氣與乙烯的聯(lián)產(chǎn)工藝，還涉及一種氫氣與乙烯的聯(lián)產(chǎn)工藝所使用的裝置。

背景技術(shù)

目前，蒸汽裂解是生產(chǎn)乙烯的重要工藝，亞洲蒸汽裂解的原料主要為石腦油、輕柴油等，美國通常以乙烷為原料。前述原料的裂解不僅產(chǎn)生乙烯，還產(chǎn)生氫氣、甲烷和丙烯等副產(chǎn)物，因此，需要將產(chǎn)物進行分離，以獲得高純度的乙烯、丙烯和氫氣等產(chǎn)品。傳統(tǒng)的采用石腦油、乙烷等原料裂解制備化工產(chǎn)品時形成的裂解氣中氫氣含量較低，其他組成乙烯、丙烯的含量較高，通過深冷分離工藝，來實現(xiàn)上述產(chǎn)物的分離。

CN104030875A公開了一種催化裂化干氣分離精制的方法，該方法包括，將催化裂解干氣加壓，使加壓后的干氣通過第一變壓吸附塔分離為富乙烯干氣(解吸氣)和濃縮氣；使?jié)饪s氣進入第二變壓吸附塔，分離為氫氣和第二解吸氣；將富乙烯氣和第二解吸氣混合加壓，然后通過膜分離方法分離，得到滲透氣和非滲透氣，接著將非滲透氣通過深冷分離系統(tǒng)分離，分別得到乙烷、乙烯和丙烯等；該深冷分離系統(tǒng)要使用到乙烯精餾塔、乙烯粗餾塔、丙烯粗餾塔、丙烯精餾塔等以及相應的制冷設備。通過采用變壓吸附、膜分離、深冷分離三者結(jié)合的技術(shù)，提高了各種氣體組分的收率和純度。

但是，隨著全球經(jīng)濟的快速發(fā)展，對化工產(chǎn)品的需求日漸攀升，同時由于石油資源的日漸緊缺，作為化工產(chǎn)品生產(chǎn)原料的石腦油、輕柴油等原料資源，面臨著越來越嚴重的短缺局面。而天然氣、頁巖氣作為更為清潔的能源日益受到人們的重視，隨著技術(shù)的進步，上述能源的開采成本大幅下降，利用其主要成分甲烷其作為化工原料的利用路線也逐漸變得有吸引力。其中，利用催化脫氫技術(shù)將甲烷轉(zhuǎn)化為制備化工產(chǎn)品的技術(shù)正在受到關(guān)注。

一般地，甲烷的催化脫氫催化技術(shù)形成的產(chǎn)品氣主要包括氫氣、乙烯、苯、萘以及部分未反應的甲烷。其中氫氣的比例通常在40-95體積％。對于這種新的物料體系，業(yè)界還繼續(xù)沿用傳統(tǒng)的深冷分離工藝，但是甲烷脫氫工藝生產(chǎn)的氫氣含量較高，為了分離出高純度的產(chǎn)品，深冷分離系統(tǒng)需要多種分離裝置和相應的制冷系統(tǒng)，這導致冷分離系統(tǒng)投資巨大，同時氫氣的純度也無法保證(通常僅在95％左右)。因此需要開發(fā)新的適應含高濃度氫氣體系，且分離工藝簡單的生產(chǎn)加工工藝。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，從而提供一種氫氣與乙烯的聯(lián)產(chǎn)工藝，以及一種氫氣與乙烯的聯(lián)產(chǎn)工藝所使用的裝置。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的第一個方面提供了一種氫氣與乙烯的聯(lián)產(chǎn)工藝，該工藝包括：將含甲烷的原料氣進行甲烷脫氫反應，得到含有氫氣、乙烯、重組分烴類和未反應的甲烷的產(chǎn)品氣，再將所述產(chǎn)品氣進行分離，得到氫氣產(chǎn)品和乙烯產(chǎn)品；其中，所述產(chǎn)品氣中氫氣的含量為35體積％以上，所述分離包括以下步驟：

(a)將所述產(chǎn)品氣中的重組分烴類分離，以得到重組分產(chǎn)品和含氫氣、乙烯和甲烷的混合氣一；

(b)將所述混合氣一升壓，再進行第一變壓吸附分離，以得到含甲烷的富乙烯氣和含氫氣、甲烷的混合氣二；

(c)將所述富乙烯氣升壓，再進行冷分離，以得到乙烯產(chǎn)品和甲烷尾氣一；將所述混合氣二進行第二變壓吸附分離，以到氫氣產(chǎn)品和甲烷尾氣二。