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[發(fā)明專利]一種甲烷氧化偶聯(lián)制乙烯反應(yīng)氣體的分離方法和裝置在審

專利信息
申請?zhí)枺?/td> 201710980447.3 申請日: 2017-10-19
公開(公告)號: CN109678640A 公開(公告)日: 2019-04-26
發(fā)明(設(shè)計)人: 羅淑娟;李東風(fēng);張明森;李琰;邵華偉;過良 申請(專利權(quán))人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司北京化工研究院
主分類號: C07C11/04 分類號: C07C11/04;C07C9/06;C07C2/82;C07C7/11
代理公司: 北京思創(chuàng)畢升專利事務(wù)所 11218 代理人: 孫向民;廉莉莉
地址: 100728 北*** 國省代碼: 北京;11
權(quán)利要求書: 查看更多 說明書: 查看更多
摘要:
搜索關(guān)鍵詞: 吸收塔 甲烷氧化偶聯(lián) 方法和裝置 反應(yīng)氣體 乙烯反應(yīng) 解吸塔 塔頂氣 物流 冷量回收系統(tǒng) 升壓 材質(zhì)要求 冷卻降溫 塔釜物流 對設(shè)備 貧溶劑 吸收劑 壓縮機 塔釜 組份 乙烯 冷卻 能耗 返回 吸收
【說明書】:

本發(fā)明屬于甲烷氧化偶聯(lián)制乙烯領(lǐng)域,涉及一種甲烷氧化偶聯(lián)制乙烯反應(yīng)氣體的分離方法和裝置。該方法包括以下步驟:1)OCM反應(yīng)氣體經(jīng)壓縮機升壓、冷卻后送往吸收塔;2)吸收劑從吸收塔頂部進入,吸收OCM反應(yīng)氣體中的C2餾分及以上組份;吸收塔的塔頂氣相物流送往冷量回收系統(tǒng),塔釜物流送至解吸塔;3)解吸塔塔頂氣相物流作為產(chǎn)品采出,塔釜得到的貧溶劑經(jīng)過冷卻降溫后,返回吸收塔頂部。本發(fā)明的方法和裝置大大提高了分離的操作溫度,對設(shè)備材質(zhì)要求明顯降低,同時降低了能耗,并且,整套流程簡單,易于操作和控制。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于甲烷氧化偶聯(lián)制乙烯領(lǐng)域,更具體地,涉及一種甲烷氧化偶聯(lián)制乙烯反應(yīng)氣體的分離方法和裝置。

背景技術(shù)

乙烯作為最重要的基礎(chǔ)有機化工原料,長期以來,它的生產(chǎn)一直依賴于石油裂解路線,由此產(chǎn)生的環(huán)境污染等問題日趨嚴重。隨著原油價格持續(xù)攀升,引發(fā)乙烯裂解原料價格的上漲,同時乙烯裂解原料的供不應(yīng)求現(xiàn)象也十分突出,面對這一現(xiàn)狀,世界各國都在調(diào)節(jié)能源利用結(jié)構(gòu),并不斷尋找新的乙烯生產(chǎn)路線。2010年,隨著美國在頁巖氣領(lǐng)域的突破,大量難以開采的甲烷被開采出來,甲烷的化工利用又引起了業(yè)界的高度重視,因此甲烷氧化偶聯(lián)制乙烯、乙烷的研究再一次成為了世界范圍內(nèi)的研究熱點。

甲烷氧化偶聯(lián)制乙烯(簡稱OCM)的目標是在催化劑作用下,將甲烷轉(zhuǎn)化為乙烯,反應(yīng)產(chǎn)物比較復(fù)雜,主要有甲烷、乙烯、乙烷、CO、CO2、O2等。專利申請US20150368167公開了一種OCM反應(yīng)產(chǎn)物分離方法,通過分離單元可得到三個產(chǎn)品流股,富C2流股,富氮氣流股和富甲烷流股。OCM反應(yīng)產(chǎn)物先在第一個分離塔中得到富C2流股和甲烷氮氣流股,然后在第二個分離塔中得到富氮氣流股和富甲烷流股。由于分離方法均采用低溫精餾,整個分離單元溫度非常低,第一個分離塔頂溫度低至-162℃,第二個分離塔頂溫度低至-210℃,這對設(shè)備材質(zhì)要求非常高,極大增加了投資成本,能耗高。

專利申請CN201710006765.X公開了一種甲烷氧化偶聯(lián)制乙烯反應(yīng)產(chǎn)物分離工藝,該工藝將反應(yīng)產(chǎn)物通過壓縮、醇胺法、干燥、深冷精餾等工序?qū)⒔M分逐一分離,最終得到聚合級乙烯產(chǎn)品,乙烯回收率99%以上。該專利明顯提升了產(chǎn)品品質(zhì),但分離仍為深冷精餾,需要冷箱提供較低等級冷量。

專利申請WO2015105911公開了一種甲烷氧化偶聯(lián)系統(tǒng),將甲烷氧化偶聯(lián)轉(zhuǎn)化為乙烯,再將乙烯轉(zhuǎn)化為可選擇的高級烴產(chǎn)物。但該專利申請中對OCM產(chǎn)物氣中的乙烯與其他組分,比如未反應(yīng)的甲烷、乙烷、CO、CO2、氮氣、水等等的分離,仍然采用低溫精餾,第一分離器用于將甲烷/氮氣與C2以上組分分離,該分離器的運行溫度低至-160℃左右,第二分離器用于將甲烷與氮氣分離,其運行溫度低至-200℃左右。

現(xiàn)有技術(shù)的方法均需較低的操作溫度,對設(shè)備材質(zhì)要求非常高,極大增加了投資成本,限制了OCM工藝的工業(yè)應(yīng)用。因此,亟需開發(fā)一種能耗低的甲烷氧化偶聯(lián)制乙烯反應(yīng)氣體的分離方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提出一種甲烷氧化偶聯(lián)制乙烯反應(yīng)氣體的分離方法和裝置,該方法和裝置大大提高了分離的操作溫度,對設(shè)備材質(zhì)要求明顯降低,同時降低了能耗,并且,整套流程簡單,易于操作和控制。

本發(fā)明的第一方面提供一種甲烷氧化偶聯(lián)制乙烯反應(yīng)氣體的分離方法,該方法包括以下步驟:

1)OCM反應(yīng)氣體經(jīng)壓縮機升壓、冷卻后送往吸收塔;

2)吸收劑從吸收塔頂部進入,吸收OCM反應(yīng)氣體中的C2餾分及以上組份;吸收塔的塔頂氣相物流送往冷量回收系統(tǒng),塔釜物流送至解吸塔;

3)解吸塔塔頂氣相物流作為產(chǎn)品采出,塔釜得到的貧溶劑經(jīng)過冷卻降溫后,返回吸收塔頂部。

根據(jù)本發(fā)明一種優(yōu)選實施方式,該方法還包括:

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