[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

• 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

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：