[發明專利]一種甲烷氧化偶聯制乙烯反應氣體的分離方法和裝置

在審

• 申請號: 201710996709.5
• 申請日: 2017-10-19
• 公開（公告）號: CN109678641A
• 公開（公告）日: 2019-04-26
• 發明（設計）人: 羅淑娟;李東風;張明森;廖麗華;李琰;田峻
• 申請（專利權）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;C07C2/82;C07C7/11;C07C7/04
• 代理公司: 北京思創畢升專利事務所 11218
• 代理人: 孫向民;廉莉莉

本發明屬于甲烷氧化偶聯制乙烯領域，涉及一種甲烷氧化偶聯制乙烯反應氣體的分離方法和裝置。該方法包括：1)OCM反應氣體經壓縮機升壓冷卻送往吸收塔；2)吸收塔頂氣相送往再吸收塔，塔釜物流送至解吸塔；3)再吸收劑吸收被帶出的吸收劑和未被吸收的C2餾分；4)解吸塔頂氣相物流送往凈化單元，塔釜貧溶劑返回吸收塔頂部；5)在凈化單元，對解吸塔頂氣相物流進行脫酸性氣體、脫水處理，處理后的物流送往乙烯精餾塔；6)乙烯精餾塔側線采出聚合級乙烯產品，塔頂氣相返回壓縮機，塔釜為富乙烷產品。本發明的方法和裝置大大提高了分離的操作溫度，對設備材質要求明顯降低，同時降低了能耗，并且整套流程簡單，易于操作。

技術領域

本發明屬于甲烷氧化偶聯制乙烯領域，更具體地，涉及一種甲烷氧化偶聯制乙烯反應氣體的分離方法和裝置。

背景技術

乙烯作為最重要的基礎有機化工原料，長期以來，它的生產一直依賴于石油裂解路線，由此產生的環境污染等問題日趨嚴重。隨著原油價格持續攀升，引發乙烯裂解原料價格的上漲，同時乙烯裂解原料的供不應求現象也十分突出，面對這一現狀，世界各國都在調節能源利用結構，并不斷尋找新的乙烯生產路線。2010年，隨著美國在頁巖氣領域的突破，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界的高度重視，因此甲烷氧化偶聯制乙烯、乙烷的研究再一次成為了世界范圍內的研究熱點。

甲烷氧化偶聯制乙烯(簡稱OCM)的目標是在催化劑作用下，將甲烷轉化為乙烯，反應產物比較復雜，主要有甲烷、乙烯、乙烷、CO、CO₂、O₂等。專利申請US20150368167公開了一種OCM反應產物分離方法，通過分離單元可得到三個產品流股，富C2流股，富氮氣流股和富甲烷流股。OCM反應產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℃，這對設備材質要求非常高，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制乙烯反應產物分離工藝，該工藝將反應產物通過壓縮、醇胺法、干燥、深冷精餾等工序將組分逐一分離，最終得到聚合級乙烯產品，乙烯回收率99％以上。該專利明顯提升了產品品質，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系統，將甲烷氧化偶聯轉化為乙烯，再將乙烯轉化為可選擇的高級烴產物。但該專利申請中對OCM產物氣中的乙烯與其他組分，比如未反應的甲烷、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。

現有技術的方法均需較低的操作溫度，對設備材質要求非常高，極大增加了投資成本，限制了OCM工藝的工業應用。因此，亟需開發一種能耗低的甲烷氧化偶聯制乙烯反應氣體的分離方法。

發明內容

本發明的目的是提出一種甲烷氧化偶聯制乙烯反應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，對設備材質要求明顯降低，同時降低了能耗，并且，整套流程簡單，易于操作和控制。

本發明提供的第一方面提供一種甲烷氧化偶聯制乙烯反應氣體的分離方法，該方法包括以下步驟：

1)OCM反應氣體經壓縮機升壓、冷卻，然后送往吸收塔；

2)吸收劑從吸收塔頂部進入，吸收OCM反應氣體中的C2餾分及以上組份；吸收塔的塔頂氣相送往再吸收塔，塔釜物流送至解吸塔；

3)再吸收劑從再吸收塔頂進入，吸收被帶出的吸收劑和未被吸收的C2餾分；

4)解吸塔塔頂氣相物流送往凈化單元，塔釜得到的貧溶劑經過冷卻降溫后，返回吸收塔頂部；