[發明專利]用于分離丙烯和丙烷的系統和方法

在審

• 申請號: 201780054976.9
• 申請日: 2017-08-21
• 公開（公告）號: CN109715258A
• 公開（公告）日: 2019-05-03
• 發明（設計）人: 喬里斯·梵·威利根堡
• 申請（專利權）人: 沙特基礎全球技術有限公司
• 主分類號: B01D3/14
• 分類號: B01D3/14;C07C7/04;C07C11/06
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 劉明海;胡彬

一種用于分離包含丙烯和丙烷的進料流的分離系統和用于分離這種進料流的方法。該分離系統包括用于產生包含丙烯的輕質料流和包含丙烷的重質料流的蒸餾塔；用于再沸騰第一重質料流的一部分以產生沸騰的重質料流的再沸器；用于冷卻輕質料流以產生冷凝的輕質料流的冷凝器；和用于接收水并提供冷凍水的吸收式制冷機，用于接收來自廢熱源的熱水并且提供冷卻的熱水，和用于接收冷卻水和提供加熱的冷卻水。吸收式制冷機布置成使得通過冷卻水發生水和熱水的冷卻。所述冷凝器布置成使得通過來自吸收式制冷機的冷凍水發生輕質料流的冷卻。

相關申請的交叉引用

本申請要求2016年9月7日遞交的歐洲專利申請16187525.7號的優先權權益，其全部內容在此通過引用并入本文。

技術領域

本發明涉及用于分離包含丙烯和丙烷的進料流的分離系統。本發明進一步涉及用于分離這樣的進料流的方法。

背景技術

丙烯與丙烷的分離是眾所周知的，如Zimmermann,H.和Walzl,R.,2009,Ethylene.Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry中所述。丙烯分餾將丙烯做為化學級塔頂產物(通常為93-95重量％min.)或更經常是做為聚合物級丙烯(>98重量％)與丙烷分離。由于丙烯和丙烷的沸點接近，分離成聚合物級丙烯通常需要150-230級塔板和回流比為20。應用于這種困難的分離任務的基本方法之一是在約1800kPa下操作聚合物級分餾器，在塔頂冷凝器中使用冷卻水，在再沸器中使用熱驟冷水。在石腦油裂化的情況下，并且在從熱驟冷水循環中可獲得足夠的廢熱時，這是最經濟的方法。

冷凝器應該在冷卻水可以達到的最低壓力下運行，因為較低的壓力會降低成本。冷卻水的溫度通常為20-30℃。用于分離包含丙烯和丙烷的進料流的已知分離系統的實例示于圖1中。

在圖1的實例中，將20t/h的含有5重量％丙烷和95重量％丙烯的液體C3產物101進料到蒸餾塔C-101的塔板78，所述蒸餾塔C-101具有160級塔板并且直徑為4米。塔C-101上的壓降為1.3巴。再沸器H-101的負荷為18.8MW_th，產生235t/h的蒸汽103。蒸餾塔C-101在頂部產生215t/h的蒸汽104，其在冷凝器H-102中與冷卻水對抗而冷凝，將其送至容器V-101。在容器V-101中，將196t/h的冷凝蒸汽作為回流109泵回，并且產生19t/h的99％純丙烯作為產物流111。來自冷凝器H-102的熱量被排放到溫度為20-30℃的冷卻水中。在這種情況下，冷凝器H-102在16bar_a的壓力下操作。該塔在溢流速度的79％的蒸汽速度下操作。冷凝器H-102的高壓使蒸餾更加困難，需要大量回流。由于大量回流，為了適應塔中的高蒸氣和液體流動，塔直徑需要很大，以避免塔的溢流。

因此，對于如在該實例中使用20-30℃的冷卻水的溢流速度的79％的蒸汽速度下的操作，冷凝器壓力變為16bar_a，這將供給到蒸餾塔C-101的塔板78的液體C3產物101的量限制至20t/h。

降低冷凝器壓力的一種已知方法是使用壓縮機用于來自蒸餾塔的蒸汽。圖2說明了用于分離包含丙烯和丙烷的進料流的分離系統，其中使用壓縮機。在圖2的實例中，蒸汽204在9bara下從蒸餾塔C-201出來并被K-201壓縮以獲得14bara的壓縮蒸汽205。該壓縮蒸汽205被送入熱交換器H-201。在熱交換器H-201中，壓縮蒸汽205提供熱量以再沸騰來自蒸餾塔C-201的液體202以獲得203。冷凝壓縮蒸汽205以獲得料流206。然后將料流206送至容器V-201，其中料流206的一部分208作為回流被泵回，而料流206的一部分210作為丙烯產物流從系統中取出。該系統的缺點是需要壓縮機才能工作。壓縮機需要高價值的能量，例如電力(電動機驅動)或高壓流(蒸汽渦輪機驅動)以運行。

發明內容