[發明專利]MTO產品混合氣的輕烴分離方法

有效

• 申請號: 201810096069.7
• 申請日: 2018-01-31
• 公開（公告）號: CN110092701B
• 公開（公告）日: 2023-08-15
• 發明（設計）人: 陳昇;曹新波;王勇;張來勇;李春燕;王維;趙夢;李玉鑫;紀明磊
• 申請（專利權）人: 中國寰球工程有限公司
• 主分類號: C07C7/00
• 分類號: C07C7/00;C07C7/04;C07C7/11;C07C7/167;C07C11/04;C07C11/06;C07C9/06;C07C9/08;C10L3/06
• 代理公司: 北京科龍寰宇知識產權代理有限責任公司 11139
• 代理人: 孫皓晨;李林

本發明公開了一種MTO產品混合氣的輕烴分離方法，以生產乙烯和丙烯等目的產品，該方法是MTO反應器出口氣體經冷卻、壓縮、水洗、堿洗后進行三相分離，凝液送至凝液切割塔、脫丁烷塔分離，氣相送至高壓脫丙烷塔，高壓脫丙烷塔的塔底物流經低壓脫丙烷塔送至脫丁烷塔，高壓脫丙烷塔的塔頂氣相物流送至脫乙烷塔，脫乙烷塔的塔頂氣相物流依次經脫甲烷塔、溶劑回收塔、乙烯精餾塔分離出乙烯產品，脫乙烷塔的塔底物流經丙烯精餾塔分離出丙烯產品。使用本發明方法具有低能耗，高乙烯、丙烯回收率，運行周期長等優點。

技術領域

本發明涉及一種MTO產品混合氣的輕烴分離系統與方法，具體是一種從MTO反應器出口混合氣（包含甲醇、二甲醚、氫氣、氮氣、甲烷、一氧化碳、二氧化碳、乙烯、乙烷、乙炔、丙烯、丙烷、丙炔、C₄、C₅⁺等）中分離出聚合級乙烯和聚合級丙烯產品的分離系統與方法。

背景技術

20世紀70年代Mobil公司在ZSM-5催化劑研制過程中偶然發現該催化劑能將甲醇轉化為汽油餾分的烴類產物，由此開發了甲醇制烯烴（MTO）過程，自此引發了MTO新工藝的研究浪潮。近年來，甲醇制烯烴工藝已成為烯烴生產重要路線之一，以中國科學院大連化學物理研究所研制的DMTO工藝最為典型，已實現廣泛工業應用。

目前，MTO反應器大多采用的是SAPO-n系列催化劑（如，DMTO采用的是SAPO-34催化劑），其反應氣組成主要有甲醇、二甲醚、氫氣、氮氣、甲烷、一氧化碳、二氧化碳、乙烯、乙烷、乙炔、丙烯、丙烷、丙炔、C₄、C₅⁺等。如何從MTO反應氣中盡可能低能耗、高效率的分離出高品質的烯烴產品（聚合級乙烯和聚合級丙烯產品）成為MTO烯烴分離工藝開發所面臨的難點。現已工業應用的MTO烯烴分離工藝主要有Lummus、KBR、Wison等公司的前脫丙烷分離流程、中國石化洛陽工程有限公司的前脫乙烷分離流程等。

Lummus前脫丙烷工藝流程是目前工業應用最多的烯烴分離流程，早期該工藝在脫甲烷塔進行碳一與碳二烴類分離時采用的深冷分離方法，需配套丙烯制冷壓縮機與乙烯制冷壓縮機提供多種不同溫度等級的冷量，如?100℃的乙烯冷量，導致分離系統復雜且設備投資大。近年來，在原深冷分離工藝基礎上進行改進，脫甲烷塔采用中冷油吸收方式，MTO反應器出口氣體經冷卻、壓縮、水洗、堿洗、干燥后送入脫丙烷塔，脫丙烷塔底物流送至脫丁烷塔分離出混合C₄組分，脫丙烷塔頂物流經脫甲烷塔脫除氫、碳一組分后送至脫乙烷塔，送至乙烯精餾塔分離出乙烯產品，脫乙烷塔底物流送至丙烯精餾塔分離出丙烯產品。Lummus工藝特點是：采用丙烯為冷劑（即7℃、?24℃、?40℃三個溫位等級），高、低壓脫丙烷塔用7℃冷劑，脫乙烷塔冷凝器用?24℃冷劑，脫甲烷塔和乙烯精餾塔冷凝器等都用?40℃冷劑；反應氣進行四段壓縮達到脫甲烷塔進口壓力，脫甲烷塔頂采用部分脫乙烷塔的塔底C₃餾分和丙烯精餾塔的塔底丙烷作為吸收劑。該流程簡單，且對進料組成變化適應性強；但由于脫甲烷塔頂吸收劑循環回路過長，易導致循環內的分離單元操作不穩定且負荷大。

KBR前脫丙烷工藝流程與Lummus流程相比，其采用凝液汽提塔先預分離出部分C₄及C₄以上組分來減輕脫丙烷塔負荷，反應氣采用三段壓縮達到脫甲烷塔的操作要求，脫甲烷塔分為兩段，即汽提段和吸收段。

Wison前脫丙烷工藝流程與Lummus流程相比，其丙烯冷劑有7℃、?6℃、?24℃、?40℃四個溫位等級，脫甲烷系統采用預切割+油吸收分離形式，即采用預切割塔先分離出大部分C₂及C₂以上組分，然后送入油吸收塔進行中冷油吸收回收尾氣中乙烯。