[發明專利]一種用于Oleflex工藝丙烷脫氫制丙烯的深冷分離工藝

有效

• 申請號: 202010042489.4
• 申請日: 2020-01-15
• 公開（公告）號: CN113121299B
• 公開（公告）日: 2022-12-20
• 發明（設計）人: 高軍;田俊凱;楊衛東;周軼;范昌海;沈志明;寇亮;陸朝陽
• 申請（專利權）人: 浙江衛星能源有限公司
• 主分類號: C07C7/00
• 分類號: C07C7/00;C07C11/06;F01D15/10;F25B9/06;F25J5/00
• 代理公司: 上海開祺知識產權代理有限公司 31114
• 代理人: 竺明

一種用于Oleflex工藝丙烷脫氫制丙烯的深冷分離工藝，主要適用于UOP的Oleflex丙烷脫氫(PDH)項目，本發明通過對脫氫反應產物氣相產品進行深冷分離，對液體原料丙烷氣化潛在冷量及循環氫氣等能量進行回收利用，實現了整個深冷分離工藝不需要外界的制冷，更加節能環保。循環氫采用高純氫氣可以實現低氫烴比的反應氣的深冷分離，有利于丙烷脫氫裝置反應區降低積碳，實現裝置的長周期運行。

技術領域

本發明屬于石油化工技術領域，具體涉及一種用于Oleflex工藝丙烷脫氫制丙烯的深冷分離工藝。

背景技術

聚丙烯(PP)是一種半結晶的熱塑性塑料，具有較高的耐沖擊性，機械性質強韌，抗多種有機溶劑和酸堿腐蝕，可用做工程塑料，主要用于制造塑料制品，如家用器具和電視設備、包裝薄膜、可以消毒的塑料器皿等，也可用于合成纖維﹙丙綸﹚，其原料丙烯是石油化工的基礎原料之一，可用以生產多種重要有機化工原料。受益于中國經濟的發展，丙烯消費量快速增長，成為關系到民生及國家戰略的重要化工原材料。

通常丙烯是在煉制成品油過程中或裂解生產乙烯過程中的副產品，但是由于全球成品油需求增速較緩，丙烯產能不足問題比較嚴重，市場逐漸關注丙烯替代生產工藝，丙烷直接脫氫制備丙烯(PDH)成為近年資本追逐的趨勢。輕烴脫氫PDH技術路線短，能耗低，無污染，投資回報率高，越來越多的新項目落地，成為沿海政府爭相引進的項目。目前國內采用UOP移動床催化脫氫更多，但是無論是哪種催化脫氫工藝，對產品氣分離制冷都是采用深冷分離技術，UOP采用丙烯制冷+兩級膨脹機的深冷技術，最低制冷溫度-130℃，而氫氣膨脹機造價高且制冷效果不好；膨脹降壓后的粗氫去變壓吸附制氫單元還要再次壓縮。傳統的乙烯分離工藝都是采用丙烯制冷+乙烯制冷的復疊制冷方法，這種復疊制冷需要一臺丙烯制冷機組和一臺乙烯制冷機組共同完成。工藝設備多、制冷效果差、分離效果不夠理想。

中國專利CN105439793A公開了一種用于PDH項目的冷箱低溫分離方法，此方法有一定的技術優勢，但不足之處在于循環氫采用的不是高純氫氣，當冷箱波動或者運行負荷高時往往氫氣純度成為限制裝置運行的一個關鍵因素，抗波動能力低，工藝操作影響大。

中國專利CN104296499A公開了一種雙透平增壓膨脹機丙烷脫氫冷箱分離系統及其工藝，此專利中涉及到深冷分離需要外界的冷源制冷，能耗比較高，不節能。而且此冷箱對于工藝波動的抵御能力很低，循環氫氣中的純度無法得到有效保障，當工藝波動時，冷箱的操作難度大，難以把握。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于Oleflex工藝丙烷脫氫制丙烯的深冷分離工藝，該工藝不僅有效利用丙烷氣化潛在冷量，還可以利用膨脹發電技術回收能量，增加制冷量，無需外接制冷，節約成本，高效綠色環保，此外該工藝還能夠提高其連續運行能力，可以滿足去反應器的氣相原料中輕烴比在0.2-1的范圍。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種用于Oleflex工藝丙烷脫氫制丙烯的深冷分離工藝，反應氣進入第一組換熱器進行冷卻、冷凝，隨后進入第一級分液罐進行氣液分離；從第一級分液罐頂部流出的氣相進入第二組換熱器冷卻后送入下一級分液罐，如此依次逐級冷卻和氣液分離，在氣相進入最后一級分液罐前經第一膨脹機膨脹制冷，從最后一級分液罐頂部流出的氣相稱為干氣，干氣進入第二組換熱器進行復熱，復熱后的干氣分成兩組，分別進入第一組換熱器和第三組換熱器進行復熱，隨后匯集到一起進入PSA處理系統；

干氣進入PSA系統后，進行變壓吸附提純氫氣，提純后的純氫氣純度≥99.99％，一部分分成兩路分別進入第一組換熱器和第三組換熱器進行冷卻，經過第一組換熱器和第三組換熱器冷卻的純氫氣匯集進入第二膨脹機進行膨脹制冷，隨后進入第二組換熱器與一部分液相丙烷預混，成為預混氣，預混氣從第二組換熱器流出與另一部分液相丙烷共同進入預混罐；