[發明專利]一種丙烷脫氫反應產物分離系統及其方法

在審

• 申請號: 202010948444.3
• 申請日: 2020-09-10
• 公開（公告）號: CN114163291A
• 公開（公告）日: 2022-03-11
• 發明（設計）人: 丁干紅;吳鐵鎖;吳笛;田靖;李延生;呂建寧
• 申請（專利權）人: 惠生工程（中國）有限公司
• 主分類號: C07C11/06
• 分類號: C07C11/06;C07C7/00;C07C7/04;B01D3/06
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 許亦琳;余明偉

本發明提供一種丙烷脫氫反應產物分離系統，沿丙烷脫氫反應產物輸入方向依次設有至少一級換熱閃蒸單元、碳三回收塔、回流罐，所述換熱閃蒸單元沿丙烷脫氫反應產物輸入方向依次設有第一換熱器、閃蒸罐，所述碳三回收塔與回流罐相連通形成循環回路，所述碳三回收塔至回流罐的輸入管路上設有冷凝器。本發明進一步提供一種丙烷脫氫反應產物分離方法。采用上述丙烷脫氫反應產物分離系統及其方法，能夠降低富氫氣中的碳三損失，降低高品位冷劑的消耗，通過合理的設備布置使物料可以自流，省去價格昂貴的低溫泵，降低投資，減小占地面積，增加丙烷脫氫裝置的經濟效益。

技術領域

本發明屬于輕烴分離的技術領域，涉及一種丙烷脫氫反應產物分離系統及其方法，尤其涉及一種提高丙烷脫氫反應產物分離過程中碳三回收率的分離系統及其方法。

背景技術

丙烯是僅次于乙烯的一種重要石油化工基本原料。主要用于生產聚丙烯、環氧丙烷、丙烯酸、丙烯腈、烷基化油、生產高辛烷值汽油調和料等數十種石油化工產品和原料。丙烷脫氫技術是一種重要的丙烯來源。

丙烷脫氫技術是丙烷為原料，通過催化脫氫得到丙烯。丙烷脫氫反應產物中以氫氣和碳三為主，還有少量的甲烷、碳二、氮氣等。甲烷和部分碳二來自丙烷脫氫的副產物，部分碳二來自原料丙烷，氮氣來自再生過程。

因丙烷脫氫反應產物中含有大量氫氣，因此需要在深冷溫度下，實現氫氣和碳三的分離。富氫氣復熱后，經PSA提純得到純氫產品，PSA吸附下來的尾氣作為燃料氣燒掉。減少富氫氣中所含的碳三，提高碳三回收率，可以提高丙烷脫氫裝置的經濟性。

CN107954815A和CN107954819A用膜分離來處理丙烷脫氫反應產物，用富含甲苯的吸收劑在吸收塔中吸收非滲透氣中碳三，吸收碳三組分的吸收劑在解吸塔中解吸。該專利同時使用了膜分離和吸收解吸方法，流程復雜。CN108456128A用冷劑加溶劑吸收的分離工藝。CN108713052A用苯做吸收劑。丙烷脫氫反應產物中氫氣量較大，會帶走較多溶劑。因此采用吸收方法，溶劑補劑量都較大，會造成丙烷脫氫成本的提高。如果要從富氫氣中回收溶劑，那么還需引入較多額外的設備，增加額外的能耗。

CN103159582B、CN203187601U、CN104296499B、CN108036583A和CN207751220U采用都膨脹機制冷，在膨脹機制冷流程基礎上又進行了改進。CN103159582B、CN203187601U、CN108036583A、CN207751220U主要改進了換熱通道的設計，CN104296499B采用了并聯的雙膨脹機。這些流程中，富氫氣中所損失的碳三仍有進一步下降的空間。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種丙烷脫氫反應產物分離系統及其方法，可以顯著降低富氫氣中的碳三損失，降低冷量消耗，增加丙烷脫氫裝置的經濟效益。

為實現上述目的，本發明第一方面提供一種丙烷脫氫反應產物分離系統，沿丙烷脫氫反應產物輸入方向依次設有至少一級換熱閃蒸單元、碳三回收塔、回流罐，所述換熱閃蒸單元沿丙烷脫氫反應產物輸入方向依次設有第一換熱器、閃蒸罐，所述碳三回收塔與回流罐相連通形成循環回路，所述碳三回收塔至回流罐的輸入管路上設有冷凝器。

優選地，所述分離系統還包括有壓縮裝置和干燥除雜裝置，所述壓縮裝置和干燥除雜裝置沿物流方向依次設置且均設置于所述換熱閃蒸單元的物流上游。

優選地，所述閃蒸罐至碳三回收塔的輸入管路上設有第二換熱器。

優選地，所述閃蒸罐至碳三回收塔的輸入管路一端與閃蒸罐的罐頂相連通，所述閃蒸罐至碳三回收塔的輸入管路另一端與碳三回收塔的塔身下部相連通。

優選地，所述碳三回收塔至回流罐的輸入管路一端與碳三回收塔的塔頂相連通，所述碳三回收塔至回流罐的輸入管路另一端與回流罐的罐身相連通。優選地，所述回流罐至碳三回收塔的輸入管路上設有回流泵。