[實用新型]一種氫氣單膨脹循環丙烷脫氫混合氣體低溫分離裝置

有效

• 申請號: 202023296486.8
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN215712706U
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發明（設計）人: 孫石橋;韓一松;秦燕;王定偉;張寬;許路軍;葉文良;林彬彬
• 申請（專利權）人: 杭州制氧機集團股份有限公司
• 主分類號: C07C7/00
• 分類號: C07C7/00;C07C11/06;B01D5/00;B01D19/00;B01D53/00
• 代理公司: 杭州九洲專利事務所有限公司 33101
• 代理人: 陳琦;陳繼亮

一種氫氣單膨脹循環丙烷脫氫混合氣體低溫分離裝置，它包括三組板翅式換熱器、兩臺氣液分離器、一臺閃蒸罐D1、一臺膨脹機組ET1、一臺液體泵P1和若干臺閥門等組成的低溫分離系統，所述兩臺氣液分離器分別為一級氣液分離器V1和二級氣液分離器V2，本實用新型有效降低了氫烴比，裂解反應溫度可以降低，可提高裂解反應的單程轉化率，反應產物壓力有效降低，反應產物進低溫分離系統的壓力為～1.0MPa(G)，比目前運行的類似裝置低0.2 MPa，REC壓縮機能耗降低約～9%，投資成本低，操作維護簡單。

技術領域

本實用新型涉及低碳烷烴催化裂解反應后的混合氣體的低溫分離技術領域，適用于低氫烴比丙烷脫氫制丙烯裝置中的反應產物在低溫環境下進行有效分離的低溫分離工藝。

背景技術

本實用新型適用于丙烷催化脫氫制丙烯（簡稱丙烷脫氫）裝置，丙烷脫氫制丙烯工藝由催化裂解反應、產品壓縮、低溫分離、產品精制等幾個部分組成，其中低溫分離系統是保證上、下游產品分離單元正常操作和產品質量的關鍵環節。

丙烷脫氫裂解反應的主化學反應方程式：

C₃H₈ (g)→C₃H₆(g)+H₂(g) +Q （不可逆、強吸熱化學反應）

由上述丙烷脫氫主化學反應方程式，結合化學反應動力學原理，為盡可能提高反應的單程轉化率，要求降低反應的氫烴比；為延長催化劑的使用壽命，需要降低裂解反應溫度，也要求降低反應的氫烴比；所以有效降低該裂解反應氫烴比的是丙烷脫氫裝置工藝不斷優化完善的目標。

低溫分離系統主要目的是分離經脫氫反應后的混合氣體，利用物理降溫冷卻組份，使得丙烷、丙烯與氫氣組份充分分離，獲得丙烷、丙烯液體產品，干氣產品等。目前已投產運行類似工藝的丙烷脫氫裝置的氫烴比（氫氣與丙烷摩爾比）≥0.5，與之相配套的低溫分離系統的低溫分離裝置影響著氫烴比，已投產運行的低溫分離裝置因為氫烴比高，且采用高、低壓氫氣膨脹機組串聯的流程組織方式，有利于氫氣與丙烷混合降溫、丙烷的氣化制冷；但不利于提高丙烷脫氫裂解反應單程轉化率，不利于降低裂解反應溫度，不利于降低REC壓縮機的功耗。經過研究分析，從氫氣與丙烷、丙烯混合降溫，丙烷、丙烯氣化制冷原理，結合降低氫烴比有利于催化裂解反應，特研究設計出可靈活調節降低氫烴比(≤0.25，可根據反應條件調整)、REC壓縮機出口壓力低（能耗降低～9%）、設備少（氫氣單膨脹循環）、制冷換熱效率高、調節余地大的混合氣體低溫分離裝置。

發明內容

本實用新型的目的的是提供一種工藝流程簡單、機組設備少、能耗低、制冷換熱效率高、操作簡單、維護方便、投資少的低能耗氫氣單膨脹循環丙烷脫氫混合氣體低溫分離裝置；為了實現冷量的高效制取、合理分配，降低投資和運行成本，本實用新型采用了如下技術方案：一種氫氣單膨脹循環丙烷脫氫混合氣體低溫分離裝置，它包括三組板翅式換熱器、兩臺氣液分離器、一臺閃蒸罐D1、一臺膨脹機組ET1、一臺液體泵P1和若干臺閥門，所述三組板翅式換熱器分別為第一板翅式換熱器E1、第二板翅式換熱器E2、第三板翅式換熱器E3，所述兩臺氣液分離器分別為一級氣液分離器V1和二級氣液分離器V2，所述第一板翅式換熱器E1、第二板翅式換熱器E2、第三板翅式換熱器E3之間相互通過管道連接，并在第一板翅式換熱器E1和第二板翅式換熱器E2之間設有一級氣液分離器V1，所述第二板翅式換熱器E2分別連接二級氣液分離器V2和膨脹機組ET1，所述第三板翅式換熱器E3分別連接有液體泵P1和閃蒸罐D1。

本實用新型的適用效果：本實用新型提供了相對目前運行的類似裝置，具有如下優點：

1、有效降低了氫烴比（≤0.25），裂解反應溫度可以降低，可提高裂解反應的單程轉化率。

2、反應產物壓力有效降低，反應產物進低溫分離系統的壓力為～1.0MPa(G)，比目前運行的類似裝置低0.2 MPa，REC壓縮機能耗降低約～9%。

3、結構簡單：投資成本低，操作維護簡單。