一种碳二碳三分离设备的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种碳二碳三分离设备，所述分离设备内设有分隔板，将所述设备内部空间分隔为相互连通的上方区域、下方区域、左方区域、右方区域四个区域，所述左方区域与所述右方区域的横截面积比为0.1～10，所述四个区域内用于分离物料的气液接触元件为塔板和/或填料，所述上方区域与所述下方区域内的塔板数比为0.1～10。本实用新型发明提供的碳二碳三分离设备，能够减小乙烯精馏塔更低温度的能量消耗，减小乙烯精馏塔及相关设备的尺寸，节省了投资。
【专利说明】一种碳二碳三分离设备
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及石油化工【技术领域】，特别涉及一种设有分隔板的碳二碳三分离设备。
【背景技术】
[0002]乙烯作为化工行业中最重要的中间产品，目前利用石油烃蒸汽裂解得到乙烯的工艺过程中，经常利用精馏的方法从含有C2(乙烯、乙烷)和C3+的原料中分离得到乙烯。目前应用较为广泛的方法是通过两台精馏塔进行分离，先利用第一台塔将C2 (乙烯、乙烷)和C3+分开，再利用第二台塔将乙烯和乙烷分开，这种分离方法能耗比较高，特别是分离低温位能量的乙烯，能量消耗更大。目前分离乙烯的另一种精馏方法，是在碳二碳三分离设备的顶部多增加一部分塔板，使得其顶部可以分离出合格乙烯，从碳二碳三分离设备的底部采出C3+,从碳二碳三分离设备的侧线采出乙烯和乙烷混合物。由于碳二碳三分离设备顶部采出了部分乙烯产品，从而导致由碳二碳三分离设备侧线采出的乙烯和乙烷混合物的流量降低，因此会降低碳二碳三分离设备下游乙烯精馏塔的负荷。此种方法乙烯和乙烷的分离是在碳二碳三分离设备进料位置以上塔板完成的，由于进料中含有C3+,进料口部位以上的部分塔板还会含有C3+,受全塔塔板数及能耗的限制，碳二碳三分离设备顶部采出的乙烯量与进料中乙烯的量的比值不宜过大，否则需要增加全塔塔板数或提高碳二碳三分离设备的操作能耗。
实用新型内容
[0003]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能耗较低的碳二碳三分离设备。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种碳二碳三分离设备，所述分离设备内设有分隔板，将所述分离设备内部空间分隔为相互连通的上方区域、下方区域、左方区域、右方区域四个区域，所述四个区域内用于分离物料的气液接触元件为塔板和/或填料，所述左方区域与所述右方区域的横截面积比为0.1?10，所述上方区域与所述下方区域内的塔板数之比为0.1?10，所述上方区域与所述下方区域内的填料高度之比为0.1?10。
[0005]进一步地，所述左方区域与所述右方区域的横截面积之比为0.25?4。
[0006]进一步地，所述左方区域与所述右方区域的横截面积之比为0.75?1.5。
[0007]进一步地，所述上方区域与所述下方区域内的塔板数之比为0.4?6。
[0008]进一步地，所述上方区域与所述下方区域内的填料高度之比为0.4?6。
[0009]进一步地，所述四个区域内用于分离物料的气液接触元件均为塔板或均为填料；或部分区域内的气液接触元件为塔板，其余区域内的气液接触元件为填料。
[0010]进一步地，所述上方区域内的气液接触元件为塔板时的塔板数为30?90个、气液接触元件为填料时的填料高度为15?70米；所述下方区域内的气液接触元件为塔板时的塔板数为9?60个、气液接触元件为填料时的填料高度为7?40米；所述左方区域和所述右方区域内的气液接触元件为塔板时的塔板数均为9?60个、气液接触元件为填料时的填料高度为7?40米。
[0011]本实用新型提供的碳二碳三分离设备，碳二碳三分离设备内的分隔板将塔内空间分隔为相互连通的上方区域、下方区域、左方区域、右方区域四个区域，当含有乙烯、乙烷和C3+的进料首先进入左方区域时，由于分隔板的作用，C3+成分进入下方区域内，C3+成分只有通过下方区域内的气相带入到右方区域内，因此对于等高位置，右方区域内C3+成分的浓度相对于左方区域要低，这样在右方区域中采出的是高浓度的乙烯和乙烷混合物；并且由于在上方区域的顶部已经采出部分乙烯产品，因此由右方区域采出的乙烯和乙烷混合物的量降低，减小了进入下游乙烯精馏塔中的乙烯和乙烷混合物的量。由于乙烯精馏塔的操作温度比碳二碳三分离设备低，因此减小了乙烯精馏塔更低温度的能量消耗，同时因为乙烯精馏塔的进料量降低，因此还减小了乙烯精馏塔的设备尺寸，节省了投资。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型实施例提供的碳二碳三分离设备的结构示意图。
[0013]图2为本实用新型实施例提供的碳二碳三分离设备分离乙烯的流程示意图。
【具体实施方式】
[0014]参见图1，本实用新型实施例提供的一种碳二碳三分离设备，分离设备I内设置有分隔板2，将分离设备I内部空间分隔为相互连通的上方区域3、左方区域4、右方区域5、下方区域6四个区域。上方区域3、左方区域4、右方区域5、下方区域6四个区域内用于分离物料的气液接触元件均为塔板或均为填料，或者部分区域内的气液接触元件为塔板，其余区域内的气液接触元件为填料。为了使从左方区域4进入分离设备I中的含有乙烯、乙烷和C3+的混合进料中的C3+成分，能够充分进入下方区域6内，左方区域4与右方区域5的横截面积比为0.1?10，左方区域4与右方区域5的横截面积比优选为0.25?4，作为本实用新型最佳的实施方式，左方区域4与右方区域5的横截面积比优选为0.75?1.5。
[0015]其中，上方区域3内的气液接触元件为塔板时塔板数为30?90、气液接触元件为填料时填料高度为15?70 ;下方区域6内的气液接触元件为塔板时塔板数为9?60、气液接触元件为填料时填料高度为7?40 ;上方区域3内的塔板数优选为50?80，下方区域6内的塔板数优选为20?40。左方区域4和右方区域5内的气液接触元件为塔板时塔板数均为9?60、气液接触元件为填料时填料高度为为7?40。左方区域4和右方区域5内的塔板数优选为20?40，左方区域4和右方区域5内的塔板数可相同，也可不同，作为本实用新型的最佳实施方式，左方区域4和右方区域5内的塔板数最好相同。
[0016]为了得到较佳的实施效果，上方区域3与下方区域4内的塔板数之比为0.1?10。作为本实用新型的最佳实施方式，上方区域3与下方区域4内的塔板数之比最好为0.4?6。
[0017]当上方区域3与下方区域4内的气液接触元件为填料时，为了得到较佳的实施效果，上方区域3与下方区域4内的填料高度之比为0.1?10。作为本实用新型的最佳实施方式，上方区域3与下方区域4内的填料高度之比最好为0.4?6。
[0018]参见图2，本实用新型实施例提供的碳二碳三分离设备分离乙烯的过程与原理如下:
[0019]首先，含有乙烯、乙烷和C3+的混合原料进入左方区域4，在上方区域3内，来自左方区域4和右方区域5内的不含C3+成分的气相与进入到上方区域3顶部的液相乙烯逆流接触，得到摩尔浓度不低于99.95%的乙烯气体由上方区域3顶部采出。在左方区域4内，来自上方区域3的部分液相和来自下方区域6的部分气相逆流接触，含有C2 (乙烯、乙烷)和C3+的原料进入左方区域4，在此区域内进料中的全部C3+通过左方区域4底部的液体进入到下方区域6内，左方区域4顶部的气体不含C3+,气相进入上方区域3，左方区域4底部进入下方区域6的液体含有乙烯、乙烷和C3+。在右方区域5内，来自上方区域3的部分液相和来自下方区域6的部分气相逆流接触，由于含有C3+的进料被分隔板2隔开，只进入左方区域4，因此在右方区域5内，C3+只通过下方区域6的气相带入，因此等高塔板位置上右方区域5内C3+的浓度相对于左方区域4要低，在右方区域5可采出含乙烯和乙烷的液体，此乙烯和乙烷的混合液体中C3+的摩尔浓度不高于0.5%，作为进料进入下游乙烯精馏塔7内进行进一步分离得到乙烯。在下方区域6内，来自左方区域4和右方区域5的含有乙烯、乙烷和C3+的液体进入下方区域6的顶部，下方区域6底部设有碳二碳三分离设备塔釜再沸器，来自塔釜再沸器出口的气体由下至上和下方区域6顶部的液体逆流接触，从下方区域6底部采出C3+成分；并通过控制塔釜再沸器的负荷控制下方区域6底部采出的C3+液体中乙烯和乙烷的含量，下方区域6底部采出的C3+液体中乙烯和乙烷的摩尔浓度低于0.5%moL.
[0020]本实用新型提供的碳二碳三分离设备，在用于分离乙烯产品时，由于在碳二碳三分离设备的上方区域顶部已经采出部分高纯度的乙烯产品，因此由右方区域采出的乙烯和乙烷混合物的量降低，减小了进入下游乙烯精馏塔中的乙烯和乙烷混合物的量。由于乙烯精馏塔操作温度低，设备制造需要耐低温的材料，而碳二碳三分离设备的操作温度相对较高，可以使用普通材料，因此能大量节省乙烯精馏塔的设备投资。
[0021]最后所应说明的是，以上【具体实施方式】仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照实例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
【权利要求】
1.一种碳二碳三分离设备，其特征在于:所述分离设备内设有分隔板，将所述分离设备内部空间分隔为相互连通的上方区域、下方区域、左方区域、右方区域四个区域，所述四个区域内用于分离物料的气液接触元件为塔板和/或填料，所述左方区域与所述右方区域的横截面积比为0.1?10，所述上方区域与所述下方区域内的塔板数之比为0.1?10，所述上方区域与所述下方区域内的填料高度之比为0.1?10。
2.根据权利要求1所述的碳二碳三分离设备，其特征在于:所述左方区域与所述右方区域的横截面积之比为0.25?4。
3.根据权利要求2所述的碳二碳三分离设备，其特征在于:所述左方区域与所述右方区域的横截面积之比为0.75?1.5。
4.根据权利要求1所述的碳二碳三分离设备，其特征在于:所述上方区域与所述下方区域内的塔板数之比为0.4?6。
5.根据权利要求1所述的碳二碳三分离设备，其特征在于:所述上方区域与所述下方区域内的填料高度之比为0.4?6。
6.根据权利要求1所述的碳二碳三分离设备，其特征在于:所述四个区域内用于分离物料的气液接触元件均为塔板或均为填料；或部分区域内的气液接触元件为塔板，其余区域内的气液接触元件为填料。
7.根据权利要求6所述的碳二碳三分离设备，其特征在于:所述上方区域内的气液接触元件为塔板时的塔板数为30?90个、气液接触元件为填料时的填料高度为15?70米；所述下方区域内的气液接触元件为塔板时的塔板数为9?60个、气液接触元件为填料时的填料高度为7?40米；所述左方区域和所述右方区域内的气液接触元件为塔板时的塔板数均为9?60个、气液接触元件为填料时的填料高度为7?40米。
【文档编号】B01D3/14GK204107074SQ201420515662
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年9月9日 优先权日:2014年9月9日
【发明者】杨庆兰, 长庚, 辛江, 张来勇, 吴德娟, 宋磊, 马超凡, 比可珍 申请人:中国石油天然气股份有限公司, 中国寰球工程公司