专利名称：一种低碳烯烃的分离方法
技术领域：
本发明属于低碳烯烃分离技术领域，尤其涉及含氧化合物制低碳烯烃或烃类催化 反应制低碳烯烃的分离方法。
背景技术：
乙烯、丙烯是石油化学工业的基础原料，其传统生产方法主要采用石脑油蒸汽裂 解方法制得，对石油资源依赖严重。随着石油供应的日益紧张，含氧化合物制低碳烯烃成为 研究的热点，并得到了长足的发展，含氧化合物包括醇、醚、醛和酮等，其中甲醇和二甲醚应 用比较广泛，可以通过煤或天然气制得，这从一定程度上可以缓解石油供应的压力，尤其符 合我国“缺油、少气、富煤”的国情。传统管式炉裂解气中由于氢气、甲烷含量较高，普遍采用深冷来分离甲烷和乙烯， 以提高乙烯收率。典型的深冷分离方法包括顺序分离、前脱乙烷和前脱丙烷流程，三种流程 具有各自的优缺点，但均需要-100°C以下的深冷条件，需要乙烯压缩机，甚至需要甲烷压缩 机为其提供冷量，对冷箱要求较高，使得工程投资加大。含氧化合物制低碳烯烃的特点是氢气、甲烷含量较低，乙烯、丙烯含量较高，C5+等 高碳烃含量较少，致使脱甲烷塔需要的冷量较少，如采用深冷分离方法，对设备要求高，投 资大，能耗高，经济效益不佳。US7714180提出了一种烯烃回收的工艺方法。根据该方法，工艺气经压缩后首先经 脱丁烷塔脱除C5+，C4-再进一步压缩、冷却后先后进脱甲烷塔、脱乙烷塔、脱丙烷塔，脱丙 烷塔塔底混合C4作吸收剂去脱甲烷塔吸收塔顶气中的乙烯，提高乙烯收率。该发明避免采 用深冷分离工艺，而是采用油吸收工艺，降低了投资，但是使用混合C4吸收剂循环量大且 循环流程长，能耗大，且如果C4中含有较多丁二烯时，会使得下游设备结焦严重。中国专利200810201217. 3提出了一种ΜΤ0/ΜΤΡ反应产物中轻烃产品的分离方法。 根据该方法，轻烃产物预处理后直接送入脱乙烷塔，塔顶C2-再进入吸收塔，用乙烷做吸收 剂以提高乙烯回收率。该方法同上述两种方法类似，避免了使用乙烯压缩机，采用了乙烷作 吸收剂，部分乙烷从吸收塔塔顶蒸出作燃料气，但是当反应过程产生的乙烷少于吸收塔蒸 出的乙烷时，使用乙烷做吸收剂就不合适。
发明内容
本发明根据含氧化合物制低碳烯烃气体组成的特点，提出了一种能耗低、投资少、 且充分利用自产副产品作吸收剂的低碳烃分离方法。本发明采用如下技术方案一种低碳烯烃的分离方法，采用传统乙烯工业成熟的顺序分离流程，其特征在于 在脱甲烷塔使用溶剂吸收的方法来提高乙烯收率，吸收溶剂为系统自产的乙烷、丙烷或乙 烷/丙烷混合物，具体包括以下步骤(1)将来自含氧化合物制低碳烯烃反应器的产物或来自烯烃催化反应制低碳烯烃的产物混合后经急冷、压缩、净化和冷却等一系列预处理步骤后，分为气相烃和液相烃，气 相烃和液相烃进脱甲烷塔进行分离；(2)脱甲烷塔使用乙烷、丙烷或乙烷/丙烷混合物吸收的方法，以提高乙烯收率， 将轻组分从塔顶分出，轻组分包括CH4、C0、H2、N2等组分，分离出的轻组分回收冷量后作燃料 气或去制氢，C2及C2以上的重组分从脱甲烷塔塔底分出；(3)由脱甲烷塔塔底分离出的C2+组分去脱乙烷塔进行C2和C3+的分离；(4)脱乙烷塔塔顶C2全部或部分脱除乙炔后部分进入乙烯塔，或部分C2直接循环 回反应系统以进一步制丙烯，提高丙烯的选择性，脱乙烷塔塔底C3+去脱丙烷塔；(5)由乙烯塔塔顶或上部侧线采出精乙烯，由乙烯塔下部侧线采出粗乙烯，或乙烯 塔塔顶采出全部粗乙烯，或全部采出精乙烯、不采出粗乙烯；粗乙烯先经膨胀机减压回收能 量或经节流减压，再回收低温冷量，经减压和回收冷量后的粗乙烯循环回反应系统进一步 制丙烯，以提高丙烯选择性；塔底乙烷全部或部分冷却后作吸收剂进入脱甲烷塔；(6)脱丙烷塔塔顶去加氢或直接去丙烯塔，由丙烯塔塔顶或侧线采出丙烯，塔底丙 烷全部作副产品输出或全部或部分冷却后作吸收剂的另一组分进入脱甲烷塔；脱丙烷塔塔 底C4+组分直接或经后续处理后部分去反应系统进一步制丙烯，或经处理后直接作副产品 输出。低碳烯烃的分离方法，所述的预处理过程为工艺气压缩到2. 2 3. 8MPa，将C5+从 工艺气中分出，冷却至5 -40°C，酸性气体和含氧化合物的脱除，以及水分的干燥过程。低碳烯烃的分离方法，所述的脱甲烷塔采用乙烷、丙烷或乙烷/丙烷混合物作吸 收剂，吸收剂优选温度为5 -40°C，低碳烯烃的分离方法，所述的脱丙烷塔采用单塔或高、低压双塔工艺流程。低碳烯烃的分离方法，脱乙烷塔塔顶采出全部或部分C2去乙烯塔，其余C2循环回 反应系统进一步制丙烯。低碳烯烃的分离方法，乙烯塔塔顶或上部侧线采出全部或部分精乙烯，部分乙烯 以粗乙烯形式从乙烯塔下部侧线采出循环回反应系统进一步制丙烯，以提高丙烯选择性。低碳烯烃的分离方法，脱乙烷塔顶采出的C2组分和乙烯塔塔顶或侧线采出的粗 乙烯先经膨胀机减压回收能量或经节流减压，再回收低温冷量，经减压和回收冷量后的粗 乙烯循环回反应系统进一步制丙烯，以提高丙烯选择性。低碳烯烃的分离方法，脱甲烷塔上部设置有一中间冷却器，以降低吸收剂用量和 塔顶冷凝器冷负荷。本发明的优点本发明根据含氧化合物制低碳烯烃产物组成的特点，使用顺序分离流程，并使用 乙烷、丙烷或乙烷/丙烷混合物作吸收剂，避免采用深冷冷箱和乙烯压缩机，降低了设备投 资和能耗，对含氧化合物制低碳烯烃或烯烃催化反应制低碳烯烃过程有很好的适用性。
图1为本发明的第1种低碳烯烃的分离方法的示意流程图。图2为本发明的第2种低碳烯烃的分离方法的示意流程图。图3为本发明的第3种低碳烯烃的分离方法的示意流程图。
具体实施例方式若脱甲烷塔使用丙烷吸收剂，则使用图1所示的工艺流程。来自含氧化合物制低 碳烯烃反应器的产物和或来自烯烃催化反应制低碳烯烃的产物两者混合后经急冷、压缩、 净化和冷却等一系列前处理步骤后，分为气相烃和液相烃。气相烃和液相烃进脱甲烷塔分 出轻组分，脱甲烷塔塔顶使用丙烷作吸收剂，以提高乙烯收率。脱甲烷塔塔底C2+进入脱乙 烷塔，脱乙烷塔塔顶C2全部去乙烯塔或部分去乙烯塔、部分循环回反应系统，脱乙烷塔塔 底C3+进脱丙烷塔。乙烯塔上部侧线采出精乙烯，塔顶和下部侧线采出粗乙烯和脱乙烷塔 塔顶采出的部分C2经节流或膨胀机回收能量后再回收冷量后循环回反应系统进一步制丙 烯；乙烯塔也可选择不采出粗乙烯，此时乙烯塔塔顶少量轻组分去压缩系统，塔底乙烷回收 冷量后作为燃料气采出；乙烯塔也可选择不采出精乙烯，塔顶采出粗乙烯，塔底采出乙烷。 脱乙烷塔塔底C3+去高、低压双脱丙烷塔，高压脱丙烷塔塔顶采出C3去丙烯塔，低压脱丙烷 塔塔底采出C4+组分直接或经后续处理后部分循环回反应系统进一步制丙烯，或经处理后 直接作为副产品输出。丙烯塔塔顶采出丙烯产品，塔底采出丙烷全部或部分作为脱甲烷塔 吸收剂、部分作为副产品输出。若脱甲烷塔使用乙烷吸收剂，则使用图2所示的工艺流程。来自含氧化合物制低 碳烯烃反应器的产物和或来自烯烃催化反应制低碳烯烃的产物两者混合后经急冷、压缩、 净化和冷却等一系列前处理步骤后，分为气相烃和液相烃。气相烃和液相烃进脱甲烷塔分 出轻组分，脱甲烷塔塔顶使用乙烷作吸收剂，以提高乙烯收率。脱甲烷塔塔底C2+进入脱 乙烷塔，脱乙烷塔塔顶C2全部去乙烯塔或部分去乙烯塔、部分循环回反应系统，脱乙烷塔 塔底C3+进脱丙烷塔。乙烯塔上部侧线采出精乙烯，塔顶和下部侧线采出粗乙烯和脱乙烷 塔塔顶采出的部分C2经节流或膨胀机回收能量再回收冷量后循环回反应系统进一步制丙 烯，乙烯塔也可选择不采出粗乙烯，此时乙烯塔塔顶少量轻组分去压缩系统，塔底乙烷回收 冷量后作为燃料气采出；乙烯塔也可选择不采出精乙烯，塔顶采出粗乙烯，塔底采出乙烷。 脱乙烷塔塔底C3去丙烯塔，低压脱丙烷塔塔底采出C4+组分直接或经后续处理后部分循环 回反应系统进一步制丙烯，或经处理后直接作为副产品输出。丙烯塔塔顶采出丙烯产品，塔 底采出丙烷副产品。若脱甲烷塔需要使用乙烷、丙烷双组分吸收剂，则使用图3所示的工艺流程。来自 含氧化合物制低碳烯烃反应器的产物和或来自烯烃催化反应制低碳烯烃的产物两者混合 后经急冷、压缩、净化和冷却等一系列前处理步骤后，分为气相烃和液相烃。气相烃和液相 烃进脱甲烷塔分出轻组分，脱甲烷塔塔顶使用乙烷、丙烷双组分吸收剂，以提高乙烯收率。 脱甲烷塔塔底C2+进入脱乙烷塔，脱乙烷塔塔顶C2全部去乙烯塔或部分去乙烯塔、部分循 环回反应系统，脱乙烷塔塔底C3+进脱丙烷塔。乙烯塔上部侧线采出精乙烯，塔顶和下部侧 线采出粗乙烯和脱乙烷塔塔顶采出的部分C2经节流或膨胀机回收能量再回收冷量后循环 回反应系统进一步制丙烯，乙烯塔也可选择不采出粗乙烯，此时乙烯塔塔顶少量轻组分去 压缩系统，塔底乙烷回收冷量后作为燃料气采出；乙烯塔也可选择不采出精乙烯，塔顶采出 粗乙烯，塔底采出乙烷。乙烯塔塔底乙烷全部或部分冷却后作脱甲烷塔吸收剂、部分作为燃 料气采出。脱乙烷塔塔底C3+去高、低压双脱丙烷塔，高压脱丙烷塔塔顶采出C3去丙烯塔， 低压脱丙烷塔塔底采出C4+组分直接或经后续处理后部分循环回反应系统进一步制丙烯，或经处理后直接作为副产品输出。丙烯塔塔顶采出丙烯产品，塔底采出丙烷全部或部分作 为脱甲烷塔吸收剂的另一组分、或部分作为副产品输出。实施例1如图1，来自反应的低碳烃经急冷、压缩和杂质脱除后冷却，在3. 2MPa、-30°C的条 件下首先进脱甲烷塔进料分离罐进行气液分离，脱甲烷塔采用丙烷作吸收剂，其中丙烷吸 收剂温度为-20°C。脱甲烷塔塔顶为CH4、H2、CO和队等轻组分和部分损失的丙烷吸收剂， 脱甲烷塔塔底为C2+组分，直接进脱乙烷塔。脱乙烷塔塔顶C2全部去乙烯塔，不循环回反 应系统，脱乙烷塔塔底C3+进脱丙烷塔。乙烯塔侧线采出精乙烯，塔顶粗乙烯去压缩系统， 下部侧线不采出粗乙烯，塔底乙烷回收冷量后作为燃料气采出。高压脱丙烷塔塔顶采出C3 去丙炔加氢或直接去丙烯塔，低压脱丙烷塔塔底采出C4+组分直接或经后续处理后部分循 环回反应系统进一步制丙烯，或经处理后直接作为副产品输出。丙烯塔塔顶采出丙烯产品， 塔底采出部分作为吸收剂、部分作为副产品输出。表1为实施例计算结果，从表中可以看出，塔顶干气中损失的乙烯为0. 0414kmol/ h，乙烯收率为99. 994%，损失的丙烷为7. 8395kmol/h,占总吸收剂的2. 9%0表1以丙烯塔塔底丙烷为吸收剂的计算结果
权利要求
1.一种低碳烯烃的分离方法，采用传统乙烯工业成熟的顺序分离流程，其特征在于在 脱甲烷塔使用溶剂吸收的方法来提高乙烯收率，吸收溶剂为系统自产的乙烷、丙烷或乙烷/ 丙烷混合物；包括以下步骤(1)将来自含氧化合物制低碳烯烃反应器的产物或来自烯烃催化反应制低碳烯烃的产 物混合后经急冷、压缩、净化和冷却等一系列预处理步骤后，分为气相烃和液相烃，气相烃 和液相烃进脱甲烷塔进行分离；(2)脱甲烷塔使用乙烷、丙烷或乙烷/丙烷混合物吸收的方法，以提高乙烯收率，将轻 组分从塔顶分出，轻组分包括CH4、C0、H2、N2等组分，分离出的轻组分回收冷量后作燃料气或 去制氢，C2及C2以上的重组分从脱甲烷塔塔底分出；(3)由脱甲烷塔塔底分离出的C2+组分去脱乙烷塔进行C2和C3+的分离；(4)脱乙烷塔塔顶C2全部或部分脱除乙炔后部分进入乙烯塔，或部分C2直接循环回反 应系统以进一步制丙烯，提高丙烯的选择性，脱乙烷塔塔底C3+去脱丙烷塔；(5)由乙烯塔塔顶或上部侧线采出精乙烯，由乙烯塔下部侧线采出粗乙烯，或乙烯塔塔 顶采出全部粗乙烯，或全部采出精乙烯、不采出粗乙烯；粗乙烯先经膨胀机减压回收能量或 经节流减压，再回收低温冷量，经减压和回收冷量后的粗乙烯循环回反应系统进一步制丙 烯，以提高丙烯选择性；塔底乙烷全部或部分冷却后作吸收剂进入脱甲烷塔；(6)脱丙烷塔塔顶去加氢或直接去丙烯塔，由丙烯塔塔顶或侧线采出丙烯，塔底丙烷 全部作副产品输出或全部或部分冷却后作吸收剂的另一组分进入脱甲烷塔；脱丙烷塔塔底 C4+组分直接或经后续处理后部分去反应系统进一步制丙烯，或经处理后直接作副产品输 出ο
2.根据权利要求1所述的一种低碳烯烃的分离方法，其特征在于所述的预处理过程为 工艺气压缩到2. 2 3. 8MPa，冷却至5 _40°C，酸性气体和含氧化合物的脱除，以及水分 的干燥过程。
3.根据权利要求1所述的一种低碳烯烃的分离方法，其特征在于所述的脱甲烷塔采用 乙烷、丙烷或乙烷/丙烷混合物作吸收剂，吸收剂优选温度为5 -40°C，
4.根据权利要求1所述的一种低碳烯烃的分离方法，其特征在于所述的脱丙烷塔采用 单塔或高、低压双塔工艺流程。
5.根据权利要求1所述的一种低碳烯烃的分离方法，其特征在于，脱乙烷塔塔顶采出 全部或部分C2去乙烯塔，其余C2循环回反应系统进一步制丙烯。
6.根据权利要求1所述的一种低碳烯烃的分离方法，其特征在于，乙烯塔塔顶或上部 侧线采出全部或部分精乙烯，部分乙烯以粗乙烯形式从乙烯塔下部侧线采出循环回反应系 统进一步制丙烯，以提高丙烯选择性。
7.根据权利要求1所述的一种低碳烯烃的分离方法，其特征在于，脱乙烷塔顶采出的 C2组分和乙烯塔塔顶或侧线采出的粗乙烯先经膨胀机减压回收能量或经节流减压，再回收 低温冷量，经减压和回收冷量后的粗乙烯循环回反应系统进一步制丙烯，以提高丙烯选择 性。
8.根据权利要求1所述的一种低碳烯烃的分离方法，其特征在于，脱甲烷塔上部设置 有一中间冷却器，以降低吸收剂用量和塔顶冷凝器冷负荷。
全文摘要
本发明公开了一种低碳烯烃的分离方法，采用传统乙烯工业成熟的顺序分离流程，并且在脱甲烷塔使用溶剂吸收的方法来提高乙烯收率。本发明采用顺序分离流程，并使用乙烷、丙烷或乙烷/丙烷混合物作吸收剂，避免采用深冷冷箱和乙烯压缩机，降低了设备投资和能耗，对含氧化合物制低碳烯烃或烯烃催化反应制低碳烯烃过程有很好的适用性。
文档编号C07C4/06GK102115355SQ201010607679
公开日2011年7月6日 申请日期2010年12月27日 优先权日2010年12月27日
发明者吴越峰, 江家贵, 汪明静, 王建平, 肖红, 胡存, 蔡林清, 郭勇义, 陈菊士, 马振明 申请人:东华工程科技股份有限公司