[发明专利]一种低碳烯烃的分离方法

说明书

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℃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MTO/MTP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、CO、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℃，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℃，

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。