[发明专利]一种丙烷脱氢制丙烯反应产物回收装置和回收工艺

说明书

本发明属于化工领域，具体公开了一种丙烷脱氢制丙烯反应产物回收装置和回收工艺，该丙烷脱氢制丙烯反应产物回收工艺包括：脱氢、预处理、深冷、碳三洗涤、膨胀节流、脱乙烷、丙烯精馏、热泵压缩、制冷压缩、丙烯回收这几个步骤。本发明仅需选用冷箱和丙烯制冷系统为丙烷脱氢制丙烯反应产物的回收提供冷量，其中，丙烯制冷系统为冷箱提供‑40℃至13℃冷量，‑40℃以下的由膨胀机出口物流和/或气液分离罐Ⅰ罐顶气相与精制丙烷混合后的物流提供。同时，本发明由于引入碳三洗涤塔，不仅减少了设备台数，还较传统工艺节能至少10％以上，节能效果显著。

技术领域

本发明属于化工领域，更具体地，涉及一种丙烷脱氢制丙烯反应产物回收装置和回收工艺。

背景技术

丙烯是化学工业中重要的基本有机化工原料，据统计，在全球的丙烯需求中，中国市场占到了15％以上，并且消费量还在以每年约5％-6％的速度增长，丙烯供需缺口在近年来不断加大。长期以来国内外丙烯的来源主要依靠石脑油裂解联产和FCC副产，随着石油资源的紧缺，价格不断飙升，而天然气价格相对于原油价格廉价，由此衍化而来的C3和C4烷烃越来越受到人们的关注，其中丙烷催化脱氢技术(PDH)无疑是C3利用领域最受关注的焦点。

在未来的国内市场上，随着甲醇制烯烃(MTO)装置的不断开工，势必会对传统的FCC和乙烯裂解生产烯烃路线产生冲击。作为FCC和乙烯裂解副产的丙烯和异丁烯产量会越来越少。因此，丙烷脱氢制丙烯技术面临一个非常好的发展机遇，市场潜力巨大。

目前，世界上丙烷脱氢制丙烯专利技术有：UOP公司的Oleflex工艺、LUMMUS的Catofin工艺、Uhde公司的Star工艺、Snamprogetti/Yarsintz公司的FBD-4工艺以及林德/巴斯夫公司的PDH工艺。这些工艺普遍采用深冷工艺来分离丙烷脱氢制丙烯反应产物。深冷分离工艺是石脑油蒸汽裂解产物分离的主要方法，技术成熟，应用广泛，由于冷剂温度低，反应产物中碳三几乎全部都冷凝下来，因而丙烯收率高，但对设备材质要求高，能耗高。

CN102795956B公开了一种丙烷脱氢制丙烯反应产物的回收方法，该方法采用膜分离和深冷分离结合的方式来分离丙烷脱氢制丙烯反应产物。但膜分离富氢气回收率较低，如需作为产品外送需单独压缩，总能耗并没有降低。

巴斯福股份公司公开了一系列专利CN100567230C、CN101087740B、CN101137605A、CN101415661A，这些专利包括了从丙烷脱氢反应到产物分离的全过程，因反应产物中含H₂O、CO₂、CO、N₂等，CN100567230C公开了采用洗涤的工艺除去部分杂质，CN101087740B、CN101137605A公开了采用惰性吸收剂分离该部分杂质。CN101415661A公开了一种采用变压吸附的方法，分离出丙烯产品，但上述这些方法得到的富氢气体中氢气含量较低，烃类含量高，只能当做燃料气烧掉。

CN102040445公开了一种富含丙烷的低碳烃脱氢制丙烯工艺全流程，该流程采用汽油作吸收剂来分离丙烷脱氢产物中的轻组分和碳三，但丙烷脱氢产物中氢气含量高，所需的吸收剂循环量非常大，能耗高。

CN106316761A公开了一种丙烷脱氢制丙烯反应产物的回收方法，

该方法将压缩、净化后的产品气逐步冷却到-85℃至-95℃后进行分相，分出来的液相进脱乙烷塔，分出来的气相经膨胀制冷、复热、升压后去燃料气系统。脱乙烷塔回流罐顶部气相进入脱乙烷塔顶冷凝段回收夹带的碳三馏分，脱乙烷塔冷凝段顶气相经脱乙烷塔顶冷凝段制冷器冷凝后，进入脱乙烷塔深冷罐，不凝气去燃料气系统，液相经脱乙烷塔冷凝段回流泵以回流形式返回脱乙烷塔冷凝段。该专利使用丙烯和乙烯复迭制冷为分离过程提供-100℃的低温冷量，延续使用了乙烯装置深冷分离技术，并没有在深冷分离单元引入更加省能的技术和设备，且丙烷脱氢装置的产品气在-40℃、3.0MPaG时气相中氢气浓度会超过80％mol，使-40℃至-95℃冷箱换热负荷大于同样处理量的乙烯装置，能耗过高。

发明内容