本實用新型涉及含氫低碳烴分離技術(shù)領(lǐng)域,尤其是涉及一種乙烯產(chǎn)品氣分離裝置。
背景技術(shù):
乙烯作為基礎(chǔ)性化工原料,目前主要以石油為原料制取。而我國能源資源特點是“貧油、富煤”,若將煤基乙炔轉(zhuǎn)化為乙烯,不僅可以減少我國對進(jìn)口石油的依賴;而且還可以緩解國內(nèi)電石行業(yè)產(chǎn)能嚴(yán)重過剩的困境。煤基乙炔制乙烯技術(shù)與煤經(jīng)甲醇制烯烴技術(shù)相比具有工藝簡單,建設(shè)投資少,生產(chǎn)成本低,碳排放量低、水耗量低,產(chǎn)品附加值高等特點。當(dāng)前,低濃度乙炔氣固相催化加氫技術(shù)在石油化工行業(yè)已非常成熟,主要用于乙烯物料中乙炔雜質(zhì)的去除,但此技術(shù)不適用于高濃度乙炔加氫制乙烯工藝。高濃度乙炔加氫制乙烯反應(yīng)的氫炔比高,粗產(chǎn)品氣中未反應(yīng)的氫氣含量高達(dá)含量30~85%,粗產(chǎn)品氣經(jīng)膜分離提氫回收循環(huán)氫氣。
乙炔加氫產(chǎn)品氣的一個特點是其中C3含量甚微,因此不需要設(shè)置脫丙烷系統(tǒng),可以節(jié)省投資,簡化流程。但是,乙炔加氫產(chǎn)品氣中C3含量甚微的缺點在于不能提供足夠C3作為吸收劑,若吸收劑不足則將影響乙烯收率,若要提高乙烯收率則需要外部引入C3,使流程變得復(fù)雜,而且會增大能耗。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本實用新型的目的在于提出一種乙烯產(chǎn)品氣分離裝置,以解決現(xiàn)有技術(shù)中乙炔加氫制乙烯的乙烯產(chǎn)品氣的分離過程中乙烯收率較低、流程復(fù)雜、能耗較大的技術(shù)問題。
為達(dá)到上述目的,本實用新型的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:
一種乙烯產(chǎn)品氣分離裝置,包括:吸收汽提系統(tǒng),所述吸收汽提系統(tǒng)與脫乙烷塔相連,所述脫乙烷塔的塔頂與乙烯精餾塔相連,所述脫乙烷塔的塔底與脫丁烷塔相連,所述脫丁烷塔的塔頂與所述吸收汽提系統(tǒng)的吸收劑入口相連,所述吸收劑中包含C4。
可選地,所述吸收汽提系統(tǒng)包括汽提塔和吸收塔。
可選地,所述吸收汽提系統(tǒng)為汽提吸收塔,所述汽提吸收塔與低濃度乙炔加氫系統(tǒng)相連。
進(jìn)一步地,所述吸收汽提系統(tǒng)與用于對乙烯產(chǎn)品氣進(jìn)行壓縮、干燥、膜分離提氫處理的預(yù)處理設(shè)備相連。
進(jìn)一步地,所述吸收汽提系統(tǒng)與冷卻系統(tǒng)相連。
相對于現(xiàn)有技術(shù),本實用新型所述的乙烯產(chǎn)品氣分離裝置具有以下優(yōu)勢:
在本實用新型提供的乙烯產(chǎn)品氣分離裝置中,使用C4作為吸收劑,由于乙烯產(chǎn)品氣在經(jīng)吸收汽提系統(tǒng)、脫乙烷塔和脫丁烷塔的處理后,在脫丁烷塔的塔頂流出的物料中包含有C4,因此,將脫丁烷塔的塔頂流出的物料一部分作為C4產(chǎn)品送出界外,另一部分輸送至吸收汽提系統(tǒng)中作為吸收劑使用,如此設(shè)計,在乙烯產(chǎn)品氣分離過程中,無需外界提供吸收劑,分離過程副產(chǎn)的物料即可作為吸收劑使用,因而無需增加大型設(shè)備,從而在保證乙烯收率的同時簡化了流程,降低了能耗。此外,使用脫丁烷塔頂副產(chǎn)的含有C4的物料作為吸收劑的優(yōu)勢在于該含有C4的物料已經(jīng)脫除了重組分,可有效防止重組分在吸收汽提系統(tǒng)和脫乙烷塔內(nèi)累積而導(dǎo)致的結(jié)垢和系統(tǒng)堵塞。
本實用新型的另一目的在于提出另一種乙烯產(chǎn)品氣分離裝置,以解決現(xiàn)有技術(shù)中乙炔加氫制乙烯的乙烯產(chǎn)品氣的分離過程中乙烯收率較低、流程復(fù)雜、能耗較大的技術(shù)問題。
為達(dá)到上述目的,本實用新型的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:
一種乙烯產(chǎn)品氣分離裝置,包括:吸收汽提系統(tǒng),所述吸收汽提系統(tǒng)與脫乙烷塔相連,所述脫乙烷塔的塔頂與乙烯精餾塔相連,所述脫乙烷塔的塔底分別與脫丁烷塔以及所述吸收汽提系統(tǒng)的吸收劑入口相連,所述吸收劑中包含C4。
可選地,所述吸收汽提系統(tǒng)包括汽提塔和吸收塔。
可選地,所述吸收汽提系統(tǒng)為汽提吸收塔,所述汽提吸收塔與低濃度乙炔加氫系統(tǒng)相連。
進(jìn)一步地,所述吸收汽提系統(tǒng)與用于對乙烯產(chǎn)品氣進(jìn)行壓縮、干燥、膜分離提氫處理的預(yù)處理設(shè)備相連。
進(jìn)一步地,所述吸收汽提系統(tǒng)與冷卻系統(tǒng)相連。
相對于現(xiàn)有技術(shù),本實用新型所述的乙烯產(chǎn)品氣分離裝置具有以下優(yōu)勢:
在本實用新型提供的乙烯產(chǎn)品氣分離裝置中,使用C4作為吸收劑,由于乙烯產(chǎn)品氣在經(jīng)吸收汽提系統(tǒng)、脫乙烷塔處理后,在脫乙烷塔的塔底流出的物料中包含有C4,因此,將脫乙烷塔的塔底流出的物料一部分送入脫丁烷塔繼續(xù)處理,另一部分輸送至吸收汽提系統(tǒng)中作為吸收劑使用,如此設(shè)計,在乙烯產(chǎn)品氣分離過程中,無需外界提供吸收劑,分離過程副產(chǎn)的物料即可作為吸收劑使用,因而無需增加大型設(shè)備,從而在保證乙烯收率的同時簡化了流程,降低了能耗。
附圖說明
為了更清楚地說明本實用新型具體實施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案,下面將對具體實施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖是本實用新型的一些實施方式,對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本實用新型實施例提供的乙烯產(chǎn)品氣分離裝置的結(jié)構(gòu)示意圖一;
圖2為本實用新型實施例提供的乙烯產(chǎn)品氣分離裝置的結(jié)構(gòu)示意圖二;
圖3為本實用新型實施例提供的乙烯產(chǎn)品氣分離裝置的結(jié)構(gòu)示意圖三;
圖4為本實用新型實施例提供的乙烯產(chǎn)品氣分離裝置的結(jié)構(gòu)示意圖四;
圖5為本實用新型實施例提供的乙烯產(chǎn)品氣分離裝置的結(jié)構(gòu)示意圖五。
圖中:1-吸收汽提系統(tǒng);11-汽提塔;12-吸收塔;2-脫乙烷塔;3-脫丁烷塔;4-乙烯精餾塔;5-冷卻系統(tǒng);6-低濃度乙炔加氫系統(tǒng)。
具體實施方式
下面將結(jié)合附圖對本實用新型的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例是本實用新型一部分實施例,而不是全部的實施例?;诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├绢I(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本實用新型保護(hù)的范圍。
在本實用新型的描述中,需要說明的是,術(shù)語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系,僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述,而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作,因此不能理解為對本實用新型的限制。此外,術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的,而不能理解為指示或暗示相對重要性。
在本實用新型的描述中,需要說明的是,除非另有明確的規(guī)定和限定,術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解,例如,可以是固定連接,也可以是可拆卸連接,或一體地連接;可以是機(jī)械連接,也可以是電連接;可以是直接相連,也可以通過中間媒介間接相連,可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言,可以具體情況理解上述術(shù)語在本實用新型中的具體含義。
實施例一
如圖1-3所示,本實用新型實施例提供的一種乙烯產(chǎn)品氣分離裝置,包括:吸收汽提系統(tǒng)1、脫乙烷塔2、乙烯精餾塔4和脫丁烷塔3,其中,吸收汽提系統(tǒng)1與脫乙烷塔2相連,脫乙烷塔2的塔頂與乙烯精餾塔4相連,脫乙烷塔2的塔底與脫丁烷塔3相連,脫丁烷塔3的塔頂與吸收汽提系統(tǒng)1的吸收劑入口相連,吸收劑中包含C4。
使用上述乙烯產(chǎn)品氣分離裝置分離乙烯產(chǎn)品的過程如下:乙炔加氫制乙烯反應(yīng)生成的乙烯產(chǎn)品氣在吸收汽提系統(tǒng)1中分離,吸收汽提系統(tǒng)1的吸收劑包含C4,吸收劑吸收的物料送入脫乙烷塔2;脫乙烷塔2的塔頂分離出的物料送入乙烯精餾塔4,脫乙烷塔2塔底分離出的物質(zhì)送入脫丁烷塔3;脫丁烷塔3的塔頂分離出的物料中一部分送入吸收汽提系統(tǒng)1作為吸收劑、另一部分送出界外。
進(jìn)一步地,在乙烯產(chǎn)品氣進(jìn)入吸收汽提系統(tǒng)1之前,乙烯產(chǎn)品氣進(jìn)入預(yù)處理系統(tǒng)中進(jìn)行壓縮、干燥、膜分離提氫處理。
在本實用新型實施例提供的乙烯產(chǎn)品氣分離裝置中,使用C4作為吸收劑,由于乙烯產(chǎn)品氣在經(jīng)吸收汽提系統(tǒng)1、脫乙烷塔2和脫丁烷塔3的處理后,在脫丁烷塔3的塔頂流出的物料中包含有C4,因此,將脫丁烷塔3的塔頂流出的物料一部分作為C4產(chǎn)品送出界外,另一部分輸送至吸收汽提系統(tǒng)1中作為吸收劑使用,如此設(shè)計,在乙烯產(chǎn)品氣分離過程中,無需外界提供吸收劑,分離過程副產(chǎn)的物料即可作為吸收劑使用,因而無需增加大型設(shè)備,從而在保證乙烯收率的同時簡化了流程,降低了能耗。此外,使用脫丁烷塔3頂副產(chǎn)的含有C4的物料作為吸收劑的優(yōu)勢在于該含有C4的物料已經(jīng)脫除了重組分,可有效防止重組分在吸收汽提系統(tǒng)1和脫乙烷塔2內(nèi)累積而導(dǎo)致的結(jié)垢和系統(tǒng)堵塞。
具體地,吸收汽提系統(tǒng)1與用于對乙烯產(chǎn)品氣進(jìn)行壓縮、干燥、膜分離提氫處理的預(yù)處理設(shè)備相連。吸收汽提系統(tǒng)1包括吸收汽提塔11,或者,吸收汽提系統(tǒng)1包括汽提塔11和吸收塔12。
如圖1所示,吸收汽提系統(tǒng)1包括吸收汽提塔11,乙烯產(chǎn)品氣進(jìn)入吸收汽提塔11中,吸收汽提塔11的塔底與脫乙烷塔2連通。具體地,自乙炔加氫制乙烯反應(yīng)單元來的乙烯產(chǎn)品氣首先經(jīng)過預(yù)處理設(shè)備的壓縮、干燥、提氫處理,提氫后產(chǎn)品氣中氫氣含量為6-16%(mo l),經(jīng)冷去系統(tǒng)5冷卻至-20~-40℃送入汽提吸收塔12中。來自脫丁烷塔3的部分混合C4產(chǎn)品經(jīng)冷卻后作為吸收劑送至汽提吸收塔12,吸收劑的進(jìn)塔溫度為-20~-40℃。吸收汽提塔11頂排出的尾氣返回反應(yīng)區(qū)處理;吸收汽提塔11的塔底釜液送至脫乙烷塔2進(jìn)行進(jìn)一步分離。
吸收汽提塔11的塔底釜液送至脫乙烷系統(tǒng)。在脫乙烷塔2塔頂分出為C2及更輕組分的氣相,送至下游乙烯精餾塔4分離出聚合級乙烯產(chǎn)品和副產(chǎn)品乙烷;脫乙烷塔2中重組分送去脫丁烷塔3進(jìn)一步分離。
脫乙烷塔2中重組分送至脫丁烷塔3,脫丁烷塔3塔頂為富含1-丁烯的混合C4產(chǎn)品,其中一部分混合C4產(chǎn)品冷卻后作為吸收劑送至吸收汽提塔11的頂部作為吸收劑來吸收乙烯等輕烴,另一部分作為C4產(chǎn)品送出界區(qū);脫丁烷塔3中重組分送出界區(qū),脫丁烷塔3塔釜重組分中含有輕綠油。
在圖1所示的乙烯產(chǎn)品氣分離裝置進(jìn)行分離操作時,組分分析如表1所示:
表1
如圖2所示,吸收汽提系統(tǒng)1包括汽提塔11和吸收塔12,乙烯產(chǎn)品氣首先送入汽提塔11,汽提塔11塔底的液相送至脫乙烷塔2,汽提塔11塔頂?shù)臍庀嗨腿胛账?2,脫丁烷塔3產(chǎn)生的混合C4產(chǎn)品中部分送至吸收塔12作為吸收劑,吸收塔12塔頂氣相送至反應(yīng)區(qū)進(jìn)行處理,吸收塔12塔底的液相返回至汽提塔11的上部。
如圖3所示,吸收汽提系統(tǒng)1為汽提吸收塔12,乙炔加氫產(chǎn)品氣中含有微量乙炔時,為了保證后續(xù)步驟中能分離出聚合級乙烯產(chǎn)品,在將經(jīng)預(yù)處理設(shè)備壓縮、干燥和提氫后的乙烯產(chǎn)品氣通入吸收汽提塔11之前,增加低濃度乙烯加氫的步驟,進(jìn)行低濃度乙烯的前加氫工藝處理,具體地,汽提吸收塔12與低濃度乙炔加氫系統(tǒng)6相連。
實施例二
如圖4和圖5所示,本實用新型實施例二提供了另一種乙烯產(chǎn)品氣分離裝置,當(dāng)乙烯產(chǎn)品氣中含有的重組分很少時優(yōu)選使用該種乙烯產(chǎn)品氣分離裝置,該乙烯產(chǎn)品氣分離裝置包括:吸收汽提系統(tǒng)1,吸收汽提系統(tǒng)1與脫乙烷塔2相連,脫乙烷塔2的塔頂與乙烯精餾塔4相連,脫乙烷塔2的塔底分別與脫丁烷塔3以及吸收汽提系統(tǒng)1的吸收劑入口相連,吸收劑中包含C4。
使用本實用新型實施例二提供的乙烯產(chǎn)品氣分離裝置進(jìn)行乙烯產(chǎn)品氣分離的過程如下:乙炔加氫制乙烯反應(yīng)生成的乙烯產(chǎn)品氣在吸收汽提系統(tǒng)1中分離,吸收汽提系統(tǒng)1的吸收劑包含C4,吸收劑吸收的物料送入脫乙烷塔2;脫乙烷塔2的塔頂分離出的物料送入乙烯精餾塔4,脫乙烷塔2塔底分離出的物質(zhì)一部分送入脫丁烷塔3,另一部分送入吸收汽提系統(tǒng)1作為吸收劑;脫丁烷塔3的塔頂分離出的物料送出界外。
進(jìn)一步地,在乙烯產(chǎn)品氣進(jìn)入吸收汽提系統(tǒng)1之前,乙烯產(chǎn)品氣進(jìn)入預(yù)處理系統(tǒng)中進(jìn)行壓縮、干燥、膜分離提氫處理。
在本實用新型實施例二提供的乙烯產(chǎn)品氣分離裝置中,使用C4作為吸收劑,由于乙烯產(chǎn)品氣在經(jīng)吸收汽提系統(tǒng)1、脫乙烷塔2處理后,在脫乙烷塔2的塔底流出的物料中包含有C4,因此,將脫乙烷塔2的塔底流出的物料一部分送入脫丁烷塔3繼續(xù)處理,另一部分輸送至吸收汽提系統(tǒng)1中作為吸收劑使用,如此設(shè)計,在乙烯產(chǎn)品氣分離過程中,無需外界提供吸收劑,分離過程副產(chǎn)的物料即可作為吸收劑使用,因而無需增加大型設(shè)備,從而在保證乙烯收率的同時簡化了流程,降低了能耗。
具體地,吸收汽提系統(tǒng)1與用于對乙烯產(chǎn)品氣進(jìn)行壓縮、干燥、膜分離提氫處理的預(yù)處理設(shè)備相連。吸收汽提系統(tǒng)1包括吸收汽提塔11,或者,吸收汽提系統(tǒng)1包括汽提塔11和吸收塔12。
如圖4所示,吸收汽提系統(tǒng)1包括吸收汽提塔11,乙烯產(chǎn)品氣進(jìn)入吸收汽提塔11中,吸收汽提塔11的塔底與脫乙烷塔2連通。吸收汽提塔11頂排出的尾氣返回反應(yīng)區(qū)處理;吸收汽提塔11的塔底釜液送至脫乙烷塔2進(jìn)行進(jìn)一步分離。
吸收汽提塔11的塔底釜液送至脫乙烷系統(tǒng)。在脫乙烷塔2塔頂分出為C2及更輕組分的氣相,送至下游乙烯精餾塔4分離出聚合級乙烯產(chǎn)品和副產(chǎn)品乙烷;脫乙烷塔2中重組分中,一部分送去脫丁烷塔3進(jìn)一步分離,另一部分送入吸收汽提塔11中作為吸收劑使用。
脫乙烷塔2中部分重組分送至脫丁烷塔3,脫丁烷塔3塔頂為混合C4產(chǎn)品,混合C4產(chǎn)品送出界區(qū);脫丁烷塔3中重組分送出界區(qū),脫丁烷塔3塔釜重組分中含有輕綠油。
如圖5所示,吸收汽提系統(tǒng)1包括汽提塔11和吸收塔12。乙烯產(chǎn)品氣首先送入汽提塔11,汽提塔11塔底的液相送至脫乙烷塔2,汽提塔11塔頂?shù)臍庀嗨腿胛账?2,脫乙烷塔2鐘重組分中部分送至吸收塔12作為吸收劑,另一部分送入脫丁烷塔3中繼續(xù)分離,吸收塔12塔頂氣相送至反應(yīng)區(qū)進(jìn)行處理,吸收塔12塔底的液相返回至汽提塔11的上部。
乙炔加氫產(chǎn)品氣中含有微量乙炔時,為了保證后續(xù)步驟中能分離出聚合級乙烯產(chǎn)品,在將經(jīng)預(yù)處理設(shè)備壓縮、干燥和提氫后的乙烯產(chǎn)品氣通入吸收汽提塔11之前,增加低濃度乙烯加氫的步驟,進(jìn)行低濃度乙烯的前加氫工藝處理,具體地,吸收汽提系統(tǒng)1與低濃度乙炔加氫系統(tǒng)6相連。當(dāng)吸收汽提系統(tǒng)1包括吸收汽提塔11時,低濃度乙炔加氫系統(tǒng)6與吸收汽提塔11相連;當(dāng)吸收汽提系統(tǒng)1包括汽提塔11和吸收塔12時,低濃度乙炔加氫系統(tǒng)6與汽提塔11相連。
本實用新型實施例提供的乙烯產(chǎn)品氣分離裝置具有的優(yōu)勢在于:本實用新型實施例基于乙炔加氫制乙烯產(chǎn)品氣中不含CH4的特點,該分離方法步驟中不需要氫、甲烷分離,與傳統(tǒng)的蒸汽熱裂解乙烯裝置和MTO(methanel to olefin,甲醇制烯烴)裝置相比,無需設(shè)置脫甲烷塔和冷箱,冷劑溫位高,常規(guī)丙烯制冷即可,無乙烯制冷系統(tǒng),冷劑用量少,避免了使用投資高和對設(shè)備要求苛刻的低溫分離技術(shù)。本實用新型實施例基于產(chǎn)品氣在壓縮干燥后進(jìn)行了產(chǎn)品氣的提氫,而提氫后產(chǎn)品氣中氫氣含量低的特點,使其更適合使用溶劑吸收流程。本實用新型實施例為了減少吸收汽提塔11頂氣相夾帶乙烯,將本裝置副產(chǎn)的混合C4作為吸收劑,根據(jù)溶劑吸收的相似相溶原理來吸收塔12頂中的乙烯??刂莆掌崴?1的塔壓為1.8~4.0MPaG;控制塔頂氣相的溫度為-20~-40℃,以減少塔頂氣中乙烯的損失量,控制吸收汽提塔11釜液中氧和氮含量在50ppm以內(nèi)。
本實用新型實施例中采用脫丁烷塔3頂C4作為吸收劑的優(yōu)勢在于該股C4已經(jīng)脫除了重組分,可有效防止重組分在吸收汽提塔11和脫乙烷塔2系內(nèi)累積,而導(dǎo)致結(jié)垢和系統(tǒng)堵塞。當(dāng)產(chǎn)品氣中重組分較少時,作為本實用新型實施例的優(yōu)選方案之一,可將脫乙烷塔2釜液作為吸收劑,經(jīng)冷卻后送至吸收塔12中,相比以脫丁烷塔3塔頂物流為吸收劑的方案,以脫乙烷塔2釜液作為吸收劑的方案,其循環(huán)流程縮短,更節(jié)能,脫丁烷塔3的負(fù)荷可以降低,也節(jié)約成本。吸收汽提塔11拆分為汽提塔11和吸收塔12,提氫后產(chǎn)品氣首先送入汽提塔11,汽提塔11底的液相送至脫乙烷塔2,汽提塔11頂?shù)臍庀嗨腿胛账?2;混合C4吸收劑在吸收塔12中吸收夾帶的輕組分后,吸收塔12底的液相返回至汽提塔11上部,在汽提塔11中進(jìn)一步吸收乙烯及更重組分,并脫除其中的H2。該方案可減小塔高,方便施工,使操作更靈活、穩(wěn)定。
本實用新型實施例中提供的乙烯產(chǎn)品氣分離方法中,當(dāng)反應(yīng)區(qū)的微量原料乙炔氣被帶入產(chǎn)品氣中的情況,可以設(shè)置低濃度乙炔前加氫步驟,保證后續(xù)可以分離出聚合級乙烯產(chǎn)品,對產(chǎn)品氣組成的波動能很好地適應(yīng)。
最后應(yīng)說明的是:以上各實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案,而非對其限制;盡管參照前述各實施例對本實用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改,或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換;而這些修改或者替換,并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實用新型各實施例技術(shù)方案的范圍。