專利名稱:甲醇轉(zhuǎn)化制取低碳烯烴氣體的分離方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明屬于石油化工領(lǐng)域,涉及一種甲醇轉(zhuǎn)化制取低碳烯烴氣體的分離方法。具體地,本發(fā)明涉及從包括氫氣、氧氣、氮?dú)?、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、丙烷、丙烯、環(huán)丙烷、丙炔和丙二烯中一種或多種的混合物料中回收乙烯、丙烯的方法。
背景技術(shù):
烯烴,特別是低碳烯烴(輕質(zhì)烯烴)如乙烯和丙烯,是作為制備高級烯烴、聚乙烯和聚丙烯等原料所需要的。采用石腦油為原料經(jīng)水蒸汽裂解生產(chǎn)乙烯和丙烯的管式爐裂解裝置是目前最主要的乙烯和丙烯工業(yè)生產(chǎn)裝置。烴類裂解制取的裂解氣是含有氫、甲烷、乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、混合碳四碳五、裂解汽油等的混合物。這種混合物的分離方法通常有順序分離流程、前脫乙烷流程、前脫丙烷流程、低投資分離流程、漸進(jìn)分離流程和油吸收分離流程等六種。然而,含氧化合物正在成為制備低碳烯烴的石油原料的替代物。特別有前途的氧化原料是醇類(如甲醇和乙醇)、二甲醚、甲基乙基醚、二乙醚、碳酸二甲酯和甲酸甲酯。這些含氧化合物許多可由多種原料來生產(chǎn),所述原料包括由天然氣得到的合成氣、石油液體、含碳材料(包括煤)、再生塑料、城市垃圾或任何合適的有機(jī)材料。由于有廣泛的來源,因此,作為用于低碳烯烴生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)的非石油源,醇、醇衍生物以及其它含氧化合物是有前途的。一種生產(chǎn)烯烴的方法是利用硅鋁磷酸鹽(SAPO)分子篩催化劑的甲醇的催化轉(zhuǎn)化。例如,US4, 499,327披露了利用各種SAPO分子篩催化劑的任何一種,由甲醇轉(zhuǎn)化制取低碳烯烴(MTO)氣體的方法。該方法是在300°C和500°C之間的溫度,在此期間O. I大氣壓到100大氣壓之間的壓力,和在O. I和之間的重時(shí)空速(WHSV)下進(jìn)行。該方法對于制造乙烯和丙烯是高度選擇性的。US6, 121,504也公開了一種利用分子篩催化劑由含氧化合物原料制備烯烴產(chǎn)品的方法。通過與驟冷介質(zhì)接觸從烯烴產(chǎn)品中除去水和其它不想要的副產(chǎn)物。與驟冷介質(zhì)接觸后,得到包含所要烯烴但也包括二甲醚、甲烷、一氧化碳、二氧化碳、乙烷、丙烷和其它微量組分如水和未反應(yīng)含氧化合物原料的輕質(zhì)產(chǎn)物餾分。MTO氣體組成與石腦油裂解氣有很大的不同,最大的差別在于MTO氣體中丙烯和丙烷含量明顯高于石腦油裂解氣中丙烯和丙烷含量。MTO氣體中因催化劑再生而帶入的含有氧氣的煙氣雜質(zhì)含量也高于石腦油裂解氣。MTO氣體中還含有甲醇和二甲醚等含氧有機(jī)化合物。對于含氧化合物原料制備烯烴產(chǎn)品的方法,例如MTO工藝,特別不想要的副產(chǎn)物之一是二甲醚。迄今一直未令人滿意地解決從烯烴產(chǎn)品物流中除去二甲醚的問題。已經(jīng)考慮了推測能從所述產(chǎn)品物流中除去二甲醚的專用吸收劑。但很難找到適用于此的吸收劑或吸附劑。通常需要降低或除去烯烴物流中不想要的烴類副產(chǎn)物存在量以進(jìn)一步加工所述烯烴,特別是乙烯和丙烯。這是因?yàn)檠苌锷a(chǎn)過程可能使用對于某些烴的存在相當(dāng)敏感的催化劑。例如二甲醚可使許多常規(guī)的聚乙烯和聚丙烯形成催化劑中毒,這就意味著如果要對精餾分離烴類系統(tǒng)得到的乙烯和丙烯物流進(jìn)行進(jìn)一步的催化處理,必須保證乙烯和丙烯物流幾乎不含二甲醚。因而非常希望找到從烯烴物流中除去二甲醚的其它方法。CN1833017A公開了用于從包含乙烷、乙烯、丙烯、二甲醚以及丙烷、乙炔、丙二烯、甲烷、氫氣、一氧化碳、二氧化碳和C4+組分中的一種或多種的初始流出料流中分離聚合級乙烯和丙烯的新型高度有效的分離方法和系統(tǒng)。圖I顯示了該方法的一個(gè)實(shí)施方案,將含有乙烷、乙烯、二甲醚、丙烷和丙烯的初始流出料流100引入到第一分離裝置101,其優(yōu)選是適于從初始流出料流100中除去大多數(shù)的非二甲醚含氧化合物的洗滌塔。在第一分離裝置101中,初始流出料流100在有效除去一些含氧化合物的條件下接觸含氧化合物去除介質(zhì)102,優(yōu)選甲醇。這意味著,乙烷、乙烯、丙烷、丙烯和至少一些二甲醚可在第一塔頂料流103中回收,其中大部分含氧化合物去除介質(zhì)102、非二甲醚含氧化合物和至少一些二甲醚可在第一塔底料流104中回收。第一塔頂料流103還可能含有少量的殘留含氧化合物去除介質(zhì)。第一分離裝置101任選包含回流管道和/或再沸器管道和相應(yīng)的換熱器(未示出),以有利于這些組分的分離。第一塔頂料流103然后被引入到第二分離裝置110,其優(yōu)選是適于從第一分離裝 置101中分離經(jīng)由第一塔頂料流103攜帶的任何殘留含氧化合物去除介質(zhì)102的水洗塔。具體地說,在第二分離裝置110中,第一塔頂料流103在有效從中去除至少大多數(shù)的殘留含氧化合物去除介質(zhì)的條件下接觸水109。因此,來自第一塔頂料流103的乙烷、乙烯、丙烷、丙烯和二甲醚可在第二塔頂料流111中回收,其中大部分的殘留含氧化合物去除介質(zhì)102和水109可在第二塔底料流118中回收。第二分離裝置110任選包括回流管道和/或再沸器管道和相應(yīng)的換熱器(未示出),以促進(jìn)這些組分的分離。任選地,將第二塔頂料流111引入到用于除去二氧化碳的苛性堿洗滌裝置(未示出)和/或干燥裝置(未示出)。回到圖I,第二塔頂料流111優(yōu)選引入到第三分離裝置106。第三分離裝置106優(yōu)選是適于將C3+組分與C2_組分分離的蒸餾塔。具體地說,第三分離裝置106將第二塔頂料流111分離為第三塔頂料流107 (其含有大多數(shù)的存在于第二塔頂料流111中的乙烷和乙烯),與第三塔底料流108 (其優(yōu)選含有大多數(shù)的存在于第二塔頂料流111中的丙烷、二甲醚和丙烯)。第三分離裝置106任選包括回流管道和/或再沸器管道和相應(yīng)的換熱器(未示出),用于促進(jìn)Cf組分與C3+組分的分離。第三塔頂料流107優(yōu)選被引入到脫甲烷進(jìn)料設(shè)備組112。脫甲烷進(jìn)料設(shè)備組112是優(yōu)選由系列冷卻器和冷卻第三塔頂料流107并形成多個(gè)冷卻料流114A-C的分離鼓(未示出)形成的“冷箱”。冷卻料流114A-C可以是液體和/或蒸氣形式。優(yōu)選地,冷卻料流114A-C被引入到第四分離裝置115,用于進(jìn)一步加工。第四分離裝置115優(yōu)選是適于分離輕餾分如甲烷、氫和/或一氧化碳與乙烷和乙烯的蒸餾塔。具體地說,第四分離裝置115將冷卻的料流114A-C總共分離為第四塔頂料流116和第四塔底料流117,前者含有大多數(shù)的存在于冷卻料流114A-C中的輕餾分,而后者優(yōu)選含有大多數(shù)的存在于冷卻料流114A-C中的乙烷和乙烯。第四分離裝置115任選包括回流管道和/或再沸器管道和相應(yīng)的換熱器(未示出),以有利于輕餾分與乙烷和乙烯的分離。在一個(gè)實(shí)施方案中,第四塔頂料流116被引入到脫甲烷進(jìn)料設(shè)備組112,以便用作冷卻介質(zhì)。將第四塔底料流117引入到第五分離裝置124,用于進(jìn)一步加工。第五分離裝置124優(yōu)選是適于分離乙烯與乙烷的蒸餾塔。具體地說,第五分離裝置124將第四塔底料流117分離為第五塔頂料流125和第五塔底料流126,前者含有大多數(shù)的存在于第四塔底料流117中的乙烯,而后者優(yōu)選含有大多數(shù)的存在于第四塔底料流117中的乙烷。第五分離裝置124任選包括回流管道和/或再沸器管道和相應(yīng)的換熱器(未示出),以有利于乙烯與乙烷的分離。第五塔頂料流125含有相當(dāng)純的乙烯,其可以被引入到聚合裝置(未示出),用于聚合。第五塔底料流126優(yōu)選被引入到脫甲烷進(jìn)料設(shè)備組112,用作冷卻介質(zhì)。任選地,第五塔底料流126與來自于第四塔頂料流116的冷卻介質(zhì)結(jié)合,如由脫甲烷進(jìn)料設(shè)備組112中的虛線所示。另外,富含乙烷的第五塔底料流126的一部分能夠用作第四分離裝置115的回流管道。優(yōu)選地,將乙烷過冷,再送入到第四分離裝置115。通過添加乙烷作為回流液,乙烷變成吸附劑,優(yōu)先將乙烯運(yùn)送到第四分離裝置的底部,從而改進(jìn)甲烷和乙烯的分離。在脫甲烷進(jìn)料設(shè)備組112中冷卻來自第三塔頂料流107的蒸氣之后,冷卻介質(zhì)通過尾氣管道113從脫甲烷進(jìn)料設(shè)備組112排出。如果初始流出料流缺乏C4+組分,那么取決于初始流出料流中的丙烷和二甲醚的量,第三塔底料流108可以含有主要的丙烯和少量的二甲醚和丙烷,并且適合于聚合處置。如果需要極高質(zhì)量的丙烯,那么將第三塔底料流108任選引入到第六分離裝置136中。第六分離裝置136優(yōu)選是適于分離丙烯與丙烷和二甲醚的蒸餾塔。第六分離裝置136因此可以作為C3分流器操作。具體地說,第六分離裝置136將第三塔底料流108分離為第六塔頂料流137和第六塔底料流138,前者含有大多數(shù)的存在于第三塔底料流108中的丙烯,而后者優(yōu)選含有大多數(shù)的存在于第三塔底料流108中的丙烷、二甲醚和任選的任何殘留C4+組分。第六分離裝置136任選包括回流管道和/或再沸器管道和相應(yīng)的換熱器(未示出),以有利于丙烯與丙烷的分離。第六塔頂料流137含有極高質(zhì)量的丙烯,其適合于聚合。第六塔底料流138優(yōu)選作為燃料燃燒或被引入到二甲醚回收裝置。如果初始流出料流100含有任何可測定量的C4+組分,那么根據(jù)本發(fā)明的工藝流程方案優(yōu)選包括脫丙烷塔(未示出)。脫丙烷塔適用于分離C4+組分與C3-組分,例如輕餾分,乙烯,乙烷,丙烯,丙烷和二甲醚。脫丙烷塔的布置可以變化很大。在圖I所示的實(shí)施方案中,脫丙烷塔任選接收和去除至少大部分的來自于下列料流的一個(gè)或多個(gè)中的C4+組分初始流出料流100,第二塔頂料流111,第三塔底料流108或第六塔底料流138。如果初始流出料流100含有乙炔,甲基乙炔,丙二烯或其它多個(gè)不飽和組分,那么本發(fā)明的系統(tǒng)優(yōu)選包括氫化轉(zhuǎn)化器,例如乙炔或MAPD(丙炔和丙二烯)轉(zhuǎn)化器(未示出)。如果引入到本發(fā)明中,那么氫化轉(zhuǎn)化器優(yōu)選接收和加工一個(gè)或多個(gè)下列物流第二塔頂料流111,第三塔頂料流107,第三塔底料流108和/或第四塔底料流117。在氫化轉(zhuǎn)化器中,乙炔在有效將至少一部分的乙炔轉(zhuǎn)化為乙烯的條件下接觸氫和二氧化碳。類似地,甲基乙炔和/或丙二烯在有效將至少一部分的甲基乙炔和/或丙二烯轉(zhuǎn)化為丙烯的條件下接觸氫和二氧化碳。除了存在于上述料流中的乙炔、甲基乙炔和丙二烯以外的組分優(yōu)選原封不動地通過氫化轉(zhuǎn)化器。所得乙炔貧乏的料流然后如以上參考圖I所述進(jìn)行加工。研究發(fā)現(xiàn),上述CN1833017A公開的方法的實(shí)施方案存在著下列缺點(diǎn)I)第二分離裝置110與第三分離裝置106之間的連接之處存在很大的缺陷,因?yàn)楹幸彝?、乙烯、丙烷、丙烯和二甲醚的第二塔頂料?11的兩種去向都存在問題。如果將第二塔頂料流111優(yōu)選被引入到第三分離裝置106,則因第二塔頂料流111存在著水分,后 續(xù)第三分離裝置上部、第四分離裝置和第五分離裝置上部卻在低溫下操作,水會與乙烷、乙烯等組分形成固體水合物而堵塞管道,后果嚴(yán)重。如果將第二塔頂料流111引入到用于除去二氧化碳的苛性堿洗滌裝置(未示出)和/或干燥裝置(未示出)。則從苛性堿洗滌裝置出來的含有乙烷、乙烯、丙烷、丙烯和二甲醚的氣體料流定會夾帶有殘堿液。殘堿液不但會腐蝕設(shè)備,還會影響干燥裝置中的干燥劑的功效性和氫化轉(zhuǎn)化器(乙炔或MAPD轉(zhuǎn)化器)中的催化劑的活性,嚴(yán)重時(shí),會導(dǎo)致干燥劑失效和催化劑失活。而CN1833017A公開的方法中并未考慮到殘堿液這種物質(zhì)對設(shè)備以及干燥劑及催化劑的影響。因而也未給出除去殘堿液的方法。2)由于二甲醚等影響操作條件的因素存在,在第四分離裝置、第五分離裝置和第六分離裝置中不能分別得到純度較高的甲烷、乙烷和丙烷等產(chǎn)品。而甲烷、乙烷和丙烷是重要的有機(jī)化工原料。從圖I可看出,第四分離裝置頂部富含甲烷的物流和第五分離裝置底部富含乙烷的物流合并作為尾氣來處理。第六分離裝置底部富含丙烷的物流因含有一定量的二甲醚,自然影響丙烷的純度。二甲醚因是有機(jī)含氧化合物,它和甲烷、乙烷、乙 烯、丙烷及丙烯等烴類進(jìn)入脫甲烷進(jìn)料設(shè)備組112(優(yōu)先為冷箱)內(nèi)會有潛在爆炸危險(xiǎn)的不安全因素存在。3)在脫甲烷進(jìn)料設(shè)備組112中不能得到純度較高的氫氣。而純度較高的氫氣是氫化轉(zhuǎn)化器(乙炔或MAPD轉(zhuǎn)化器)必需的。若米用氫化轉(zhuǎn)化器(乙炔或MAPD轉(zhuǎn)化器)必須另找氫源。4)當(dāng)甲醇和三(甘醇)用作含氧化合物去除介質(zhì)102被加入到第一分離裝置101中。在第一塔底料流104中,不僅有大部分含氧化合物去除介質(zhì)、非二甲醚含氧化合物和至少一些二甲醚;而且還有相當(dāng)數(shù)量的被甲醇和三(甘醇)吸收的乙烯和丙烯組分。給主要產(chǎn)品乙烯和丙烯會帶來一定的損失。另外,還會增加甲醇和三(甘醇)回收的成本。5)實(shí)施方案未考慮到催化劑再生帶入的煙氣雜質(zhì)的影響。對于甲醇轉(zhuǎn)化制取低碳烯烴氣體,催化劑再生帶入的煙氣雜質(zhì)含有氧氣,若在進(jìn)入堿洗塔和冷箱之前不除去,會在堿洗塔中誘發(fā)烴類聚合,從而導(dǎo)致黃油產(chǎn)生;會導(dǎo)致冷箱部位爆炸危險(xiǎn)物的積聚,造成系統(tǒng)不安全因素增加。氧含量過高,還會對乙烯或丙烯聚合反應(yīng)催化劑體系造成毒害,從而降低催化劑的活性和聚乙烯或聚丙烯產(chǎn)品的質(zhì)量。催化劑再生帶入的煙氣雜質(zhì)一氧化碳含量過高,也會降低乙炔加氫催化劑的活性。6)實(shí)施方案所述分離裝置都缺乏溫度和壓力等基本操作條件。分離裝置具體是分離塔還是分離罐,方案并未敘述清楚。溫度和壓力等基本操作條件的差異對一些分離裝置來說非常重要,是流程的顯著特征,如高壓脫甲烷塔和低壓脫甲烷塔。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是在針對CN1833017A公開的方法所存在的不能得到純度較高的氫氣、甲烷、乙烷和丙烷等產(chǎn)品與沒有有效去除二甲醚和煙氣雜質(zhì)中的氧氣和一氧化碳等缺點(diǎn),根據(jù)甲醇轉(zhuǎn)化制取低碳烯烴氣體的組分和組成特點(diǎn),提出了一種從低碳烯烴氣體中分離聚合級乙烯和丙烯的新型高度有效的分離方法。此方法不僅能得到聚合級乙烯和丙烯產(chǎn)品,而且還能得到純度較高的氫氣、甲烷、乙烷和丙烷等產(chǎn)品。本發(fā)明提供一種甲醇轉(zhuǎn)化制取低碳烯烴氣體的分離方法。具體地,本發(fā)明涉及從包括氫氣、氧氣、氮?dú)?、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、丙烷、丙烯、環(huán)丙烷、丙炔和丙二烯中的一種或多種的混合物料中回收乙烯、丙烯的方法,其特征在于包括下述步驟I)甲醇轉(zhuǎn)化制取低碳烯烴氣體物流脫除所含的含氧化合物、水和C4及C4以上的烴類后作為低碳烯烴物流,依次進(jìn)行初級脫水、換熱、脫一氧化碳、冷卻和中間脫水,然后進(jìn)行脫氧處理,脫氧后的低碳烯烴物流經(jīng)換熱后進(jìn)入堿洗塔進(jìn)行堿洗和水洗,堿洗和水洗后的低碳烯烴物流與乙烯精餾塔回流罐的汽相、汽液分離罐的汽相和甲烷汽提塔回流罐的汽相混合后成為烯烴混合物,烯烴混合物經(jīng)增壓、冷卻和深度脫水后進(jìn)入脫乙烷塔;2)脫乙烷塔塔頂產(chǎn)生的氣體混合物,經(jīng)冷卻和冷凝后進(jìn)入脫乙烷塔回流罐,脫乙烷塔回流罐的液相作為回流返回脫乙烷塔塔頂,脫乙烷塔回流罐的氣相為氣相混合物物流,當(dāng)其乙炔摩爾含量小于Ippm時(shí)直接經(jīng)過干燥和冷卻后分成兩路,兩路分別再冷卻后混合,之后進(jìn)入第一分離罐;當(dāng)其乙炔摩爾含量大于或等于Ippm時(shí)進(jìn)入乙炔加氫反應(yīng)器進(jìn)行加氫反應(yīng),乙炔加氫反應(yīng)器底部產(chǎn)生的含乙烯、乙烷的氣體混合物,經(jīng)冷卻和干燥,然后分成兩路,兩路分別冷卻后混合,之后進(jìn)入第一分離罐;
3)第一分離罐頂部出來的氣體經(jīng)冷卻后進(jìn)入第二分離罐,第二分離罐頂部出來的氣體經(jīng)冷卻后進(jìn)入第三分離罐,第三分離罐頂部出來的氣體經(jīng)冷卻后進(jìn)入第四分離罐,第四分離罐頂部出來的氣體經(jīng)冷卻后進(jìn)入第五分離罐,第五分離罐頂部出來的氣體經(jīng)冷卻后進(jìn)入第六分離罐,其中第一分離罐底部出來的液體經(jīng)泵加壓進(jìn)入脫甲烷塔中上部,第二分離罐底部出來的液體進(jìn)入脫甲烷塔中上部,第三分離罐底部出來的液體、第四分離罐底部出來的液體和第五分離罐底部出來的液體進(jìn)入脫甲烷塔上部,進(jìn)料口沿脫甲烷塔中上部和上部從下向上順次布置,第五分離罐底部出來的液體進(jìn)料口在最上方,第六分離罐底部出來的液體為低壓甲烷產(chǎn)品,第六分離罐頂部出來的氣體作為粗氫產(chǎn)品;4)脫甲烷塔塔頂產(chǎn)生的氣體混合物經(jīng)冷卻和冷凝后進(jìn)入脫甲烷塔回流罐,脫甲烷塔回流罐的氣相為甲烷氣相產(chǎn)品物流,脫甲烷塔回流罐的液相作為回流返回脫甲烷塔塔頂,脫甲烷塔塔底物流進(jìn)入乙烯精餾塔,乙烯精餾塔塔頂產(chǎn)生的氣體混合物經(jīng)冷卻和冷凝后進(jìn)入乙烯精餾塔回流罐,乙烯精餾塔回流罐的液相作為回流返回乙烯精餾塔塔頂,乙烯精餾塔回流罐的汽相為含氫氣和甲烷的不凝氣返回堿洗塔頂部出口與堿洗和水洗后的低碳烯烴物流混合,乙烯精餾塔頂部側(cè)線抽出乙烯液相產(chǎn)品,乙烯精餾塔塔底產(chǎn)物為乙烷液相廣品;5)脫乙烷塔塔底為液體混合物,當(dāng)其丙炔摩爾含量小于5ppm和丙二烯摩爾含量小于IOppm時(shí)經(jīng)加壓、換熱和干燥后進(jìn)入丙烯精餾塔;當(dāng)其丙炔摩爾含量大于或等于5ppm或者丙二烯摩爾含量大于或等于IOppm時(shí)經(jīng)加壓、換熱和干燥并配入氫氣后進(jìn)入丙炔加氫反應(yīng)器進(jìn)行加氫反應(yīng),丙炔加氫反應(yīng)器產(chǎn)物經(jīng)換熱后進(jìn)入汽液分離罐,汽液分離罐頂部出來的汽相返回堿洗塔頂部出口與堿洗和水洗后的低碳烯烴物流混合,汽液分離罐底部出來的液相經(jīng)增壓后分成兩股,一股返回到丙炔加氫反應(yīng)器的入口,另一股經(jīng)換熱后進(jìn)入甲烷汽提塔;6)甲烷汽提塔塔頂產(chǎn)生的氣相混合物經(jīng)冷卻和冷凝后進(jìn)入甲烷汽提塔回流罐,甲烷汽提塔回流罐的液相作為回流返回甲烷汽提塔塔頂,甲烷汽提塔回流罐的汽相混合物返回堿洗塔頂部出口與堿洗和水洗后的低碳烯烴物流混合,甲烷汽提塔塔底出來的物流經(jīng)加壓和換熱后進(jìn)入丙烯精餾塔,丙烯精餾塔塔頂物流經(jīng)冷卻和冷凝后進(jìn)入丙烯精餾塔回流罐,丙烯精餾塔回流罐的液相作為回流返回丙烯精餾塔塔頂,丙烯精餾塔回流罐的氣相為丙烯氣相產(chǎn)品,丙烯精餾塔塔底出來的物流為丙烷液相產(chǎn)品。本發(fā)明進(jìn)一步特征在于所述乙炔加氫反應(yīng)器底部產(chǎn)生的含乙烯、乙烷的氣體混合物冷卻后,與乙炔加氫反應(yīng)器的進(jìn)料換熱,然后進(jìn)入綠油罐,綠油罐底部產(chǎn)生的綠油作為甲醇轉(zhuǎn)化制取低碳烯烴裝置的原料或送出裝置外,綠油罐頂部的出來的氣體混合物作為第一分離罐進(jìn)料。本發(fā)明進(jìn)一步特征在于所述綠油罐底部產(chǎn)生的綠油作為甲醇轉(zhuǎn)化制取低碳烯烴裝置的原料。本發(fā)明進(jìn)一步特征在于所述進(jìn)入脫乙烷塔的烯烴混合物分成兩路后再進(jìn)入脫乙烷塔,其中一路為冷液體混合物,經(jīng)冷進(jìn)料換熱器換熱后,作為冷進(jìn)料進(jìn)入脫乙烷塔的中上部;另一路為熱液體混合物,經(jīng)熱進(jìn)料換熱器換熱后,作為熱進(jìn)料進(jìn)入脫乙烷塔的中下部。本發(fā)明進(jìn)一步特征在于所述脫乙烷塔塔底重沸器利用蒸汽或循環(huán)水加熱。 本發(fā)明進(jìn)一步特征在于所述乙烯精餾塔塔底重沸器利用循環(huán)水加熱。本發(fā)明進(jìn)一步特征在于所述乙烯精餾塔塔底產(chǎn)物為乙烷含量為85摩爾%以上的乙烷液相產(chǎn)品,作為有機(jī)化工原料送至裝置外。本發(fā)明進(jìn)一步特征在于所述丙烯精餾塔塔底重沸器利用蒸汽加熱。本發(fā)明進(jìn)一步特征在于所述丙烯精餾塔塔底物流為丙烷含量為90摩爾%以上的丙烷液相產(chǎn)品,作為有機(jī)化工原料送至裝置外。本發(fā)明進(jìn)一步特征在于所述脫甲烷塔回流罐的氣相為甲烷含量為90摩爾%以上的甲烷氣相產(chǎn)品物流經(jīng)甲烷膨脹機(jī)膨脹后溫度降為-120 -160°C,然后作為冷劑依次進(jìn)入第五冷箱、第四冷箱、第三冷箱、第二冷箱和第一冷箱換熱。換熱后的甲烷氣相產(chǎn)品作為化工原料或燃料氣送出裝置。本發(fā)明進(jìn)一步特征在于所述第一分離罐頂部出來的氣體經(jīng)第二冷箱和第二乙烯冷卻器冷卻后進(jìn)入第二分離罐。本發(fā)明進(jìn)一步特征在于所述第一分離罐頂部出來的氣體經(jīng)換熱后,進(jìn)入壓縮機(jī)五段加壓,然后依次經(jīng)五段壓縮氣冷卻器、第二冷箱和第二乙烯冷卻器冷卻后進(jìn)入第二分離罐。本發(fā)明進(jìn)一步特征在于所述第二分離罐頂部出來的氣體依次經(jīng)第三冷箱和第三乙烯冷卻器冷卻后進(jìn)入第三分離罐。本發(fā)明進(jìn)一步特征在于所述第二分離罐頂部出來的氣體經(jīng)換熱后,進(jìn)入壓縮機(jī)五段加壓,然后依次經(jīng)五段壓縮氣冷卻器、第三冷箱和第三乙烯冷卻器冷卻后進(jìn)入第三分離罐;第二分離罐底部出來的液體經(jīng)泵加壓后進(jìn)入脫甲烷塔中上部。本發(fā)明進(jìn)一步特征在于所述第三分離罐頂部出來的氣體經(jīng)第四冷箱冷卻后進(jìn)入第四分離罐。本發(fā)明進(jìn)一步特征在于所述第三分離罐頂部出來的氣體經(jīng)換熱后,進(jìn)入壓縮機(jī)五段加壓,然后經(jīng)五段壓縮氣冷卻器和第四冷箱冷卻后進(jìn)入第四分離罐;第二分離罐底部出來的液體經(jīng)泵加壓后進(jìn)入脫甲烷塔中上部,第三分離罐底部出來的液體經(jīng)泵加壓后進(jìn)入脫甲烷塔上部。本發(fā)明進(jìn)一步特征在于所述第四分離罐頂部出來的氣體經(jīng)第五冷箱冷卻后進(jìn)入第五分離罐。本發(fā)明進(jìn)一步特征在于所述第四分離罐頂部出來的氣體經(jīng)換熱后,進(jìn)入壓縮機(jī)五段加壓,然后經(jīng)五段壓縮氣冷卻器和第五冷箱冷卻后進(jìn)入第五分離罐;第二分離罐底部出來的液體經(jīng)泵加壓后進(jìn)入脫甲烷塔中上部,第三分離罐底部出來的液體和第四分離罐底部出來的液體分別經(jīng)泵加壓后進(jìn)入脫甲烷塔上部。本發(fā)明進(jìn)一步特征在于所述第五分離罐頂部出來的氣體經(jīng)第六冷箱冷卻后進(jìn)入第六分離罐。本發(fā)明進(jìn)一步特征在于所述第五分離罐頂部出來的氣體經(jīng)換熱后,進(jìn)入壓縮機(jī)五段加壓,然后經(jīng)五段壓縮氣冷卻器和第六冷箱冷卻后進(jìn)入第六分離罐;第二分離罐底部出來的液體經(jīng)泵加壓后進(jìn)入脫甲烷塔中上部,第三分離罐底部出來的液體、第四分離罐底部出來的液體和第五分離罐底部出來的液體分別經(jīng)泵加壓后進(jìn)入脫甲烷塔上部。本發(fā)明進(jìn)一步特征在于所述第六分離罐底部出來的液體,經(jīng)減壓節(jié)流后依次經(jīng) 第六冷箱、第五冷箱、第四冷箱、第三冷箱、第二冷箱和第一冷箱換熱后作為低壓甲烷產(chǎn)品送至裝置外。本發(fā)明進(jìn)一步特征在于所述第六分離罐頂部出來的氣體依次經(jīng)第六冷箱、第五冷箱、第四冷箱、第三冷箱、第二冷箱和第一冷箱換熱后作為粗氫產(chǎn)品送至裝置外;或送至變壓吸附裝置或膜分離裝置進(jìn)一步提純得到摩爾含量為99. 9%以上的高純度的氫氣。本發(fā)明進(jìn)一步技術(shù)特征在于所述低碳烯烴物流脫一氧化碳采用脫一氧化碳銅系催化劑,如C18催化劑。本發(fā)明進(jìn)一步技術(shù)特征在于所述低碳烯烴物流脫氧處理采用鎳系脫氧催化劑或錳系脫氧催化劑。優(yōu)先使用錳系脫氧催化劑。本發(fā)明進(jìn)一步技術(shù)特征在于所述低碳烯烴物流的脫水或干燥均采用3A分子篩。本發(fā)明進(jìn)一步技術(shù)特征在于所述低碳烯烴物流的堿洗和水洗在堿洗塔內(nèi)進(jìn)行,堿洗塔下部為堿洗段進(jìn)行堿洗,堿洗塔上部為水洗段進(jìn)行水洗,水洗段上部進(jìn)水。本發(fā)明進(jìn)一步技術(shù)特征在于所述堿洗塔堿洗段上部進(jìn)堿液,堿液是濃度為
0.001 50重量%的氫氧化鈉水溶液或濃度為O. 001 50重量%的氫氧化鉀水溶液。本發(fā)明進(jìn)一步特征在于所述乙烯精餾塔頂部側(cè)線抽出的乙烯液相產(chǎn)品中乙烯含量為99. 95摩爾%以上,送至裝置外或優(yōu)先作為聚乙烯裝置的原料進(jìn)入聚乙烯裝置。本發(fā)明進(jìn)一步特征在于所述脫乙烷塔塔頂操作壓力為I. 5 3. OMPa,最好為
1.7 2. 5MPa ;脫乙烷塔塔底溫度為0°C 100°C,最好為20 80°C ;回流罐操作溫度為-70 0°C,最好為-50 -10°C ;摩爾回流比為O. I 40。本發(fā)明進(jìn)一步特征在于所述脫乙烷塔分為兩段,塔頂?shù)綗徇M(jìn)料入口為精餾段,熱進(jìn)料入口到塔底為提餾段,脫乙烷塔具有20 50塊理論板,冷進(jìn)料入口開在第3 20塊理論板處,熱進(jìn)料入口開在第16 30塊理論板處,冷進(jìn)料入口位于熱進(jìn)料入口上部,理論板數(shù)從塔頂向塔底數(shù)。本發(fā)明進(jìn)一步特征在于所述脫甲烷塔塔頂操作壓力為O. 01 5. OMPa,最好為
2.O 4. OMPa ;脫甲烷塔塔底溫度為_100°C 30V,最好為-80 10°C ;回流罐操作溫度為-160 _70°C,最好為-150 -80°C ;摩爾回流比為O. 001 40。本發(fā)明進(jìn)一步特征在于所述脫甲烷塔具有30 60塊理論板,脫甲烷塔第一進(jìn)料口開在第I 5塊理論板處;第二進(jìn)料口開在第6 9塊理論板處;第三進(jìn)料口開在第10 14塊理論板處;第四進(jìn)料口開在第15 20塊理論板處;第五進(jìn)料口開在第21 26塊理論板處,進(jìn)料口和理論板數(shù)均沿脫甲烷塔從上至下數(shù)。本發(fā)明進(jìn)一步特征在于所述乙烯精餾塔塔頂操作壓力為O. 01 2. OMPa,最好為I. I I. 8MPa ;乙烯精餾塔塔底溫度為-50°c 50°C,最好為-30 30°C;回流罐操作溫度為-70 (TC,最好為-60 -10°C。本發(fā)明進(jìn)一步特征在于所述的乙烯精餾塔分為兩段,塔頂?shù)竭M(jìn)料入口為精餾段,進(jìn)料入口到塔底為提餾段,乙烯精餾塔具有70 100塊理論板,其進(jìn)料口開在第50 70塊理論板處;側(cè)線抽出口開在第2 15塊理論板處,理論板數(shù)從塔頂向塔底數(shù)。本發(fā)明進(jìn)一步特征在于所述丙烯精餾塔塔頂操作壓力為O. 01 2. OMPa,最好為
1.O I. 7MPa ;丙烯精餾塔塔底溫度為10°C 100°C,最好為30 70°C ;回流罐操作溫度為10 80 V’最好為20 70°C。摩爾回流比為O. I 40。 本發(fā)明進(jìn)一步特征在于所述丙烯精餾塔分為兩段,塔頂?shù)竭M(jìn)料入口為精餾段,進(jìn)料入口到塔底為提餾段,丙烯精餾塔具有110 140塊理論板,其進(jìn)料口開在第60 90塊理論板處,理論板數(shù)從塔頂向塔底數(shù)。本發(fā)明進(jìn)一步特征在于所述第一分離罐操作壓力為O. 01 4. OMPa,最好為O. I 2. 5MPa ;操作溫度為-100 30°C,最好為-80 10°C。本發(fā)明進(jìn)一步特征在于所述第二分離罐操作壓力為O. 01 4. OMPa,最好為O. I 2. 5MPa ;操作溫度為-130 (TC,最好為-110 -20°C。本發(fā)明進(jìn)一步特征在于所述第三分離罐操作壓力為O. 01 4. OMPa,最好為
2.O 4. OMPa ;操作溫度為-170 -30°C,最好為-160 -60°C。本發(fā)明進(jìn)一步特征在于所述第四分離罐操作壓力為0. 01 4. OMPa,最好為
2.O 4. OMPa ;操作溫度為-180 -40°C,最好為-170 -70°C。本發(fā)明進(jìn)一步特征在于所述第五分離罐操作壓力為0. 01 4. OMPa,最好為
2.O 4. OMPa ;操作溫度為-190 -50°C,最好為-180 -80°C。本發(fā)明進(jìn)一步特征在于所述第六分離罐操作壓力為0. 01 4. OMPa,最好為
2.O 4. OMPa ;操作溫度為-200 _60°C,最好為-190 _90°C。本發(fā)明所述低碳烯烴物流可由任何常規(guī)來源提供。此低碳烯烴物流包括例如石油物流裂化或含氧化合物催化反應(yīng)形成低碳烯烴。在含氧化合物(如甲醇)至烯烴的過程中,將含氧化合物原料流(典型的為甲醇或甲醇摻混物)轉(zhuǎn)化為低碳烯烴物流。本發(fā)明所述低碳烯烴物流包含大量的乙烯和丙烯以及大量的水,低碳烯烴物流還包含有甲烷、乙烷、乙炔、丙烷、丙炔、混合碳四、混合碳五、混合碳六等烴類物質(zhì)以及氫氣、一氧化碳、二氧化碳、氮?dú)狻⒀鯕獾鹊?。所述水是甲醇催化轉(zhuǎn)化為低碳烯烴中的普通副產(chǎn)物。另外,低碳烯烴物流還包含有二甲醚在內(nèi)的不同量的各種含氧化合物副產(chǎn)物,其是由于不完全的轉(zhuǎn)化或不合需要的副反應(yīng)所造成的。所述含氧化合物(低碳烯烴物流中的各種含氧化合物)包含至少一種有機(jī)化合物,后者包含至少一個(gè)氧原子,如脂族醇、醚、羰基化合物(醛、酮、羧酸、碳酸鹽、酯等等)。當(dāng)含氧化合物是醇時(shí),所述醇包括具有I 10個(gè)碳原子、更優(yōu)選I 4個(gè)碳原子的脂族部分。代表性的醇包括但不局限于低級直鏈和支鏈的脂族醇及其不飽和的對應(yīng)部分。合適的含氧化合物的例子包括但是不局限于甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、C4 C20醇、甲基乙基醚、二甲醚、二乙醚、二異丙醚、甲酸甲酯、乙酸乙酯、甲醛、乙醛、丙醛、丁醛、丙酮、甲乙酮、戊酮、己酮、乙酸、丙酸、丁酸及其混合物。優(yōu)選的含氧化合物是甲醇、二甲醚、乙醇、異丙醇、丙醛、乙酸、丙酮、甲乙酮、戊酮、己酮或其混合物。本發(fā)明所述低碳烯烴物流可以直接是含氧化合物轉(zhuǎn)化為烯烴反應(yīng)體系產(chǎn)生的低碳烯烴物流,此時(shí)低碳烯烴物流含水量高,水重量含量大于50%,但一般小于60%。本發(fā)明所述低碳烯烴物流也可以是含氧化合物轉(zhuǎn)化為烯烴反應(yīng)體系產(chǎn)生的烯烴物流通過與驟冷介質(zhì)接觸從低碳烯烴產(chǎn)品中除去了大部分水和其它不想要的含氧化合物副產(chǎn)物后的低碳烯烴物流。此時(shí)低碳烯烴物流中水重量含量小于50%。本發(fā)明所述脫除含氧化合物、水和C4及C4以上的烴類后的低碳烯烴物流可以直接是含氧化合物轉(zhuǎn)化為烯烴反應(yīng)體系產(chǎn)生的低碳烯烴物流通過專利申請?zhí)?00910065721. X所述的方法或其它方法脫除包括甲醇和二甲醚在內(nèi)的含氧化合物、水和(;及(;以上的烴類后的低碳烯烴物流;也可以是含氧化合物轉(zhuǎn)化為烯烴反應(yīng)體系產(chǎn)生的低碳烯烴物流通過與驟冷介質(zhì)接觸已從低碳烯烴產(chǎn)品中除去了大部分水和其它不想要的含氧化合物副產(chǎn)物后 的低碳烯烴物流后,再通過專利申請?zhí)?00910065721. X所述的方法或其它方法脫除包括甲醇和二甲醚在內(nèi)的含氧化合物、水和(;及(;以上的烴類后的低碳烯烴物流。從低碳烯烴物流中脫除包括甲醇和二甲醚在內(nèi)的含氧化合物、水和C4及C4以上的烴類的方法,本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)具體情況進(jìn)行選擇,可采用專利申請?zhí)?00910065721. X所述的方法,也可采用其它的方法。本發(fā)明所述的一種甲醇轉(zhuǎn)化制取低碳烯烴氣體的分離方法。特別適用于從包括氫氣、氧氣、氮?dú)?、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、丙烷、丙烯、環(huán)丙烷、丙炔和丙二烯中的一種或多種的混合物料(即含氧化合物轉(zhuǎn)化為烯烴反應(yīng)體系產(chǎn)生的已除去含氧化合物、水和C4及C4以上的烴類后的低碳烯烴物流)中回收乙烯、丙烯。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比,其有益效果是I)本發(fā)明所述方法能夠得到聚合級的乙烯產(chǎn)品和聚合級的丙烯產(chǎn)品。2)本發(fā)明所述方法在取得聚合級的乙烯和丙烯的同時(shí),還能夠得到摩爾含量為90%以上的甲烷,得到摩爾含量為85%以上的乙烷,得到摩爾含量為90%以上的丙烷。純度較高的甲烷、乙烷和丙烷都是重要的有機(jī)化工原料,避免了這些物質(zhì)作為廉價(jià)燃料使用。得到摩爾含量為90%以上的氫氣,此氫氣可作氨合成用氫氣原料,也可通過變壓吸附裝置或膜分離裝置得到摩爾含量為99. 9%以上的高純度的氫氣。3)本發(fā)明所述方法考慮到了再生煙氣漏入低碳烯烴物流中這一重要因素,方案中加入脫氧設(shè)備,避免氧氣和烴類易燃物質(zhì)在低溫和有一定壓力的冷箱中過于聚集而引起爆炸。4)本發(fā)明所述方法考慮到了 MTO氣體中一氧化碳含量高于石腦油裂解氣這一重要因素,在進(jìn)入冷箱之前加入脫一氧化碳設(shè)備,減少了用于冷卻一氧化碳所需的冷劑量。5)本發(fā)明所述方法流程合理,由于C3烴類在脫乙烷塔中已除去;因此,本發(fā)明所述方法中脫甲烷塔及后續(xù)的丙烯精餾塔都不存在C3及C3以上的烴類,減少了能源消耗。由于C3烴類沒有進(jìn)深冷系統(tǒng),減少了進(jìn)入冷區(qū)的組分,降低了冷箱的負(fù)荷和低溫冷劑的消耗,因而節(jié)約了深冷系統(tǒng)的功耗電;還使脫甲烷塔更穩(wěn)定。因脫甲烷塔不含C3烴類,其塔釜溫度降低,有足夠的冷量回收,提高了冷量的回收級別。6)本發(fā)明所述方法可與現(xiàn)有脫除含氧化合物、水和C4及C4以上的烴類的方法結(jié)合。脫乙烷塔塔底物流加氫脫除丙炔和丙二烯后,直接進(jìn)入丙烯精餾塔。省去了脫丙烷塔,減少了設(shè)備成本和操作成本。7)與常見石腦油裂解氣壓縮及深冷分離方法相比,本發(fā)明所述方法較大地減少了壓縮機(jī)五段進(jìn)料負(fù)荷,從而降低了壓縮機(jī)功耗;較大地提高了氫氣回收率;同時(shí)也避免了氫氣較多地進(jìn)入脫甲烷塔頂甲烷氣中,從而降低了脫甲烷塔頂甲烷氣中乙烯的含量,減少了乙烯損失。由于含有少量乙烯的第五分離罐底部液體作為脫甲烷塔進(jìn)料而不是作為低壓甲烷尾氣排出裝置外,避免了乙烯損失。由于壓縮機(jī)五段進(jìn)口 溫度較低,這就完全可以保證壓縮機(jī)的出口溫度控制在105°C以下,避免了 MTO工藝反應(yīng)氣中二烯烴和炔烴等不飽和烴因溫度過高發(fā)生聚合反應(yīng)而使壓縮機(jī)內(nèi)積炭結(jié)焦。8)本發(fā)明所述方法與CN1833017A公開的方法相比,因前者脫除氧化合物、水和C4及C4以上的烴類后的低碳烯烴物流不含二甲醚,避免了二甲醚在中壓下會形成易燃易爆的過氧化物,從而消除了其對裝置帶來不可預(yù)測的隱患。減少了系統(tǒng)不安全因素。9)本發(fā)明所述方法與現(xiàn)有脫除含氧化合物、水和C4及C4以上的烴類的方法結(jié)合,使(;及(;以上的烴類已在現(xiàn)有脫除含氧化合物、水和C4及C4以上的烴類的方法中除去,由于在冷箱中不存在C4及C4以上的烴類,不會發(fā)生由重組分引起的冷箱堵塞問題。因氫化轉(zhuǎn)化器(乙炔加氫反應(yīng)器和丙炔加氫反應(yīng)器)中不存在C4及C4以上的烴類,避免了氫化轉(zhuǎn)化器中催化劑生焦,研究表明,C4及C4以上的烴類,特別是丁二烯等不飽和烴類會引起催化劑生焦從而失活。10)本發(fā)明所述方法因流程第一個(gè)烴類分離塔為脫乙烷塔。因脫甲烷塔進(jìn)料中沒有C3烴類組分;故采用操作壓力高的脫甲烷塔。與低壓脫甲烷塔相比,塔頂出來的物料僅通過乙烯為冷劑的冷卻器就可冷卻和冷凝,然后進(jìn)入回流罐。無需采用甲烷制冷壓縮機(jī)制冷來冷卻和冷凝,減少了設(shè)備成本和操作成本。本發(fā)明所述方法特別適用于MTO工藝反應(yīng)氣中甲燒含量較低的工況。11)本發(fā)明所述方法中堿洗采用的堿液是濃度為O. 001 50重量%的氫氧化鈉水溶液或濃度為O. 001 50重量%的氫氧化鉀水溶液,而不是純氫氧化鈉或純氫氧化鉀。能起到水洗一部分煙氣和堿洗二氧化碳的雙重作用。避免了因堿液濃度高而堵塞設(shè)備物流通道。12)本發(fā)明所述方法可用于含氧化合物轉(zhuǎn)化為烯烴反應(yīng)體系產(chǎn)生的已除去含氧化合物、水和(;及C4以上的烴類后的低碳烯烴物流;也可用于其它裝置產(chǎn)生的含有氫氣、氧氣、氮?dú)?、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、丙烷、丙烯、環(huán)丙烷、丙炔和丙二烯中的一種或多種的混合物料的輕烴物流。13)本發(fā)明所述方法在脫甲烷塔和脫乙烷塔中不添加任何吸收劑或吸附劑來脫除已除去含氧化合物、水和C4及C4以上的烴類后的低碳烯烴物流中任何雜質(zhì),避免了脫除含氧化合物、水和(;及(;以上的烴類后的低碳烯烴物流中重要產(chǎn)品組分乙烯和丙烯因添加吸收劑或吸附劑而造成的損失。因此,采用本發(fā)明所述方法,脫除含氧化合物、水和C4及C4以上的烴類后的低碳烯烴物流中重要產(chǎn)品組分乙烯和丙烯損失極小。14)本發(fā)明所述方法中乙炔前加氫技術(shù)的特點(diǎn)是利用物料自身含有的氫氣,不需外補(bǔ)氫氣;乙烯產(chǎn)品從乙烯精餾塔頂部側(cè)線采出,乙烯產(chǎn)品的高純度得到保證;乙炔加氫反應(yīng)器催化劑綠油生成少,因此催化劑再生周期和使用壽命長;乙炔加氫反應(yīng)器操作非常簡單,能連續(xù)運(yùn)行3 5年,期間不需再生,不需備用反應(yīng)器。下面通過附圖和具體實(shí)施方式
來詳細(xì)說明本發(fā)明,但并不限制本發(fā)明的范圍。附圖及
圖I是公開號為CN1833017A的專利 申請中的圖。圖2、圖3和圖4為本發(fā)明技術(shù)方案的一種簡單流程圖。圖2、圖3和圖4中所示附圖標(biāo)記為I-低碳烯烴物流管線,2-第一干燥器,3-第一換熱器,4-脫一氧化碳罐,5-第一冷卻器,6-第二干燥器,7-脫氧罐,8-第二換熱器,9-堿洗塔,10-堿液,11-精制水,12-殘堿液,13-壓縮機(jī)四段,14-丙烯冷卻器,15-第三干燥器,16-冷進(jìn)料換熱器,17-脫乙烷塔,18-熱進(jìn)料換熱器,19-脫乙烷塔塔底重沸器,20-脫乙烷塔冷凝器,21-脫乙烷塔回流罐,22-脫乙烷塔回流泵,23-反應(yīng)產(chǎn)物換熱器,24-蒸汽加熱器,25-乙炔加氫反應(yīng)器,26-水冷器,27-綠油罐,28-綠油,29-干燥器,30-第二冷卻器,31-氣體混合物管線,32-脫甲燒塔塔底重沸器,33-第一丙烯冷卻器,34-第一乙烯冷卻器,35-第一冷箱,36-第一分離罐,37-第二冷箱,38-第二乙烯冷卻器,39-第二分離罐,40-第五換熱器,41-壓縮機(jī)五段,42-五段壓縮氣冷卻器,43-第三冷箱,44-第三乙烯冷卻器,45-第三分離罐,46-第四冷箱,47-第四分離罐,48-第五冷箱,49-第五分離罐,50-第六冷箱,51-第六分離罐,52-閥門,53-第一增壓泵,54-第二增壓泵,55-脫甲烷塔,56-脫甲烷塔冷凝器,57-脫甲烷塔回流罐,58-脫甲烷塔回流泵,59-甲烷膨脹機(jī),60-甲烷氣相產(chǎn)品,61-低壓甲烷產(chǎn)品,62-粗氫產(chǎn)品,63-脫甲烷塔塔底物流泵,64-乙烯精餾塔進(jìn)料換熱器,65-乙烯精餾塔,66-乙烯精餾塔塔底重沸器,67-乙烷液相產(chǎn)品,68-乙烯精餾塔冷凝器,69-乙烯精餾塔回流罐,70-乙烯精餾塔回流泵,71-乙烯精餾塔回流罐頂不凝氣,72-乙烯液相產(chǎn)品,73-脫乙烷塔塔底物流管線,74-脫乙烷塔塔底物流泵,75-碳三物料換熱器,76-碳三物料干燥器,77-碳三物料冷卻器,78-丙炔加氫反應(yīng)器補(bǔ)充氫,79-丙炔加氫反應(yīng)器,80-反應(yīng)產(chǎn)物水冷器,81-汽液分離罐,82-剩余氫氣,83-增壓泵,84-甲烷汽提塔進(jìn)料換熱器,85-甲烷汽提塔,86-甲烷汽提塔塔底重沸器,87-甲烷汽提塔冷凝器,88-甲烷汽提塔回流罐,89-甲烷汽提塔回流泵,90-含甲烷和氫的不凝氣,91-甲烷汽提塔塔底物流泵,92-丙烯精餾塔進(jìn)料換熱器,93-丙烯精餾塔,94-丙烷液相產(chǎn)品,95-丙烯精餾塔冷凝器,96-丙烯精餾塔回流罐,97-丙烯精餾塔回流泵,98-丙烯氣相產(chǎn)品,99-丙烯精餾塔塔底重沸器。
具體實(shí)施例方式如圖2所示,除包括乙烯和丙烯外,還包括氫氣、氧氣、氮?dú)?、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、乙烷、乙炔、丙烷、環(huán)丙烷、丙炔和丙二烯中一種或多種的混合物料作為甲醇轉(zhuǎn)化制取低碳烯烴氣體脫除含氧化合物、水和C4及C4以上的烴類后的低碳烯烴物流通過低碳烯烴物流管線I經(jīng)過第一干燥器2 (內(nèi)裝3A分子篩)進(jìn)行初級脫水(注水為低碳烯烴物流夾帶的微量水),經(jīng)第一換熱器3換熱后進(jìn)入脫一氧化碳罐4 (內(nèi)裝脫一氧化碳銅系催化劑,如C18催化劑)脫去大部分一氧化碳,經(jīng)第一冷卻器5冷卻后的低碳烯烴物流進(jìn)入第二干燥器6(內(nèi)裝3A分子篩)進(jìn)行中間脫水,然后進(jìn)入脫氧罐7上部(內(nèi)裝鎳系脫氧催化劑或錳系脫氧催化劑。優(yōu)先使用錳系脫氧催化劑)脫除MTO裝置催化劑再生時(shí)帶入煙氣中的氧氣(要求氧含量不大于I μ g/g),從脫氧罐7下部出來的低碳烯烴物流經(jīng)第二換熱器8換熱后,經(jīng)過堿洗塔9下部堿洗段脫二氧化碳和堿洗塔9上部水洗段脫除殘堿液。堿洗塔堿洗段上部進(jìn)堿液10 ;水洗段上部進(jìn)水11。堿洗塔9底部出殘堿液12,從堿洗塔9頂部出來的脫除二氧化碳和殘堿液后的低碳烯烴物流與乙烯精餾塔回流罐69來的乙烯精餾塔回流罐頂不凝氣71、汽液分離罐81頂部來的剩余氫氣82和甲烷汽提塔回流罐88來的含甲烷和氫的不凝氣90混合后通過壓縮機(jī)四段13增壓(注壓縮機(jī)一段至三段在專利申請?zhí)枮?00910065721. X的現(xiàn)有技術(shù)中。)和丙烯冷卻器14冷卻后從上部進(jìn)入第三干燥器15 (內(nèi)裝3A分子篩)進(jìn)行深度脫水(控制水含量小于I μ g/g)。從第三干燥器15底部出來的低碳烯烴物流分成兩路進(jìn)入脫乙烷塔。其中一路為冷液體混合物,經(jīng)冷進(jìn)料換熱器16換熱后,作為冷進(jìn)料進(jìn)入脫乙烷塔17的中上部;另一路為熱液體混合物,經(jīng)熱進(jìn)料換熱器18換熱后,作為熱進(jìn)料進(jìn)入脫乙烷塔17的中下部。脫乙烷塔塔底重沸器19利用蒸氣或循環(huán)水加熱。
脫乙烷塔17塔頂產(chǎn)生的含氫氣、氮?dú)狻⒁谎趸?、甲烷、乙烯、乙烷和乙炔的氣體混合物,經(jīng)脫乙烷塔冷凝器20冷卻和冷凝后進(jìn)入脫乙烷塔回流罐21,脫乙烷塔回流罐21的液相作為回流通過脫乙烷塔回流泵22返回脫乙烷塔17塔頂,脫乙烷塔回流罐21的氣相為含氫氣、氮?dú)?、一氧化碳、甲燒、乙烯、乙燒及乙炔的氣相混合物物流。若含氫氣、氮?dú)?、一氧化碳、甲烷、乙烯、乙烷及乙炔的氣相混合物物流中乙炔摩爾含量小于lppm,則含氫氣、氮?dú)?、一氧化碳、甲烷、乙烯、乙烷及乙炔的氣相混合物物流直接進(jìn)入干燥器29(內(nèi)裝3A分子篩)干燥和第二冷卻器30冷卻。然后通過氣體混合物管線31進(jìn)入圖3所示的本發(fā)明技術(shù)方案的一種簡單流程中。若含氫氣、氮?dú)?、一氧化碳、甲燒、乙烯、乙燒及乙炔的氣相混合物產(chǎn)物中乙炔摩爾含量大于或等于lppm,則含氫氣、氮?dú)?、一氧化碳、甲燒、乙烯、乙燒及乙炔的氣相混合物物流作為乙炔加氫反?yīng)器25的原料,首先通過反應(yīng)產(chǎn)物換熱器23與乙炔加氫反應(yīng)器產(chǎn)物換熱,再經(jīng)過蒸汽加熱器24加熱后進(jìn)入乙炔加氫反應(yīng)器25 (內(nèi)裝BC-H-21B催化劑)上部。乙炔加氫反應(yīng)器25底部產(chǎn)生的含氫氣、氮?dú)狻⒁谎趸?、甲燒、乙烯、乙燒的氣體混合物經(jīng)水冷器26冷卻后再通過反應(yīng)產(chǎn)物換熱器23與乙炔加氫反應(yīng)器進(jìn)料換熱后進(jìn)入綠油罐27。從綠油罐27頂部出來的氣體混合物再進(jìn)入干燥器29 (內(nèi)裝3A分子篩)上部。綠油罐底部產(chǎn)生的綠油28可作為甲醇轉(zhuǎn)化制取低碳烯烴裝置的原料或送出裝置外,優(yōu)先作為甲醇轉(zhuǎn)化制取低碳烯烴裝置的原料。從干燥器29底部出來的含氫氣、氮?dú)?、一氧化碳、甲烷、乙烯、乙烷的氣體混合物經(jīng)第二冷卻器30換熱。然后通過氣體混合物管線31進(jìn)入圖3所示的本發(fā)明技術(shù)方案的一種簡單流程中。如圖3所不,圖3中壓縮機(jī)五段41設(shè)置在第二分尚罐39和第三分尚罐45之間。壓縮機(jī)五段41也可設(shè)置在第一分尚罐36和第二分尚罐39之間,或設(shè)置在第三分尚罐45和第四分離罐47之間,或設(shè)置在第四分離罐47和第五分離罐49之間,或設(shè)置在第五分離罐49和第六分離罐51之間。含氫氣、氮?dú)?、一氧化碳、甲烷、乙烯、乙烷的氣體混合物經(jīng)氣體混合物管線31分成兩路。一路經(jīng)第一冷箱35冷卻后與另一路混合。另一路依次經(jīng)脫甲烷塔塔底重沸器32、第一丙烯冷卻器33冷卻后與一路混合,之后經(jīng)第一乙烯冷卻器34冷卻后進(jìn)入第一分離罐36。從第一分離罐36底部出來的液體經(jīng)第一增壓泵53輸送進(jìn)入脫甲烷塔55中上部,此脫甲烷塔進(jìn)料口為第五進(jìn)料口(依脫甲烷塔55從上至下順序數(shù),下同)。從第一分離罐36頂部出來的氣體經(jīng)第二冷箱37和第二乙烯冷卻器38冷卻后進(jìn)入第二分離罐39。從第二分離罐39底部出來的液體經(jīng)第二增壓泵54輸送進(jìn)入脫甲烷塔55中上部,此脫甲烷塔進(jìn)料口為第四進(jìn)料口,位于第五進(jìn)料口上方。從第二分離罐39頂部出來的氣體經(jīng)第五換熱器40換熱后進(jìn)入壓縮機(jī)五段41加壓,從壓縮機(jī)五段41出口來的氣體依次經(jīng)五段壓縮氣冷卻器42、第三冷箱43和第三乙烯冷卻器44冷卻后進(jìn)入第三分離罐45。從第三分離罐45底部出來的液體進(jìn)入脫甲烷塔55上部,此脫甲烷塔進(jìn)料口為第三進(jìn)料口,位于第四進(jìn)料口上方。從第三分離罐45頂部出來的氣體經(jīng)第四冷箱46冷卻后進(jìn)入第四分離罐47。從第四分離罐47底部出來的液體進(jìn)入脫甲烷塔55上部,此脫甲烷塔進(jìn)料口為第二進(jìn)料口,位于第三進(jìn)料口上方。從第四分離罐47頂部出來的氣體經(jīng)第五冷箱48冷卻后進(jìn)入第五分離罐49。從第五分離罐49底部出來的液體進(jìn)入脫甲烷塔55上部,此脫甲烷塔進(jìn)料口為第一進(jìn)料口,位于第二進(jìn)料口上方。從第五分離罐49頂部出來的氣體經(jīng)第六冷箱50冷卻后進(jìn)入第六分離罐51。從第六分離罐51底部出來的液體經(jīng)閥52減壓節(jié)流后依次經(jīng)第六冷箱50、第五冷箱48、第四冷箱46、第三冷箱43、第二冷箱37和第一冷箱35換熱后作為低壓甲烷產(chǎn)品61送至裝置外。從第六分離罐51頂部出來的含有少量氮?dú)夂秃繛?0摩爾%以 上的氫氣的氣體依次經(jīng)第六冷箱50、第五冷箱48、第四冷箱46、第三冷箱43、第二冷箱37和第一冷箱35換熱后作為粗氫產(chǎn)品62送至裝置外;也可送至變壓吸附裝置或膜分離裝置進(jìn)一步提純得到摩爾含量為99. 9%以上的高純度的氫氣。脫甲烷塔55塔頂產(chǎn)生的含有甲烷和少量的氮?dú)?、氫氣、一氧化碳及乙烯的氣體混合物,經(jīng)脫甲烷塔冷凝器56冷卻和冷凝后進(jìn)入脫甲烷塔回流罐57,脫甲烷塔回流罐57的液相經(jīng)脫甲烷塔回流泵58加壓后作為回流返回脫甲烷塔55塔頂,脫甲烷塔回流罐57的甲烷氣相產(chǎn)品物流經(jīng)甲烷膨脹機(jī)59膨脹后溫度降為-120 _160°C,然后作為冷劑依次進(jìn)入第五冷箱48、第四冷箱46、第三冷箱43、第二冷箱37和第一冷箱35換熱。換熱后的甲烷氣相產(chǎn)品60作為有機(jī)化工原料或燃料氣送出裝置。脫甲烷塔55塔底產(chǎn)生的含乙烷、乙烯的液體混合物經(jīng)脫甲烷塔塔底物流泵63加壓和通過乙烯精餾塔進(jìn)料換熱器64換熱后,進(jìn)入乙烯精餾塔65。乙烯精餾塔65塔頂產(chǎn)生的含乙烯、乙烷的的氣體混合物,經(jīng)乙烯精餾塔冷凝器68冷卻和冷凝后進(jìn)入乙烯精餾塔回流罐69,乙烯精餾塔回流罐69的液相經(jīng)乙烯精餾塔回流泵70加壓后作為回流返回乙烯精餾塔65塔頂,乙烯精餾塔回流罐69的汽相為含氫氣和甲烷的乙烯精餾塔回流罐頂不凝氣71返回堿洗塔9頂部出口處與從堿洗塔9頂部出來的脫除二氧化碳和殘堿液后的低碳烯烴物流混合。乙烯精餾塔65頂部側(cè)線采出的乙烯含量為99. 95摩爾%以上的乙烯液相產(chǎn)品72,送至裝置外或優(yōu)先作為聚乙烯裝置的原料進(jìn)入聚乙烯裝置。乙烯精餾塔塔底重沸器66利用循環(huán)水加熱。乙烯精餾塔65塔底出乙烷含量為85摩爾%以上的乙烷液相產(chǎn)品67,作為有機(jī)化工原料送至裝置外。脫乙烷塔17塔底出來的含丙烯、丙烷、環(huán)丙烷、丙炔和丙二烯的液體混合物然后通過脫乙烷塔塔底物流管線73進(jìn)入圖4所示的本發(fā)明技術(shù)方案的一種簡單流程中。如圖4所示,脫乙烷塔塔底物流管線73中含丙烯、丙烷、環(huán)丙烷、丙炔和丙二烯的液體混合物,若其丙炔摩爾含量小于5ppm和丙二烯摩爾含量小于IOppm時(shí),則脫乙烷塔塔底物流管線73中含丙烯、丙烷、環(huán)丙烷、丙炔和丙二烯的液體混合物經(jīng)過脫乙烷塔塔底物流泵74加壓和碳三物料換熱器75換熱后,進(jìn)入碳三物料干燥器76 (內(nèi)裝3A分子篩)下部,從碳三物料干燥器76上部出來的脫去碳三餾分中夾帶的微量水后的含丙烯、丙烷、環(huán)丙烷、丙炔和丙二烯的液體混合物經(jīng)丙烯精餾塔進(jìn)料換熱器92換熱后進(jìn)入丙烯精餾塔93 ;若其丙炔摩爾含量大于或等于5ppm或者丙二烯摩爾含量大于或等于IOppm時(shí),則脫乙燒塔塔底物流管線73中含丙烯、丙烷、環(huán)丙烷、丙炔和丙二烯的液體混合物經(jīng)過脫乙烷塔塔底物流泵74加壓、碳三物料換熱器75換熱后進(jìn)入碳三物料干燥器76 (內(nèi)裝3A分子篩)下部。從碳三物料干燥器76上部出來的脫去碳三餾分中夾帶的微量水后的含丙烯、丙烷、環(huán)丙烷、丙炔和丙二烯的液體混合物作為丙炔加氫反應(yīng)器的原料經(jīng)碳三物料冷卻器77冷卻后與增壓泵83來的一股循環(huán)物流混合,然后配入丙炔加氫反應(yīng)器補(bǔ)充氫78,進(jìn)入丙炔加氫反應(yīng)器79 (內(nèi)裝BC-L-83催化劑或BC-H-30A催化劑,優(yōu)先使用BC-H-30A催化劑)上部,經(jīng)催化加氫脫除丙炔和丙二烯以后,丙炔加氫反應(yīng)器79底部出來的含丙烯、丙烷的氣液兩相混合物進(jìn)入反應(yīng)產(chǎn)物水冷器80,然后進(jìn)入汽液分離罐81,汽液分離罐81頂部出來的汽相為剩余氫氣82返回堿洗塔9頂部出口處與從堿洗塔9頂部出來的脫除二氧化碳和殘堿液后的低碳烯烴物流混合;汽液分離罐81底部出來的液相經(jīng)增壓泵83增壓后分成兩股,一股返回到丙炔加氫反應(yīng)器79的入口,另一股經(jīng)甲烷汽提塔進(jìn)料換熱器84換熱后進(jìn)入甲烷汽提塔85。 甲烷汽提塔塔底重沸器86利用蒸汽加熱。從甲烷汽提塔85塔底出來的物流通過經(jīng)甲烷汽提塔塔底物流泵91加壓和丙烯精餾塔進(jìn)料換熱器92換熱后進(jìn)入丙烯精餾塔93。甲烷汽提塔85塔頂產(chǎn)生的含甲烷、氫和碳三餾分的氣相混合物經(jīng)甲烷汽提塔冷凝器87冷卻和冷凝后進(jìn)入甲烷汽提塔回流罐88,甲烷汽提塔回流罐88的液相經(jīng)甲烷汽提塔回流泵89加壓后作為回流返回甲烷汽提塔85塔頂,甲烷汽提塔回流罐88的汽相為含甲烷和氫的不凝氣90返回堿洗塔9頂部出口處與從堿洗塔9頂部出來的脫除二氧化碳和殘堿液后的低碳烯烴物流混合。丙烯精餾塔93塔頂產(chǎn)生的含有丙烯、丙烷的氣體混合物,經(jīng)丙烯精餾塔冷凝器95冷卻和冷凝后進(jìn)入丙烯精餾塔回流罐96,丙烯精餾塔回流罐96的液相經(jīng)丙烯精餾塔回流泵97加壓后作為回流返回丙烯精餾塔93塔頂,丙烯精餾塔回流罐96的汽相為丙烯含量為99. 6摩爾%以上的丙烯氣相產(chǎn)品98,送至裝置外或優(yōu)先作為聚丙烯裝置的原料進(jìn)入聚丙烯裝置。丙烯精餾塔93塔底出丙烷含量為90摩爾%以上的丙烷液相產(chǎn)品94,作為有機(jī)化工原料送至裝置外。丙烯精餾塔塔底重沸器99利用蒸汽加熱。
權(quán)利要求
1.一種甲醇轉(zhuǎn)化制取低碳烯烴氣體的分離方法,其特征在于包括下述步驟 1)甲醇轉(zhuǎn)化制取低碳烯烴氣體物流脫除所含的含氧化合物、水、C4和C4以上的烴類后作為低碳烯烴物流,依次進(jìn)行初級脫水、換熱、脫一氧化碳、冷卻和中間脫水,然后進(jìn)行脫氧處理,脫氧后的低碳烯烴物流經(jīng)換熱后進(jìn)入堿洗塔進(jìn)行堿洗和水洗,堿洗和水洗后的低碳烯烴物流與こ烯精餾塔回流罐的汽相、汽液分離罐的汽相和甲烷汽提塔回流罐的汽相混合后成為烯烴混合物,烯烴混合物經(jīng)增壓、冷卻和脫水后進(jìn)入脫こ烷塔; 2)脫こ烷塔塔頂產(chǎn)生的氣體混合物,經(jīng)冷卻和冷凝后進(jìn)入脫こ烷塔回流罐,脫こ烷塔回流罐的液相作為回流返回脫こ烷塔塔頂,脫こ烷塔回流罐的氣相為氣相混合物物流,當(dāng)其こ炔摩爾含量小于Ippm時(shí)直接經(jīng)過干燥和冷卻后分成兩路,兩路分別再冷卻后混合,之后進(jìn)入第一分離罐;當(dāng)其こ炔摩爾含量大于或等于Ippm時(shí)進(jìn)入こ炔加氫反應(yīng)器進(jìn)行加氫反應(yīng),こ炔加氫反應(yīng)器底部產(chǎn)生的含こ烯、こ烷的氣體混合物,經(jīng)冷卻和干燥,然后分成兩路,兩路分別冷卻后混合,之后進(jìn)入第一分離罐; 3)第一分離罐頂部出來的氣體經(jīng)冷卻后進(jìn)入第二分離罐,第二分離罐頂部出來的氣體經(jīng)冷卻后進(jìn)入第三分離罐,第三分離罐頂部出來的氣體經(jīng)冷卻后進(jìn)入第四分離罐,第四分離罐頂部出來的氣體經(jīng)冷卻后進(jìn)入第五分離罐,第五分離罐頂部出來的氣體經(jīng)冷卻后進(jìn)入第六分離罐,其中第一分離罐底部出來的液體經(jīng)泵加壓進(jìn)入脫甲烷塔中上部,第二分離罐底部出來的液體進(jìn)入脫甲烷塔中上部,第三分離罐底部出來的液體、第四分離罐底部出來的液體和第五分離罐底部出來的液體進(jìn)入脫甲烷塔上部,進(jìn)料ロ沿脫甲烷塔中上部和上部從下向上順次布置,第五分離罐底部出來的液體進(jìn)料ロ在最上方,第六分離罐底部出來的液體為低壓甲烷產(chǎn)品,第六分離罐頂部出來的氣體作為粗氫產(chǎn)品; 4)脫甲烷塔塔頂產(chǎn)生的氣體混合物經(jīng)冷卻和冷凝后進(jìn)入脫甲烷塔回流罐,脫甲烷塔回流罐的氣相為甲烷氣相產(chǎn)品物流,脫甲烷塔回流罐的液相作為回流返回脫甲烷塔塔頂,脫甲烷塔塔底物流進(jìn)入こ烯精餾塔,こ烯精餾塔塔頂產(chǎn)生的氣體混合物經(jīng)冷卻和冷凝后進(jìn)入こ烯精餾塔回流罐,こ烯精餾塔回流罐的液相作為回流返回こ烯精餾塔塔頂,こ烯精餾塔回流罐的汽相為含氫氣和甲烷的不凝氣返回堿洗塔頂部出口與堿洗和水洗后的低碳烯烴物流混合,こ烯精餾塔頂部側(cè)線抽出こ烯液相產(chǎn)品,こ烯精餾塔塔底產(chǎn)物為こ烷液相產(chǎn)品; 5)脫こ烷塔塔底為液體混合物,當(dāng)其丙炔摩爾含量小于5ppm和丙ニ烯摩爾含量小于IOppm時(shí)經(jīng)加壓、換熱和干燥后進(jìn)入丙烯精餾塔;當(dāng)其丙炔摩爾含量大于或等于5ppm或者丙ニ烯摩爾含量大于或等于IOppm時(shí)經(jīng)加壓、換熱和干燥并配入氫氣后進(jìn)入丙炔加氫反應(yīng)器進(jìn)行加氫反應(yīng),丙炔加氫反應(yīng)器產(chǎn)物經(jīng)換熱后進(jìn)入汽液分離罐,汽液分離罐頂部出來的汽相返回堿洗塔頂部出口與堿洗和水洗后的低碳烯烴物流混合,汽液分離罐底部出來的液相經(jīng)增壓后分成兩股,一股返回到丙炔加氫反應(yīng)器的入口,另ー股經(jīng)換熱后進(jìn)入甲烷汽提塔; 6)甲烷汽提塔塔頂產(chǎn)生的氣相混合物經(jīng)冷卻和冷凝后進(jìn)入甲烷汽提塔回流罐,甲烷汽提塔回流罐的液相作為回流返回甲烷汽提塔塔頂,甲烷汽提塔回流罐的汽相混合物返回堿洗塔頂部出口與堿洗和水洗后的低碳烯烴物流混合,甲烷汽提塔塔底出來的物流經(jīng)加壓和換熱后進(jìn)入丙烯精餾塔,丙烯精餾塔塔頂物流經(jīng)冷卻和冷凝后進(jìn)入丙烯精餾塔回流罐,丙烯精餾塔回流罐的液相作為回流返回丙烯精餾塔塔頂,丙烯精餾塔回流罐的氣相為丙烯氣相產(chǎn)品,丙烯精餾塔塔底出來的物流為丙烷液相產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法,其特征在于所述こ炔加氫反應(yīng)器底部產(chǎn)生的含こ烯、こ烷的氣體混合物冷卻后,與こ炔加氫反應(yīng)器的進(jìn)料換熱,然后進(jìn)入綠油罐,綠油罐底部產(chǎn)生的綠油作為甲醇轉(zhuǎn)化制取低碳烯烴裝置的原料或送出裝置外,綠油罐頂部的出來的氣體混合物作為第一分離罐進(jìn)料。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法,其特征在于所述綠油罐底部產(chǎn)生的綠油作為甲醇轉(zhuǎn)化制取低碳烯烴裝置的原料。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法,其特征在于所述進(jìn)入脫こ烷塔的烯烴混合物分成兩路后再進(jìn)入脫こ烷塔,其中一路為冷液體混合物,經(jīng)冷進(jìn)料換熱器換熱后,作為冷進(jìn)料進(jìn)入脫こ烷塔的中上部;另一路為熱液體混合物,經(jīng)熱進(jìn)料換熱器換熱后,作為熱進(jìn)料進(jìn)入脫こ烷塔的中下部。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法,其特征在于所述脫こ烷塔塔底重沸器利用蒸氣或循環(huán)水加熱。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法,其特征在于所述こ烯精餾塔塔底重沸器利用循環(huán)水加熱。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法,其特征在于所述こ烯精餾塔塔底產(chǎn)物為こ烷含量為85摩爾%以上的こ烷液相產(chǎn)品,作為有機(jī)化工原料送至裝置外。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法,其特征在于所述丙烯精餾塔塔底重沸器利用蒸汽加熱。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法,其特征在于所述丙烯精餾塔塔底物流為丙烷含量為90摩爾%以上的丙烷液相產(chǎn)品,作為有機(jī)化工原料送至裝置外。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法,其特征在于所述脫甲烷塔回流罐的氣相為甲烷含量為90摩爾%以上的甲烷氣相產(chǎn)品物流經(jīng)甲烷膨脹機(jī)膨脹后溫度降為-120 -160°C,然后作為冷劑依次進(jìn)入第五冷箱、第四冷箱、第三冷箱、第二冷箱和第一冷箱換熱。換熱后的甲烷氣相產(chǎn)品作為化工原料或燃料氣送出裝置。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法,其特征在于所述第一分離罐頂部出來的氣體經(jīng)第二冷箱和第二こ烯冷卻器冷卻后進(jìn)入第二分離罐。
12.根據(jù)權(quán)利要求I或11所述的方法,其特征在于所述第一分離罐頂部出來的氣體經(jīng)換熱后,進(jìn)入壓縮機(jī)五段加壓,然后依次經(jīng)五段壓縮氣冷卻器、第二冷箱和第二こ烯冷卻器冷卻后進(jìn)入第二分離罐。
13.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法,其特征在于所述第二分離罐頂部出來的氣體經(jīng)第三冷箱和第三こ烯冷卻器冷卻后進(jìn)入第三分離罐。
14.根據(jù)權(quán)利要求I或13所述的方法,其特征在于所述第二分離罐頂部出來的氣體經(jīng)換熱后,進(jìn)入壓縮機(jī)五段加壓,然后依次經(jīng)五段壓縮氣冷卻器、第三冷箱和第三こ烯冷卻器冷卻后進(jìn)入第三分離罐;第二分離罐底部出來的液體經(jīng)泵加壓后進(jìn)入脫甲烷塔中上部。
15.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法,其特征在于所述第三分離罐頂部出來的氣體經(jīng)第四冷箱冷卻后進(jìn)入第四分離罐。
16.根據(jù)權(quán)利要求I或15所述的方法,其特征在于所述第三分離罐頂部出來的氣體經(jīng)換熱后,進(jìn)入壓縮機(jī)五段加壓,然后經(jīng)五段壓縮氣冷卻器和第四冷箱冷卻后進(jìn)入第四分離罐;第二分離罐底部出來的液體經(jīng)泵加壓后進(jìn)入脫甲烷塔中上部,第三分離罐底部出來的液體經(jīng)泵加壓后進(jìn)入脫甲烷塔上部。
17.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法,其特征在于所述第四分離罐頂部出來的氣體經(jīng)第五冷箱冷卻后進(jìn)入第五分離罐。
18.根據(jù)權(quán)利要求I或17所述的方法,其特征在于所述第四分離罐頂部出來的氣體經(jīng)換熱后,進(jìn)入壓縮機(jī)五段加壓,然后經(jīng)五段壓縮氣冷卻器和第五冷箱冷卻后進(jìn)入第五分離罐;第二分離罐底部出來的液體經(jīng)泵加壓后進(jìn)入脫甲烷塔中上部,第三分離罐底部出來的液體和第四分離罐底部出來的液體分別經(jīng)泵加壓后進(jìn)入脫甲烷塔上部。
19.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法,其特征在于所述第五分離罐頂部出來的氣體經(jīng)第六冷箱冷卻后進(jìn)入第六分離罐。
20.根據(jù)權(quán)利要求I或19所述的方法,其特征在于所述第五分離罐頂部出來的氣體經(jīng)換熱后,進(jìn)入壓縮機(jī)五段加壓,然后經(jīng)五段壓縮氣冷卻器和第六冷箱冷卻后進(jìn)入第六分離罐;第二分離罐底部出來的液體經(jīng)泵加壓后進(jìn)入脫甲烷塔中上部,第三分離罐底部出來的液體、第四分離罐底部出來的液體和第五分離罐底部出來的液體分別經(jīng)泵加壓后進(jìn)入脫甲烷塔上部。
21.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法,其特征在于所述第六分離罐底部出來的液體,經(jīng)減壓節(jié)流后依次經(jīng)第六冷箱、第五冷箱、第四冷箱、第三冷箱、第二冷箱和第一冷箱換熱后作為低壓甲烷產(chǎn)品送至裝置外。
22.根據(jù)權(quán)利要求I或19所述的方法,其特征在于所述第六分離罐頂部出來的氣體依次經(jīng)第六冷箱、第五冷箱、第四冷箱、第三冷箱、第二冷箱和第一冷箱換熱后作為粗氫產(chǎn)品送至裝置外;或送至變壓吸附裝置或膜分離裝置進(jìn)ー步提純得到摩爾含量為99. 9%以上的高純度的氫氣。
23.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法,其特征在于所述低碳烯烴物流脫一氧化碳采用脫一氧化碳銅系催化劑。
24.根據(jù)權(quán)利要求I或23所述的エ藝,其特征在于所述低碳烯烴物流脫ー氧化碳采用C18催化劑。
25.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法,其特征在于所述低碳烯烴物流脫氧處理采用鎳系脫氧催化劑或錳系脫氧催化劑。
26.根據(jù)權(quán)利要求I或25所述的方法,其特征在于所述低碳烯烴物流脫氧處理采用錳系脫氧催化劑。
27.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法,其特征在于所述低碳烯烴物流的脫水或干燥均采用3A分子篩。
28.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法,其特征在于所述低碳烯烴物流的堿洗和水洗在堿洗塔內(nèi)進(jìn)行,堿洗塔下部為堿洗段進(jìn)行堿洗,堿洗塔上部為水洗段進(jìn)行水洗,水洗段上部進(jìn)水。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法,其特征在于所述堿洗塔堿洗段上部進(jìn)堿液,堿液是濃度為O. 001 50重量%的氫氧化鈉水溶液或濃度為O. 001 50重量%的氫氧化鉀水溶液。
30.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法,其特征在于所述こ烯精餾塔頂部側(cè)線抽出的こ烯液相產(chǎn)品中こ烯含量為99. 95摩爾%以上,送至裝置外或作為聚こ烯裝置的原料。
31.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法,其特征在于所述脫こ烷塔塔頂操作壓カ為I.5 3.OMPa,脫こ烷塔塔底溫度為(TC 100°C。
32.根據(jù)權(quán)利要求I或31所述的方法,其特征在于所述脫こ烷塔塔頂操作壓カ為1.7 2. 5MPa,脫こ烷塔塔底溫度為20 80°C。
33.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法,其特征在于所述脫こ烷塔回流罐操作溫度為-70 (TC,摩爾回流比為O. I 40。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法,其特征在干所述脫こ烷塔回流罐操作溫度為-50 -10°C。
35.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法,其特征在于所述脫こ烷塔分為兩段,塔頂?shù)綗徇M(jìn)料入口為精餾段,熱進(jìn)料入口到塔底為提餾段,脫こ烷塔具有20 50塊理論板,冷進(jìn)料入口開在第3-20塊理論板處,熱進(jìn)料入口開在第16-30塊理論板處,冷進(jìn)料入口位于熱進(jìn)料入口上部,理論板數(shù)從塔頂向塔底數(shù)。
36.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法,其特征在于所述脫甲烷塔塔頂操作壓カ為O.01 5.OMPa,脫甲烷塔塔底溫度為-100°C 30°C。
37.根據(jù)權(quán)利要求I或36所述的方法,其特征在于所述脫甲烷塔塔頂操作壓カ為2.O 4. OMPa,脫甲烷塔塔底溫度為-80 10°C。
38.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法,其特征在干所述脫甲烷塔回流罐操作溫度為-160 _70°C,摩爾回流比為O. 001 40。
39.根據(jù)權(quán)利要求38所述的方法,其特征在干所述脫甲烷塔回流罐操作溫度為-150 -80°C。
40.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法,其特征在于所述脫甲烷塔具有30 60塊理論板,脫甲烷塔第一進(jìn)料ロ開在第1-5塊理論板處;第二進(jìn)料ロ開在第6-9塊理論板處;第三迸料ロ開在第10-14塊理論板處;第四進(jìn)料ロ開在第15-20塊理論板處;第五進(jìn)料ロ開在第21-26塊理論板處,進(jìn)料口和理論板數(shù)均沿脫甲烷塔從上至下數(shù)。
41.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法,其特征在干所述こ烯精餾塔塔頂操作壓カ為0.01 2. OMPa,こ烯精餾塔塔底溫度為_50°C 50°C。
42.根據(jù)權(quán)利要求I或41所述的方法,其特征在于所述こ烯精餾塔塔頂操作壓カ為1.I I. 8MPa,こ烯精餾塔塔底溫度為-30 30°C。
43.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法,其特征在于所述こ烯精餾塔回流罐操作溫度為-70 (TC。
44.根據(jù)權(quán)利要求43所述的方法,其特征在于所述こ烯精餾塔回流罐操作溫度為-60 -10 °C。
45.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法,其特征在于所述こ烯精餾塔分為兩段,塔頂?shù)竭M(jìn)料入ロ為精餾段,進(jìn)料入ロ到塔底為提餾段,こ烯精餾塔具有70 100塊理論板,其進(jìn)料ロ開在第50-70塊理論板處;側(cè)線抽出ロ開在第2-15塊理論板處,理論板數(shù)從塔頂向塔底數(shù)。
46.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法,其特征在于所述丙烯精餾塔塔頂操作壓カ為O.01 2. OMPa,丙烯精餾塔塔底溫度為10°C 100°C。
47.根據(jù)權(quán)利要求I或46所述的方法,其特征在于所述丙烯精餾塔塔頂操作壓カ為·1.O I. 7MPa,丙烯精餾塔塔底溫度為30 70°C。
48.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法,其特征在于所述丙烯精餾塔回流罐操作溫度為·10 80°C,摩爾回流比為O. I 40。
49.根據(jù)權(quán)利要求48所述的方法,其特征在于所述丙烯精餾塔回流罐操作溫度為·20 70°C。
50.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法,其特征在于所述丙烯精餾塔分為兩段,塔頂?shù)竭M(jìn)料入口為精餾段,進(jìn)料入口到塔底為提餾段,丙烯精餾塔具有110 140塊理論板,其進(jìn)料ロ開在第60-90塊理論板處,理論板數(shù)從塔頂向塔底數(shù)。
51.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法,其特征在于所述第一分離罐操作壓カ為O.01 ·4. OMPa,操作溫度為-100 30°C。
52.根據(jù)權(quán)利要求I或51所述的方法,其特征在于所述第一分離罐操作壓カ為O.I ·2.5MPa,操作溫度為-80 10°C。
53.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法,其特征在于所述第二分離罐操作壓カ為O.01 ·4. OMPa,操作溫度為-130 (TC。
54.根據(jù)權(quán)利要求I或53所述的方法,其特征在于所述第二分離罐操作壓カ為O.I ·2.5MPa,操作溫度為-110 -20 0C0
55.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法,其特征在于所述第三分離罐操作壓カ為O.01 ·4. OMPa,操作溫度為-170 -30°C。
56.根據(jù)權(quán)利要求I或55所述的方法,其特征在于所述第三分離罐操作壓カ為2.O ·4. OMPa,操作溫度為-160 _60°C。
57.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法,其特征在于所述第四分離罐操作壓カ為O.01 ·4. OMPa,操作溫度為-180 -40°C。
58.根據(jù)權(quán)利要求I或57所述的方法,其特征在于所述第四分離罐操作壓カ為2.O ·4. OMPa,操作溫度為-170 -70°C。
59.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法,其特征在于所述第五分離罐操作壓カ為O.01 ·4.OMPa,操作溫度為-190 -50°C。
60.根據(jù)權(quán)利要求I或59所述的方法,其特征在于所述第五分離罐操作壓カ為2.O ·4.OMPa,操作溫度為-180 _80°C。
61.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法,其特征在于所述第六分離罐操作壓カ為O.01 ·4.OMPa,操作溫度為-200 _60°C。
62.根據(jù)權(quán)利要求I或61所述的方法,其特征在于所述第六分離罐操作壓カ為2.O ·4.OMPa,操作溫度為-190 _90°C。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種甲醇轉(zhuǎn)化制取低碳烯烴氣體的分離方法,以解決現(xiàn)有技術(shù)不能得到純度較高的氫氣、甲烷、乙烷和丙烷等產(chǎn)品與沒有有效去除二甲醚和煙氣雜質(zhì)中的氧氣和一氧化碳等缺點(diǎn)。該方法中增加了一氧化碳和氧氣脫除步驟,脫除一氧化碳和氧氣的甲醇制烯烴氣體物流進(jìn)入脫乙烷塔,脫乙烷塔塔頂物流依次通過乙炔加氫反應(yīng)器、六個(gè)分離罐、脫甲烷塔和乙烯精餾塔等進(jìn)行分離得到乙烯和乙烷產(chǎn)品,脫乙烷塔塔底物流依次通過丙炔加氫反應(yīng)器、甲烷汽提塔和丙烯精餾塔等進(jìn)行分離得到丙烯和丙烷產(chǎn)品。使用本發(fā)明可得到聚合級乙烯和丙烯產(chǎn)品,而且還可得到純度較高的氫氣、甲烷、乙烷和丙烷等產(chǎn)品。
文檔編號C10G3/00GK102675025SQ201110059360
公開日2012年9月19日 申請日期2011年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月7日
發(fā)明者熊獻(xiàn)金 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中石化洛陽工程有限公司