CN102795956A - 一种丙烷脱氢制丙烯反应产物的分离方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种丙烷脱氢制丙烯反应产物的分离方法，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，其步骤为：(1)将经过预处理的丙烷脱氢制丙烯反应产物冷却冷凝后送入第一级闪蒸罐，第一级闪蒸罐罐顶气相直接作为富氢产品外送，或经进一步冷却冷凝送入下一级闪蒸罐，如此依次逐级冷却冷凝和闪蒸，最后一级闪蒸罐罐顶气相作为富氢产品外送；各级闪蒸罐罐底液相送脱乙烷塔，脱乙烷塔塔釜出料为碳三；(2)步骤(1)中设有一个膜分离单元，经膜分离分成高纯度氢气渗透气和富烃非渗透物流，氢气渗透气外送，富烃非渗透物流冷却冷凝后送下一级闪蒸罐。与现有技术相比，本发明丙烯回收率高、能耗低和流程简单。

Description

一种丙烷脱氢制丙烯反应产物的分离方法

技术领域

本发明属于轻烃分离技术领域，具体涉及一种采用膜分离和深冷分离相结合的方式来分离丙烷脱氢制丙烯反应产物的方法。

背景技术

丙烯是仅次于乙烯的一种重要石油化工基本原料。主要用于生产聚丙烯、环氧丙烷、丙烯酸、丙烯腈、烷基化油、生产高辛烷值汽油调和料等数十种石油化工产品和原料。由于丙烯下游产品的迅猛发展，极大地促进了我国丙烯需求量的快速增长。自2000年以后，丙烯需求增速已经超过乙烯。现有传统的石脑油蒸汽裂解和催化裂化丙烯生产装置已经不能满足市场需求，其他来源的丙烯生产技术发展迅速，如丙烷脱氢、甲醇制烯烃、低碳烯烃裂解和烯烃歧化等，其中丙烷脱氢技术已逐渐成为全球丙烯的第三来源。

目前，已实现工业化的丙烷脱氢制丙烯技术有：UOP公司的Oleflex工艺、Lummus公司的Catofin工艺、Uhde公司的STAR工艺。另外，LindeAG/BASF公司、Snamprogetti/Yarsints公司等也开发了丙烷脱氢工艺。丙烷脱氢制丙烯的反应产物中包括氢气、丙烯、丙烷，以及少量甲烷、乙烯、乙烷和水等。典型的丙烷脱氢制丙烯流程如图1所示，包括脱除重组分、脱氢反应、压缩区(包括压缩、干燥和酸性物质脱除)、轻组分脱除和丙烯精馏。现有丙烷脱氢的专利和文献的关注重点都是反应技术，包括反应器设计、催化剂制备和再生过程等，而涉及丙烷脱氢制丙烯反应产物分离技术(轻组分脱除和丙烯精馏)的专利较少。

专利US7842847、US8013201、CN101978028和CN102164880公开了一种利用丙烯制冷压缩机和反应产物压缩机的蒸汽透平做功后产生的乏汽为丙烯精馏塔再沸器提供热源的方法。这种做法将透平乏汽冷凝的低品位余热回收利用，从而节省了丙烯精馏过程的操作费用。

专利US79815256和CN101854988公开了一种热泵流程用于分离丙烯、丙烷或其他塔顶塔底两个产品之间沸点比较接近的体系，这种热泵流程的特点是在精馏塔的中部设置中间再沸器，热泵压缩机从段间抽出部分气体到中间再沸器换热冷凝。由于精馏塔内工艺物流在中间再沸器再沸的温度低于在塔釜再沸器再沸的温度，因而从压缩机抽出的气体在中间再沸器冷凝的温度也比在塔釜再沸器冷凝的温度低，所以与到塔釜再沸器换热相比，到中间再沸器换热的气体可以压缩到相对较低的压力，因此节省了压缩机功耗。

专利US6296688和US6293999采用变压吸附方法分离丙烯、丙烷；专利US7875758、US20110114547、US20110049051采用膜分离与精馏相结合的方法分离丙烯和丙烷。

以上这些专利技术都是针对如何降低丙烯丙烷精馏能耗，而对于氢气等轻组分的脱除过程却很少有专利涉及。氢气是丙烷脱氢反应的主要副产品，在反应产物中的含量很高，一般高于30mol％。如果用氢气作反应的稀释气在系统内循环，那么反应产物中氢气含量将会更高，甚至高于50mol％。因此氢气等轻组分的脱除过程是丙烷脱氢装置的主要耗能单元之一。应选用先进的分离技术和合理的工艺流程来降低脱除氢气等组分过程的能耗，以提高丙烷脱氢装置的经济效益。

目前工业化的丙烷脱氢制丙烯装置普遍使用深冷法来分离丙烷脱氢制丙烯反应产物。深冷分离法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，适合于大型气体分离装置。由于冷剂温度低，反应产物中的碳三几乎全部都冷凝下来，因而丙烯回收率很高，可达99％以上。但仅采用深冷分离方法有如下不足：

(1)深冷方法温度低，对设备材质要求较高。

(2)由于温度很低的高品位冷剂其能量来源于冷冻制冷压缩机，冷冻制冷压缩机能耗较大。

(3)氢气含量越高，反应产物冷凝达到相同的液化率时的温度越低，所需的冷剂温度也越低，这就是通常所说的轻组分越多，就会导致冷量后移问题。冷量后移使所需冷冻负荷的分布向更高品位的低温冷剂偏移，从而增加压缩机功耗。

BASF公司公开了一系列专利CN100567230C、CN101087740B、CN101137605A、CN101415661A、US20080221374、US20080269536、US20090312591，这些专利包括了从丙烷脱氢反应到产物分离的全过程。为降低轻组分脱除的能耗，BASF公司在丙烷脱氢反应器中补入一些氧气，将部分氢气烧掉，为吸热的丙烷脱氢反应提供一些热量。BASF公司将这种做法叫做自热丙烷脱氢。

但这样做把大量高附加值的氢气白白烧掉，十分可惜。上述BASF公司的专利采用了深冷、惰性吸收剂吸收和吸附剂吸附等脱除轻组分的方法，但这些方法所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。

专利CN102040445公开了一种富含丙烷的低碳烃脱氢制丙烯工艺全流程，该专利采用直馏石脑油、焦化石脑油、焦化汽油或催化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，油吸收法并不适合。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种分离效果好、操作简单、能耗低的丙烷脱氢制丙烯反应产物的分离方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种丙烷脱氢制丙烯反应产物的分离方法，其特征在于，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的反应产物，具体包括以下步骤：

(1)将经过预处理的丙烷脱氢制丙烯反应产物冷却冷凝后送入第一级闪蒸罐进行气液分离，第一级闪蒸罐罐顶气相直接作为富氢产品外送，或经进一步冷却冷凝送入下一级闪蒸罐，如此依次逐级冷却冷凝和闪蒸，最后一级闪蒸罐罐顶气相作为富氢产品外送；各级闪蒸罐罐底液相都送到脱乙烷塔作为进料，脱乙烷塔塔顶气相含氢气、甲烷和碳二，脱乙烷塔塔底釜液为碳三送至下游丙烯精馏塔；

(2)步骤(1)中设有一个膜分离单元，将经过预处理的丙烷脱氢制丙烯反应产物或某一级闪蒸罐罐顶气相送入膜分离单元，经膜分离分成高纯度的氢气渗透气和提浓的富烃非渗透物流，膜分离渗透气外送，富烃非渗透物流冷却冷凝后送下一级闪蒸罐。

步骤(1)所述的丙烷脱氢制丙烯反应产物的预处理过程包括将丙烷脱氢制丙烯反应产物压缩至0.5MPa～2.5MPa后、依次进行水冷、脱除酸性组分和干燥处理。通过预处理，将丙烷脱氢制丙烯反应产物中的酸性组分和水分都脱除至1ppm以下。

步骤(1)所述的逐级冷却冷凝和闪蒸过程包括1～5级，逐级冷却冷凝和闪蒸过程的闪蒸温度范围为18℃～-99℃，各级闪蒸罐的温度逐级降低。

步骤(1)所述的脱乙烷塔的作用是将进料中所含少量的氢气、甲烷和碳二轻组分脱除干净以获得不含轻组分的碳三物流。

步骤(2)所述的膜分离单元进行膜分离的过程为：将经过预处理的丙烷脱氢制丙烯反应产物送入膜分离单元，经膜分离分成高纯度的氢气渗透气和提浓的富烃非渗透物流，膜分离渗透气外送，富烃非渗透物流经冷却冷凝后送第一级闪蒸罐。

步骤(2)所述的膜分离单元进行膜分离的过程为：将某一级闪蒸罐罐顶气相送入膜分离单元，经膜分离分成高纯度的氢气渗透气和提浓的富烃非渗透物流，膜分离渗透气外送，富烃非渗透物流经冷却冷凝后送下一级闪蒸罐。

所述的某一级闪蒸罐是指第一级闪蒸罐、第二级闪蒸罐、第三级闪蒸罐或第四级闪蒸罐。

步骤(2)所述的膜分离单元包括依次连接的除雾设施、膜分离器进料加热器和膜分离器；除雾设施和膜分离器进料加热器去除进入膜分离器的气体中的杂质或烃液滴，以防止杂质或烃液滴破坏膜分离器的性能。

其中所述的除雾设施为旋风分离器和过滤器，膜分离器进料加热器的加热热源包括丙烷脱氢装置内的低品位余热回收或低压蒸汽。

步骤(2)所述的膜分离单元分离出的氢气渗透气中氢气纯度大于95mol％，氢气回收率大于15％，氢气渗透气送到氢气管网，或循环回丙烷脱氢反应器作稀释气。

与现有技术相比，本发明有如下优点：

(1)膜分离单元将丙烷脱氢制丙烯反应产物中至少15％氢气分离出来，降低了后续分离单元的进料处理量，既降低了后续分离的设备尺寸，节省了深冷过程的设备费用；又降低了深冷分离的总冷冻负荷，减小了压缩机功耗。

(2)通过膜分离脱除部分氢气以后，富烃物流中碳三浓度提高，避免冷量后移，使所需冷冻负荷的分布向更低品位的高温冷剂偏移，又进一步降低了能耗。

(3)膜分离富氢渗透气和深冷分离的最后一级闪蒸罐罐顶气相中的碳三含量较低，丙烯损失少，因此可以保证丙烯的高回收率。

因而，本发明是一种丙烯回收率高、能耗低、流程简单的丙烷脱氢制丙烯反应产物分离方法。

附图说明

图1丙烷脱氢制丙烯流程简图；

图2实施例1采用本发明的丙烷脱氢制丙烯反应产物分离流程示意图；

图3实施例1的对比流程；

图4实施例2采用本发明的丙烷脱氢制丙烯反应产物分离流程示意图；

图5实施例2的对比流程。

其中，图中标识如下：

图2中，第一级闪蒸罐V101、第二级闪蒸罐V102、第三级闪蒸罐V103、第四级闪蒸罐V104、第一换热器E101、第二换热器E102、第三换热器E103、第四换热器E104、第一冷箱L101、第二冷箱L102、第三冷箱L103、第四冷箱L104、脱乙烷塔T101；

图3中，第一级闪蒸罐V201、第二级闪蒸罐V202、第三级闪蒸罐V203、第四级闪蒸罐V204、第一换热器E201、第二换热器E202、第三换热器E203、第四换热器E204、第一冷箱L201、第二冷箱L202、第三冷箱L203、第四冷箱L204、脱乙烷塔T201；

图4中，第一级闪蒸罐V301、第二级闪蒸罐V302、第一换热器E301、第二换热器E302、第三换热器E303、第一冷箱L301、第二冷箱L302、脱乙烷塔T301；

图5中，第一级闪蒸罐V401、第二级闪蒸罐V402、第一换热器E401、第二换热器E402、第三换热器E403、第一冷箱L401、第二冷箱L402、脱乙烷塔T401。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。

丙烷脱氢制丙烯流程如图1所示，丙烷脱除重组分即碳四及碳四以上重组分后，所得产物进行丙烷脱氢反应，所得产物即本发明要分离的物料，将丙烷脱氢制丙烯反应产物压缩至0.5MPa～2.5MPa、水冷、脱除酸性组分和干燥的预处理后，采用膜分离和深冷分离结合的方式脱除其中的轻组分，气相得到富氢产品和燃料气，液相产品精制后得到丙烯产品，在此过程中的得到的丙烯循环返回参与丙烷脱氢反应，所得富氢产品送到氢气管网，或根据反应需要循环回丙烷脱氢反应器作稀释气。

实施例1

流程如附图2所示，实施例1的物料平衡表如表1所示。

某丙烷脱氢制丙烯反应产物压缩至1.8MPa，经水冷、脱除酸性物质和干燥后，进入分离过程，作为分离系统的进料，其组成见表1物流101。物流101依次在第一冷箱L101和第一换热器E101中经工艺物流和丙烯冷剂进行冷却冷凝，降温至-20℃，进入第一级闪蒸罐V101。第一级闪蒸罐V101罐顶气相102送入膜分离单元；罐底液相送脱乙烷塔T101。

膜分离单元的进料组成见表1的物流102，经膜分离单元分离成富含氢气的渗透气104和富烃的非渗透物流103。膜分离渗透气104的氢气纯度高于99mol％，氢气回收率为54％。膜分离单元包括膜分离器进料除雾、加热和膜分离器。膜分离器的温度为50℃。膜分离单元入口气体压力为1.3MPa，膜分离渗透气104压力为0.4MPa，富烃的非渗透物流103压力为1.2MPa。

富烃的非渗透物流103依次在第二冷箱L102和第二换热器E102中经工艺物流和丙烯冷剂冷却冷凝，降温至-37℃后送入第二级闪蒸罐V102进行气液分离。闪蒸罐V102罐底液相送脱乙烷塔T101，罐顶气相依次在第三冷箱L103和第三换热器E103中经工艺物流和乙烯冷剂冷却冷凝，降温至-57℃后送入第三级闪蒸罐V103。闪蒸罐V103罐底液相回收冷量后送脱乙烷塔T101，罐顶气相依次在第四冷箱L104和第四换热器E104中经工艺物流和乙烯冷剂冷却冷凝，降温至-97℃后送入第四级闪蒸罐V104。闪蒸罐V104罐底液相回收冷量后送脱乙烷塔T101，罐顶气相105为富氢气体。脱乙烷塔T101有四股进料，脱乙烷塔塔顶气体107主要成分是氢气、甲烷和碳二，作为燃料气外送，塔底液相采出为碳三106，送下游丙烯精馏塔进行产品精制。膜分离渗透气104和部分富氢气体105可作为稀释气返回丙烷脱氢反应器。

对比例1

不用膜分离的丙烷脱氢制丙烯反应产物深冷分离流程如附图3所示，对比例1四级闪蒸罐的闪蒸温度都与实施例1相同。与实施例1相比，不同之处是第一级闪蒸罐V201罐顶的气相不经过膜分离单元直接进行冷却冷凝和闪蒸。具体如下：

某丙烷脱氢制丙烯反应产物压缩至1.8MPa，经水冷、脱除酸性物质和干燥后，进入分离过程，作为分离系统的进料，其组成见表2物流201。物流201依次在第一冷箱L201和第一换热器E201中经工艺物流和丙烯冷剂进行冷却冷凝，降温至-20℃，进入第一级闪蒸罐V201。第一级闪蒸罐V201罐底液相送脱乙烷塔T201，罐顶气相203依次在第二冷箱L202和第二换热器E202中经工艺物流和丙烯冷剂冷却冷凝，降温至-37℃后送入第二级闪蒸罐V202进行气液分离。第二级闪蒸罐V202罐底液相送脱乙烷塔T201，罐顶气相依次在第三冷箱L203和第三换热器E203中经工艺物流和乙烯冷剂冷却冷凝，降温至-57℃后送入第三级闪蒸罐V203。第三闪蒸罐V203罐底液相回收冷量后送脱乙烷塔T201，罐顶气相依次在第四冷箱L204和第四换热器E204中经工艺物流和乙烯冷剂冷却冷凝，降温至-97℃后送入第四级闪蒸罐V204。闪蒸罐V204罐底液相回收冷量后送脱乙烷塔T201，罐顶气相205为富氢气体，部分富氢气体205可作为稀释气返回丙烷脱氢反应器。脱乙烷塔T201有四股进料，脱乙烷塔塔顶气体207主要成分是氢气、甲烷和碳二，作为燃料气外送，塔底液相采出为碳三206，送下游丙烯精馏塔进行产品精制。

对比例1的物料平衡表如表2所示。对比例1与实施例1的能耗比较如表3所示。

表1实施例1的物料平衡表(附图2)

物流号	101	102	103	104	105	106	107
								摩尔组成
H2	0.449	0.702	0.522	0.992	0.862	0.000	0.142
								CH4	0.031	0.046	0.074	0.002	0.114	0.000	0.165
C2H4	0.001	0.001	0.002	0.000	0.001	0.000	0.028
								C2H6	0.020	0.022	0.035	0.001	0.019	0.000	0.665
C3H6	0.186	0.094	0.151	0.003	0.002	0.372	0.001
								C3H8	0.313	0.135	0.217	0.003	0.002	0.628	0.000
流量，kmol/h	5000	3183	1963	1220	1184	2479	117

表2对比例1的物料平衡表(附图3)

物流号	201	203	205	206	207
						摩尔组成
H2	0.449	0.702	0.924	0.000	0.164
						CH4	0.031	0.046	0.058	0.000	0.151
C2H4	0.001	0.001	0.001	0.000	0.028
						C2H6	0.020	0.022	0.013	0.000	0.656
C3H6	0.186	0.094	0.002	0.372	0.001
						C3H8	0.313	0.135	0.002	0.628	0.000
流量，kmol/h	5000	3183	2413	2481	106

表3能耗比较

单位：kW	实施例1	对比例1
			乙烯制冷压缩机	495	802
丙烯制冷压缩机	7514	7931
			压缩机功耗合计	8010	8733

功耗比较	-724	基准
				-8.3％	基准

在对比例1中，第二级闪蒸罐的进料流量为3183kmol/h(物流203)；在实施例1中，因使用膜分离脱除了54％的氢气，第二级闪蒸罐的进料流量(物流103)下降为1963kmol/h，仅为前者的61.7％。由此可见，实施例1引入膜分离单元后，大大降低了后续深冷分离单元的处理量，减小了深冷设备的尺寸，从而节省了深冷分离单元的设备投资。

由表1和表2可见，物流103与物流203相比，氢气含量显著下降，碳三含量增加，所以深冷分离时冷冻负荷分布向更低品位的高温冷剂偏移，因此表3中实施例1的乙烯压缩机功耗比对比例1下降了38.3％。

由表3可知，应用本发明方法的实施例1与对比例1相比，总压缩机功耗降低了8.3％。

由表1可知，应用本发明方法的实施例1，丙烯回收率大于99％。

实施例2

流程如附图4所示，实施例2的物料平衡表如表4所示。

某丙烷脱氢制丙烯反应产物压缩至1.0MPa，经水冷、脱除酸性物质和干燥后，进入分离过程，作为分离系统的进料，其组成见表4物流301。物流301进入膜分离单元，经膜分离单元分离成富含氢气的渗透气304和富烃的非渗透物流303。膜分离渗透气304的氢气纯度高于96mol％，氢气回收率为35％。膜分离单元包括膜分离进料除雾、加热和膜分离器。膜分离器的温度为50℃。膜分离单元入口气体压力为0.9MPa，膜分离渗透气304压力为0.3MPa，富烃的非渗透物流303压力为0.8MPa。

富烃的非渗透物流303依次在第一冷箱L301和第一换热器E301中经工艺物流和丙烯冷剂冷却冷凝，降温至8℃后送入第一级闪蒸罐V301进行气液分离。第一级闪蒸罐V301罐底液相送脱乙烷塔T301，罐顶气相依次在第二换热器E302、第二冷箱L302和第三换热器E303中经工艺物流和丙烯、乙烯冷剂冷却冷凝，降温至-97℃后送入第二级闪蒸罐V302。第二级闪蒸罐V302罐底液相回收冷量后送脱乙烷塔T301，罐顶气相305为富氢气体外送。脱乙烷塔T301有两股进料，脱乙烷塔塔顶气体307主要成分是氢气、甲烷和碳二，作为燃料气外送，塔底液相采出为碳三306，送下游丙烯精馏塔进行产品精制。

对比例2

不用膜分离的丙烷脱氢制丙烯反应产物深冷分离流程如附图5所示，对比例2两级闪蒸罐的闪蒸温度都与实施例2相同。与实施例2相比，不同之处是经过预处理的丙烷脱氢制丙烯反应产物不经过膜分离单元直接进行冷却冷凝和闪蒸。具体为：

某丙烷脱氢制丙烯反应产物压缩至1.0MPa，经水冷、脱除酸性物质和干燥后，进入分离过程，作为分离系统的进料，其组成见表5物流401。物流401依次在第一冷箱L401和第一换热器E401中经工艺物流和丙烯冷剂冷却冷凝，降温至8℃后送入第一级闪蒸罐V401进行气液分离。第一级闪蒸罐V401罐底液相送脱乙烷塔T401，罐顶气相依次在第二换热器E402、第二冷箱L402和第三换热器E403中经工艺物流和丙烯、乙烯冷剂冷却冷凝，降温至-97℃后送入第二级闪蒸罐V402。第二级闪蒸罐V402罐底液相回收冷量后送脱乙烷塔T401，罐顶气相405外送。脱乙烷塔T401有两股进料，脱乙烷塔塔顶气体407主要成分是氢气、甲烷和碳二，作为燃料气外送，塔底液相采出为碳三406，送下游丙烯精馏塔进行产品精制。

对比例2的物料平衡表如表5所示。对比例2与实施例2的能耗比较如表6所示。

表4实施例2的物料平衡表(附图4)

物流号	301	303	304	305	306	307
							摩尔组成
H2	0.307	0.224	0.961	0.950	0.000	0.054
							CH4	0.013	0.015	0.001	0.035	0.000	0.154
C2H4	0.020	0.023	0.001	0.005	0.000	0.485
							C2H6	0.013	0.015	0.001	0.004	0.000	0.307
C3H6	0.308	0.344	0.019	0.003	0.476	0.001
							C3H8	0.339	0.379	0.016	0.002	0.524	0.000
流量，kmol/h	4000	3553	447	830	2566	157

表5对比例2的物料平衡表(附图5)

物流号	401	405	406	407
					摩尔组成
H2	0.307	0.962	0.000	0.063
					CH4	0.013	0.025	0.000	0.140
C2H4	0.020	0.004	0.000	0.489
					C2H6	0.013	0.003	0.000	0.307

C3H6	0.308	0.003	0.476	0.001
					C3H8	0.339	0.002	0.524	0.000
流量，kmol/h	4000	1265	2580	155

表6能耗比较

单位：kWh	实施例2	对比例2
			乙烯制冷压缩机	661	821
丙烯制冷压缩机	6951	7480
			压缩机功耗合计	7612	8301
功耗比较	-690	基准
				-8.3％	基准

在对比例2中，第一级闪蒸罐的进料流量为4000kmol/h(物流401)；在实施例2中，因使用膜分离脱除了35％的氢气，第一级闪蒸罐的进料流量(物流303)下降为3553kmol/h，仅为前者的88.8％。由此可见，实施例2引入膜分离单元后，大大降低了后续深冷分离单元的处理量，减小了深冷设备的尺寸，从而节省了深冷分离单元的设备投资。

由表4和表5可见，物流303与物流401相比，氢气含量显著下降，碳三含量增加，所以深冷分离时冷冻负荷分布向更低品位的高温冷剂偏移，因此表6中实施例2的乙烯压缩机功耗比对比例2下降了19.6％。

由表6可知，应用本发明的实施例2与对比例2相比，总压缩机功耗降低了8.3％。

由表4可知，使用本发明方法的实施例2，丙烯回收率大于99％。

Claims (9)

1.一种丙烷脱氢制丙烯反应产物的分离方法，其特征在于，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的反应产物，具体包括以下步骤：

(1)将经过预处理的丙烷脱氢制丙烯反应产物冷却冷凝后送入第一级闪蒸罐进行气液分离，第一级闪蒸罐罐顶气相直接作为富氢产品外送，或经进一步冷却冷凝送入下一级闪蒸罐，如此依次逐级冷却冷凝和闪蒸，最后一级闪蒸罐罐顶气相作为富氢产品外送；各级闪蒸罐罐底液相都送到脱乙烷塔作为进料，脱乙烷塔塔顶气相含氢气、甲烷和碳二，脱乙烷塔塔底釜液为碳三送至下游丙烯精馏塔；

(2)步骤(1)中设有一个膜分离单元，将经过预处理的丙烷脱氢制丙烯反应产物或某一级闪蒸罐罐顶气相送入膜分离单元，经膜分离分成高纯度的氢气渗透气和提浓的富烃非渗透物流，膜分离渗透气外送，富烃非渗透物流冷却冷凝后送下一级闪蒸罐。

2.根据权利要求1所述的一种丙烷脱氢制丙烯反应产物的分离方法，其特征在于，步骤(1)所述的丙烷脱氢制丙烯反应产物的预处理过程包括将丙烷脱氢制丙烯反应产物压缩至0.5MPa～2.5MPa、水冷、脱除酸性组分和干燥。

3.根据权利要求1所述的一种丙烷脱氢制丙烯反应产物的分离方法，其特征在于，步骤(1)所述的逐级冷却冷凝和闪蒸过程包括1～5级，逐级冷却冷凝和闪蒸过程的闪蒸温度范围为18℃～-99℃，各级闪蒸罐的温度逐级降低。

4.根据权利要求1所述的一种丙烷脱氢制丙烯反应产物的分离方法，其特征在于，步骤(1)所述的脱乙烷塔的作用是将进料中所含少量的氢气、甲烷和碳二轻组分脱除干净以获得不含轻组分的碳三物流。

5.根据权利要求1所述的一种丙烷脱氢制丙烯反应产物的分离方法，其特征在于，步骤(2)所述的膜分离单元进行膜分离的过程为：将经过预处理的丙烷脱氢制丙烯反应产物送入膜分离单元，经膜分离分成高纯度的氢气渗透气和提浓的富烃非渗透物流，膜分离渗透气外送，富烃非渗透物流经冷却冷凝后送第一级闪蒸罐。

6.根据权利要求1所述的一种丙烷脱氢制丙烯反应产物的分离方法，其特征在于，步骤(2)所述的膜分离单元进行膜分离的过程为：将某一级闪蒸罐罐顶气相送入膜分离单元，经膜分离分成高纯度的氢气渗透气和提浓的富烃非渗透物流，膜分离渗透气外送，富烃非渗透物流经冷却冷凝后送下一级闪蒸罐。

7.根据权利要求6所述的一种丙烷脱氢制丙烯反应产物的分离方法，其特征在于，所述的某一级闪蒸罐是指第一级闪蒸罐、第二级闪蒸罐、第三级闪蒸罐或第四级闪蒸罐。

8.根据权利要求1所述的一种丙烷脱氢制丙烯反应产物的分离方法，其特征在于，步骤(2)所述的膜分离单元包括依次连接的除雾设施、膜分离器进料加热器和膜分离器；除雾设施和膜分离器进料加热器去除进入膜分离器的气体中的杂质或烃液滴；

其中所述的除雾设施为旋风分离器和过滤器，膜分离器进料加热器的加热热源包括丙烷脱氢装置内的低品位余热回收或低压蒸汽。

9.根据权利要求1所述的一种丙烷脱氢制丙烯反应产物的分离方法，其特征在于，步骤(2)所述的膜分离单元分离出的氢气渗透气中氢气纯度大于95mol％，氢气回收率大于15％，氢气渗透气送到氢气管网，或循环回丙烷脱氢反应器作稀释气。

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