CN103121898A - 含乙烯产物的分离回收方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种含乙烯产物的分离回收方法，主要解决现有乙醇脱水制乙烯工艺中存在能耗大、运行成本高的问题。本发明通过设置一套冷冻液系统，利用乙烯脱轻塔塔釜的高品位冷量来冷却乙烯压缩机出口的乙烯物流，利用乙烯压缩机出口的物流热量作为乙烯脱轻塔再沸器的热源的技术方案，较好地解决了该问题，可用于乙醇制乙烯的工业生产中。

Description

含乙烯产物的分离回收方法

技术领域

本发明涉及一种包含乙烯的产物物流的分离回收方法，特别是关于一种乙醇脱水制乙烯产物物流的分离回收方法。

背景技术

工业乙醇脱水制乙烯的方法中，目前没有专门涉及能量的综合利用方面的专利，只是在中国专利CN101088975A中提到了能量综合利用中最基本的反应器进出料方面的换热。然而，在乙醇脱水制乙烯工艺中，精馏塔、脱轻塔等的能耗在总能耗中占的比重相当大，对于热量和高品位冷量的需求也很大，所以，只有考虑整个装置的热量综合利用，才能达到降低操作成本的目的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有乙醇脱水制乙烯工艺中存在分离能耗大、运行成本高的问题，提供一种新的含乙烯产物的分离回收方法。该方法具有操作简单，分离能耗低，运行成本低的优点。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种含乙烯产物的分离回收方法，包括以下步骤：a)包含乙烯的产物物流1进入水洗塔下部，脱除高沸组分和部分水分以后从塔顶排出粗乙烯物流2，塔底排出工艺水；b)物流2进入水碱洗塔的下部，脱除酸性物质后，塔顶得到粗乙烯物流3，塔底得到工艺水；c)物流3依次通过乙烯压缩机、乙烯第一冷却器、乙烯干燥器和乙烯第二冷却器，进一步脱除水分得到粗乙烯物流4；d)物流4进入乙烯精馏塔，脱除重组分后在塔顶得到粗乙烯物流5；e)物流5进入乙烯脱轻塔，塔顶排出分离的轻组分，塔釜得到合格的乙烯产品；其中，冷冻液作为冷源用于乙烯第二冷却器和乙烯第一冷却器的冷却，升温后的冷冻液输送到乙烯脱轻塔再沸器中用作热源，通过再沸器后，温度下降的冷冻液再循环用作乙烯第二冷却器和乙烯第一冷却器的冷源。

在上述技术方案中，乙烯精馏塔塔釜利用水洗系统产生的工艺水作为热源；压缩机的出口压力为1.00～4.00MPaG；乙烯精馏塔的操作压力为1.00～4.00MPaG；乙烯脱轻塔的操作压力为1.00～4.00MPaG。

本发明中，通过设置一套冷冻液系统，利用乙烯脱轻塔塔釜的高品位冷量来冷却乙烯压缩机出口的乙烯物流，利用乙烯压缩机出口的物流热量作为乙烯脱轻塔再沸器的热源，实现了高品位能量的综合利用，从而大大降低了系统能耗。同时利用水洗塔产生的工艺水作为乙烯精馏塔再沸器的热源，实现了水洗系统产生的工艺水热量的综合利用。通过能量的综合利用，低品位冷量的消耗降低了36.37％，高品位冷量的消耗降低了3.75％，低品位热量的耗量降低了37.34％，取得了较好的技术效果。

附图说明

图1为本发明乙醇脱水制乙烯的工艺流程。

图1中，1为反应器，2为水洗塔，3为水碱洗塔，4为乙烯压缩机，5为乙烯第一冷却器，6为乙烯干燥器，7为乙烯第二冷却器，8为乙烯精馏塔，9为乙烯精馏塔再沸器，10为乙烯脱轻塔，11为乙烯脱轻塔再沸器，12为冷冻液泵，13为冷冻液槽。

图1中，来自界外的原料乙醇被加热到一定温度后进入反应器1，在氧化铝催化剂作用下脱水生成乙烯。反应后的气体降温后进入水洗塔2。反应气体从水洗塔2下部进入，除去大量水分和重组分后由水洗塔2顶出来，然后进入水碱洗塔3下部。水洗塔底部排出的工艺水用作乙烯精馏塔再沸器9的热源。水碱洗塔3顶部出来的气体进入乙烯压缩机4增压，然后依次进入乙烯第一冷却器5、乙烯干燥器6和乙烯第二冷却器7脱水和降温。反应产物然后进入乙烯精馏塔8和乙烯脱轻塔10，通过低温分离分别脱除重组分和轻组分，最后从乙烯脱轻塔10的塔釜得到合格的乙烯产品。冷冻液作为冷源用于乙烯第二冷却器7和乙烯第一冷却器5的冷却，冷冻液槽13收集升温后的冷冻液，并通过冷冻液泵12输送到乙烯脱轻塔再沸器11中用作热源，通过再沸器后，冷冻液的温度下降，又可以再次用作乙烯第二冷却器7和乙烯第一冷却器5的冷源，依次循环。

下面通过实施例对本发明作进一步阐述。

具体实施方式

【实施例1】

反应进料为95.0体积％的乙醇，反应温度为380℃，反应压力为0.05MPaG，脱水催化剂为氧化铝。脱水反应粗产物从水洗塔的下部进入，底部排出的工艺水用作乙烯精馏塔再沸器的热源，经冷却及脱除高沸组分和部分水分后得到的产物从塔顶排出，然后进入水碱洗塔的下部。在水碱洗塔中脱除酸性物质后，反应产物依次进入乙烯压缩机、乙烯第一冷却器、乙烯干燥器和乙烯第二冷却器中，通过这些步骤来脱除反应产物粗乙烯中的水分。其中，乙烯压缩机的出口压力为2.00MPaG。然后反应产物进入乙烯精馏塔和乙烯脱轻塔，操作压力分别为1.88MPaG和2.10MPaG。在两塔中通过低温分离分别脱除重组分和轻组分，最后从乙烯脱轻塔的塔釜得到合格的乙烯产品。其中，乙烯脱轻塔塔釜的加热和压缩机出口物流的冷却通过单独设置一套冷冻液系统来实现。此流程所需低品位冷量(冷却水)为1.76MW，高品位冷量(-40℃的丙烯冷剂)为1.62MW，低品位热量(低压蒸汽)为1.89MW。

【实施例2】

按实施例1的条件及步骤，保持反应器的操作条件不变，改变压缩机的出口压力为4.00MPaG，改变乙烯精馏塔和乙烯脱轻塔的操作压力分别为3.88MPaG和4.10MPaG。此流程所需低品位冷量为5.28MW，高品位冷量为5.06MW，低品位热量为6.42MW。

【实施例3】

按实施例1的条件及步骤，保持反应器的操作条件不变，改变压缩机的出口压力为1.50MPaG，改变乙烯精馏塔和乙烯脱轻塔的操作压力分别为1.38MPaG和1.60MPaG。此流程所需低品位冷量为2.58MW，高品位冷量为1.87MW，低品位热量为2.82MW。

【实施例4】

按实施例1的条件及步骤，保持反应系统、乙烯精馏塔和乙烯脱轻塔的操作条件不变，只是水洗塔底部排出的工艺水不用作乙烯精馏塔再沸器的热源。此流程所需低品位冷量为2.77MW，高品位冷量为1.56MW，低品位热量为2.90MW。

【比较例1】

按实施例1的条件及步骤，保持反应系统、乙烯精馏塔和乙烯脱轻塔的操作条件不变，水洗塔底部排出的工艺水不用作乙烯精馏塔再沸器的热源，乙烯脱轻塔塔釜也不单独设置一套冷冻液系统来加热，此流程所需低品位冷量为2.77MW，高品位冷量为1.68MW，低品位热量为3.02MW。即在不考虑能量综合利用的情况下，低品位冷量的消耗增加57.15％，高品位冷量的消耗增加3.90％，低品位热量的耗量增加为59.60％。

Claims (5)

1.一种含乙烯产物的分离回收方法，包括以下步骤：

a)包含乙烯的产物物流1进入水洗塔下部，脱除高沸组分和部分水分以后从塔顶排出粗乙烯物流2，塔底排出工艺水；

b)物流2进入水碱洗塔的下部，脱除酸性物质后，塔顶得到粗乙烯物流3，塔底得到工艺水；

c)物流3依次通过乙烯压缩机、乙烯第一冷却器、乙烯干燥器和乙烯第二冷却器，进一步脱除水分得到粗乙烯物流4；

d)物流4进入乙烯精馏塔，脱除重组分后在塔顶得到粗乙烯物流5；

e)物流5进入乙烯脱轻塔，塔顶排出分离的轻组分，塔釜得到合格的乙烯产品；

其中，冷冻液作为冷源用于乙烯第二冷却器和乙烯第一冷却器的冷却，升温后的冷冻液输送到乙烯脱轻塔再沸器中用作热源，通过再沸器后，温度下降的冷冻液再循环用作乙烯第二冷却器和乙烯第一冷却器的冷源。

2.根据权利要求1所述的含乙烯产物的分离回收方法，其特征在于乙烯精馏塔塔釜利用水洗塔产生的工艺水作为热源。

3.根据权利要求1所述的用于乙醇脱水制乙烯的方法，其特征在于压缩机的出口压力为1.00～4.00MPaG。

4.根据权利要求1所述的用于乙醇脱水制乙烯的方法，其特征在于乙烯精馏塔的操作压力为1.00～4.00MPaG。

5.根据权利要求1所述的用于乙醇脱水制乙烯的方法，其特征在于乙烯脱轻塔的操作压力为1.00～4.00MPaG。

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