CN103694072A - 一种高低压双塔精馏脱甲烷、乙烯工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种石油化工生产工艺，一种高低压双塔精馏脱甲烷、乙烯工艺，其特征在于：C1～C3轻烃在脱甲烷塔的中部进料，C1～C3轻烃，温度在-5～-41℃进入脱甲烷塔，脱甲烷塔的操作压力控制在1.7～2.4MPaG、塔顶温度-32～-41℃，塔釜温度5～25℃；脱甲烷塔塔顶脱除全部的甲烷、部分C2烃，塔釜液为C2～C3烃；本发明的优点是无需额外的压缩机使轻烃进一步升压，轻烃气体进料压力不低于2.0MPaG即可满足本工艺要求。将部分脱乙烷塔塔顶凝液作为脱甲烷塔塔顶回流，在乙烯转化率波动时，通过调节循环回到甲醇制丙烯反应器的乙烯量，保证乙烯产品的产量。甲烷、乙烯的分离过程无需过低温度的冷剂，装置无需设置以乙烯为冷剂的制冷压缩机，降低了运行成本及投资。

Description

一种高低压双塔精馏脱甲烷、乙烯工艺
技术领域
本发明涉及一种石油化工生产工艺，更具体地说，涉及一种生产甲烷、乙烯工艺。
背景技术
在甲醇制丙烯领域，丙烯是该工艺的主要目的产品，同时该工艺也可副产部分乙烯产品。为提高丙烯收率，甲醇制丙烯工艺需要将大部分乙烯副产物作为循环物料返回甲醇制丙烯反应器，与甲醇进一步发生甲基化反应生成丙烯。循环乙烯纯度一般不作严格要求。
传统低碳烯烃生产工艺，从乙烯、甲烷和氢气等工艺气体中分离乙烯产品需采用低温分离工艺，设置以乙烯为制冷剂的冰机、使轻烃升压的压缩机，在较高的操作压力和低于-100℃温度下实现乙烯的分离。甲醇制丙烯工艺中，一般乙烯的产量仅占丙烯产量的不到5％，若采用常规工艺分离乙烯产品，需要较高的设备投资和较大的能耗，分离成本高。
因此，有必要发明一种针对甲醇制丙烯工艺的全新甲烷、乙烯分离新技术。
提供一种从甲烷、乙烯、丙烯和丙烷等混合物系中高效分离乙烯、丙烯的新工艺。该工艺采用丙烯作制冷剂，在操作压力低于2.8MPaG的条件下，可将甲烷、乙烯等轻组分与丙烯、丙烷高效分离，并为后续得到高纯度乙烯、丙烯产品创造了条件。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种从甲烷、乙烯、丙烯和丙烷的混合气体中高效分离乙烯、丙烯的工艺。该工艺只需采用丙烯作制冷剂，在操作压力低于2.8MPaG的条件下，将甲烷、乙烯、丙烯等有效分离。
本发明工艺适用于甲醇制丙烯工艺，是在较低的反应气体压缩机出口压力和相对较高的分离温度下，获得反应过程需要大量的乙烯循环。
一种高低压双塔精馏脱甲烷、乙烯工艺，其特征在于：
C1～C3轻烃在脱甲烷塔的中部进料，C1～C3轻烃，其中甲烷5％～15％、乙烯22％～42％、丙烯40％～60％及少量的氢气、一氧化碳，经干燥脱水、逐级预冷降温至-8～-35℃后进入脱甲烷塔。脱甲烷塔的操作压力控制在1.7～2.4MPaG、塔顶温度-32～-41℃，塔釜温度10～22℃，理论塔板数为35块以上；塔釜热量由热虹吸再沸器提供；脱甲烷塔塔顶脱除全部的甲烷、部分C2烃，塔釜液为C2～C3烃；
C2～C3烃类经过脱甲烷塔的塔底泵，加压送入脱乙烷塔，脱乙烷塔操作压力控制在2.5～2.8MPaG、塔顶温度-10～-18℃，塔釜温度58～70℃，理论塔板数为35块以上；塔釜热量由热虹吸再沸器提供；脱乙烷塔塔顶部得到C3含量小于0.2％的乙烯和乙烷，塔底为C2含量小于0.4％的丙烯与丙烷；
采用低于-20℃的丙烯制冷剂，使脱乙烷塔塔顶的乙烯和乙烷气相在冷凝器中冷凝，冷凝液进入回流罐，经回流泵抽出加压，一部分作为脱乙烷塔顶回流，回流比R1为1～5；一部分凝液作为脱甲烷塔顶进料，以控制脱甲烷塔顶氢气、甲烷中基本不含丙烯成分；一部分作为后续乙烯精馏塔的进料，生产合格的乙烯产品；其余乙烯和乙烷则送至上游反应单元循环反应，以增加丙烯产量。脱乙烷塔塔底部为丙烷和丙烯，经后续分离得到丙烯产品。
本发明的优点是：
无需额外的压缩机使轻烃进一步升压，轻烃气体进料压力不低于2.0MPaG即可满足本工艺要求。
将部分脱乙烷塔塔顶凝液作为脱甲烷塔塔顶回流，可以灵活控制循环脱甲烷塔塔顶循环烃组成，这样在乙烯转化率波动时，通过调节循环回到甲醇制丙烯反应器的乙烯量，保证乙烯产品的产量。
甲烷、乙烯的分离过程无需过低温度的冷剂，装置无需设置以乙烯为冷剂的制冷压缩机，降低了运行成本及投资。
图1为本发明的高低压双塔精馏脱甲烷、乙烯结构示意图。
图中有脱甲烷塔1、塔底泵2、脱乙烷塔3、回流罐4、冷凝器5、热虹吸再沸器6、热虹吸再沸器7、回流泵8。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，对本发明做出进一步详细描述。
如图1所示，脱甲烷塔1为低压塔，脱乙烷塔3为高压塔。提供一种从甲烷、乙烯、丙烯和丙烷的混合气体中高效分离乙烯、丙烯的工艺。该工艺只需采用丙烯作制冷剂，在操作压力低于2.8MPaG的条件下，将甲烷、乙烯、丙烯等有效分离。
C1～C3轻烃，其中甲烷5％～15％、乙烯22％～42％、丙烯40％～60％及少量乙烷、丙烷、氢气、一氧化碳，经干燥脱水、逐级预冷降温至-8～-35℃后进入脱甲烷塔1。脱甲烷塔1操作压力控制在1.7～2.4MPaG、塔顶温度-32～-41℃，塔釜温度10～22℃，理论塔板数为35块以上；塔釜热量由热虹吸再沸器6提供；脱甲烷塔1塔顶脱除全部的甲烷、部分C2烃，塔釜液为C2～C3烃。
C2～C3烃类经过脱甲烷塔1的塔底泵2，加压送入脱乙烷塔3，脱乙烷塔3操作压力控制在2.5～2.8MPaG、塔顶温度-10～-18℃，塔釜温度58～70℃，理论塔板数为35块以上；塔釜热量由热虹吸再沸器7提供；脱乙烷塔3塔顶部得到C3含量小于0.2％的乙烯和乙烷，塔底为C2含量小于0.4％的丙烯与丙烷。
所述轻烃进料及烃类，例如甲烷5～15％(v)。
采用低于-20℃的丙烯制冷剂，使脱乙烷塔3塔顶的乙烯和乙烷气相在冷凝器5中冷凝，冷凝液进入回流罐4，经回流泵8抽出加压，一部分作为脱乙烷塔3顶回流，回流比R1为1～5，一部分凝液作为脱甲烷塔1顶进料，以控制脱甲烷塔1顶氢气、甲烷中基本不含丙烯成分；一部分作为后续乙烯精馏塔的进料，生产合格的乙烯产品；其余乙烯和乙烷则送至上游反应单元循环反应，以增加丙烯产量。脱乙烷塔3塔底部为丙烷和丙烯，经后续分离得到丙烯产品。
无需额外的压缩机使轻烃进一步升压，轻烃气体进料压力不低于2.0MPaG即可满足本工艺要求。
将部分脱乙烷塔塔顶凝液作为脱甲烷塔塔顶回流，可以灵活控制循环脱甲烷塔塔顶循环烃组成，这样在乙烯转化率波动时，通过调节循环回到甲醇反应器的乙烯量，保证乙烯产品的产量。
甲烷、乙烯的分离过程无需过低温度的冷剂，装置无需设置以乙烯为冷剂的制冷压缩机，降低了运行成本及投资。

Claims (3)

1.一种高低压双塔精馏脱甲烷、乙烯工艺，其特征在于：
C1～C3轻烃在脱甲烷塔的中部进料，C1～C3轻烃，其中甲烷5%～15％、乙烯22％～42％、丙烯40％～60％及少量的氢气、一氧化碳，温度在-8～-35℃进入脱甲烷塔(1)，脱甲烷塔的操作压力控制在1.7～2.4MPaG、塔顶温度-32～-41℃，塔釜温度10～22℃，理论塔板数为35块以上；塔釜热量由热虹吸再沸器(6)提供；脱甲烷塔(1)塔顶脱除全部的甲烷、部分C2烃，塔釜液为C2～C3烃；
C2～C3烃类经过脱甲烷塔(1)的塔底泵，加压送入脱乙烷塔(3)，脱乙烷塔(3)操作压力控制在2.5～2.8MPaG、塔顶温度-10～-18℃，塔釜温度58～70℃，理论塔板数为35块以上；塔釜热量由热虹吸再沸器(7)提供；脱乙烷塔(3)塔顶部得到C3含量小于0.2％的乙烯和乙烷，塔底为C2含量小于0.4％的丙烯与丙烷。
2.按照权利要求1所述的一种高低压双塔精馏脱甲烷、乙烯工艺，其特征在于：脱乙烷塔(3)塔顶的乙烯和乙烷气相在冷凝器(5)中冷凝，冷凝液进入回流罐(4)，经回流泵(8)抽出加压，一部分作为脱乙烷塔(3)顶回流，其回流比R1为1～5。
3.针对甲醇制丙烯工艺，高压塔塔顶设置循环C2管线，使一部分乙烯与乙烷作为循环反应物料送至上游反应单元循环反应，以增加丙烯产量。
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