CN104402664A - 甲醇制丙烯产品气的分离工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种甲醇制丙烯产品气的分离工艺，主要解决现有技术中工艺流程长、分离效率低、设备数量多、水洗塔和碱洗水洗塔直径大的问题。本发明通过采用一种甲醇制丙烯产品气的分离工艺，在产品气压缩机四段出口后设置水洗塔和碱洗水洗塔，用于脱除反应气和急冷塔塔釜液相烃类中所含氧化物和酸性气体的技术方案较好地解决了上述问题，可用于甲醇制丙烯产品气的分离中。

Description

甲醇制丙烯产品气的分离工艺

技术领域

本发明涉及一种甲醇制丙烯产品气的分离工艺。

背景技术

低碳烯烃，即乙烯和丙烯，是两种重要的基础化工原料，目前乙烯、丙烯主要是通过石油路线来生产，如石脑油蒸汽裂解制乙烯、丙烯技术。但由于石油资源有限的供应量及较高的价格，由石油资源生产乙烯、丙烯的成本不断增加。近年来，人们开始大力发展替代原料转化制乙烯、丙烯的技术，尤其是甲醇制烯烃工艺，可由煤或天然气经甲醇制备低碳烯烃，降低了对石油资源的依赖度。甲醇制丙烯(MTP)技术就是其中之一。

CN201110143640.4和CN201120178185.7涉及甲醇制丙烯反应混合气分离系统，描述了将甲醇制丙烯反应混合气进行急冷、压缩、精制的步骤，其中反应气压缩机二段出口设置水洗塔及碱洗塔，反应气压缩机三段出口设置脱丙烷塔，乙烯作为脱甲烷塔塔顶冷剂。CN201120230156.0涉及一种煤基甲醇制丙烯工艺系统，描述了脱除丙烯中的水分和精制聚合级丙烯的方法。CN201310251451.8涉及一种低能耗的丙烯生产工艺，描述了将原料甲醇与稀释气混合后进行醚化反应，得到的一次产物、稀释气与蒸汽水、回炼烃换热后，进行制备烯烃反应，再将产物进行烯烃分离得到的丙烯、乙烯等产品，通过将分离得到的工艺水汽化后返回至反应部分，分离得到的乙烯、C1-C2烷烃、C4-C6产物作为回炼烃也返回至反应部分；通过控制稀释气、回炼烃等，实现甲醇制丙烯工艺节水节能的目的。

现有技术甲醇制丙烯装置将经过急冷预处理的甲醇制丙烯反应混合气物料送入分离区的反应气压缩机一段吸入罐，将急冷塔塔釜液相烃类物料送入反应气压缩机二段吸入罐，由于此二股物流中均含有少量甲醇、DME等氧化物和CO₂等酸性气体，在进入后续的精制分离前需要将这些杂质脱除。CN201110143640.4和CN201120178185.7中水洗塔及碱洗塔均设置在反应气压缩机二段出口和三段入口之间，可以脱除经过急冷预处理的甲醇制丙烯反应混合气物料中的少量氧化物和酸性气体，而急冷塔塔釜含有少量氧化物和酸性气体的液相烃类物料送入反应气压缩机二段吸入罐后，该物料没有经过水洗塔及碱洗塔处理直接进入后续流程，其含有少量的氧化物和酸性气体也会进入后续的分离流程，因此需要设置第一聚凝器、第二聚凝器、离子交换器等设备脱除这部分的氧化物和酸性气体；同时水洗塔和碱洗塔设置在反应气压缩机二段出口和三段入口之间，在相同质量流量条件下，反应气物流的气相密度小，体积流量大，在控制水洗塔和碱洗塔空速不变的情况下，水洗塔和碱洗塔的塔径较大，存在工艺流程长、分离效率低、设备数量多、分离塔直径大等问题。

本发明有针对性的解决了上述问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术中工艺流程长、分离效率低、设备数量多、水洗塔和碱洗水洗塔直径大的问题，提供一种新的甲醇制丙烯产品气的分离工艺。该工艺具有工艺流程短、分离效率高、设备数量少、分离塔直径小的优点。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案如下：一种甲醇制丙烯产品气的分离工艺，来自甲醇制丙烯反应器出口的甲醇制丙烯产品气经急冷单元急冷后分为气相物料和液相物料，气相物料进入产品气压缩机，经一段、二段、三段压缩后进入产品气压缩机三段排出罐；液相物料中的液态烃进入产品气压缩机二段吸入罐，与一段压缩出口的冷凝水和冷凝液相烃类物料、二段压缩出口的冷凝水和冷凝液相烃类物料合并后进入产品气压缩机三段排出罐；产品气压缩机三段排出罐的物料分成气、液两股物料分别进入高压脱丙烷塔，高压脱丙烷塔顶物料经产品气压缩机四段压缩后进入水洗塔，经水洗后的气相物料进入碱洗水洗塔，碱洗水洗塔顶的气相物料经产品气干燥器干燥后进入脱甲烷塔，塔顶分离出甲烷氢物料，塔底分离出C2馏分和C3馏分进入脱乙烷塔，脱乙烷塔顶分离出的C2馏分进入乙烯精馏塔，在乙烯精馏塔顶得到乙烯产品，乙烯精馏塔塔底物料进入乙烷精馏塔，乙烷精馏塔底分离出乙烷产品，脱乙烷塔底分离出的C3馏分进入丙烯精馏塔，丙烯精馏塔顶分离出的丙烯物料经过丙烯保护床精制得到丙烯产品，丙烯精馏塔底得到丙烷产品；高压脱丙烷塔底物料进入低压脱丙烷塔，低压脱丙烷塔顶物料返回高压脱丙烷塔，塔底分离出的C4和C4以上馏分送至氧化物萃取塔脱除氧化物后，再送至脱己烷塔，在脱己烷塔底分离出重汽油产品，塔顶物料送至脱丁烷塔，脱丁烷塔顶分离出混合C4产品，塔釜分离出粗汽油产品。

上述技术方案中，优选地，所述乙烷产品返回甲醇制丙烯反应器。

上述技术方案中，优选地，所述乙烷精馏塔顶的粗乙烯物料返回甲醇制丙烯反应器。

上述技术方案中，优选地，所述产品气干燥器包括两个干燥器，一个正常运行，另一个再生或备用。

上述技术方案中，优选地，所述氧化物萃取塔的萃取水、水洗塔的汽提水均来自急冷单元。

上述技术方案中，优选地，所述脱己烷顶物料中的一部分有选择地返回甲醇制丙烯反应器。

本发明在甲醇制丙烯产品气压缩机四段出口后设置水洗塔和碱洗水洗塔，用于脱除反应气和急冷塔塔釜液相烃类中所含氧化物和酸性气体，简化了工艺流程，提高了分离效率，减少了设备数量；同时减少反应气体积流量达20～30％，减小水洗塔和碱洗水洗塔塔径达45～55％，取得了较好的技术效果。

附图说明

图1为本发明所述工艺的流程示意图。

图1中，1为产品气压缩机一段吸入罐；2为产品气压缩机一段；3为产品气压缩机二段吸入罐；4为产品气压缩机二段；5为产品气压缩机三段吸入罐；6为产品气压缩机三段；7为产品气压缩机三段排出罐；8为高压脱丙烷塔；9为低压脱丙烷塔；10为产品气压缩机四段；11为水洗塔；12为碱洗水洗塔；13为产品气干燥器；14为脱甲烷塔；15为脱乙烷塔；16为乙烯精馏塔；17为乙烷精馏塔；18为丙烯精馏塔；19为甲醇制丙烯产品气；20为丙烯保护床；21为氧化物萃取塔；22为脱己烷塔；23为脱丁烷塔；24为产品气压缩机一段出口冷却器；25为产品气压缩机二段出口冷却器；26为产品气压缩机三段出口冷却器。

下面通过实施例对本发明作进一步的阐述，但不仅限于本实施例。

具体实施方式

【实施例1】

在如图1所示的工艺流程中，来自甲醇制丙烯反应器出口的甲醇制丙烯产品气物料(19)经过急冷塔冷却后进入产品气压缩机一段吸入罐(1)和产品气压缩机一段(2)进行压缩，从压缩机出来的气相物料进入产品气压缩机级间冷却器冷却、冷凝并在产品气压缩机二段吸入罐(3)中闪蒸，气相物料进入产品气压缩机二段(4)进行压缩，从压缩机出来的气相物料进入产品气压缩机级间冷却器冷却、冷凝并在产品气压缩机三段吸入罐(5)中闪蒸，气相物料进入产品气压缩机三段(6)进行压缩，二段压缩过程中产生的水和冷凝下来的重组分液相烃类物料通过产品气压缩机三段吸入罐(5)返回到产品气压缩机二段吸入罐(3)。产品气物料进入产品气压缩机三段(6)继续压缩，经过产品气压缩机级间冷却器冷却、冷凝后，物料进入产品气压缩机三段排出罐(7)。与此同时，来自急冷塔塔釜液相烃类物料首先进入产品气压缩机二段吸入罐(3)与一段压缩出口的冷凝水和冷凝液相烃类物料和二段压缩出口的冷凝水和冷凝液相烃类物料合并也送入产品气压缩机三段排出罐(7)，所述的气相物料和液相烃物料在产品气压缩机三段排出罐(7)内闪蒸后，分成气、液两股物料分别进入高压脱丙烷塔(8)。脱丙烷系统由二个操作压力不同的精馏分离塔串联组成，高压脱丙烷塔(8)和低压脱丙烷塔(9)对物料进行分离，低压脱丙烷塔(9)塔釜分离出C4和C4以上馏分，高压脱丙烷塔(8)塔顶分离出的气相物料经丙烯冷剂部分冷凝，凝液回流至高压脱丙烷塔(8)，未凝的塔顶气相产品气物料送入产品气压缩机四段(10)进行压缩，产品气物料经过产品气压缩机级间冷却器冷却、冷凝后，送至水洗塔(11)和碱洗水洗塔(12)脱除少量氧化物和酸性气体。在水洗塔(11)中，来自反应单元的工艺汽提水用于吸收产品气中的氧化物并从水洗塔(11)塔底流出返回反应单元，产品气物料中所含的酸性气体在碱洗水洗塔(12)中脱除。脱除少量氧化物和酸性气体的产品气物料送入产品气干燥器(13)进行脱除水分的干燥处理，产品气干燥器(13)由两个干燥器组成，一个正常运行，另一个再生或备用。干燥后的产品气进入脱甲烷塔(14)，塔顶分离出甲烷氢物料，作为燃料气送出界区，塔釜分离出C2馏分和C3馏分进入脱乙烷塔(15)，塔顶分离出的C2馏分进入乙烯精馏塔(16)进行精制分离并在该塔顶得到合格的乙烯产品，乙烯精馏塔(16)塔底物料进入乙烷精馏塔(17)，在该塔塔釜分离出的乙烷产品返回反应器。脱乙烷塔(15)塔底分离出的C3馏分进入丙烯精馏塔(18)，在该塔塔顶分离出的丙烯物料经过丙烯保护床(20)精制得到合格的丙烯产品。低压脱丙烷塔(9)塔釜分离出的C4和C4以上馏分送至氧化物萃取塔(21)脱除氧化物后，再送至脱己烷塔(22)分离，在该塔塔釜分离出重汽油产品，塔顶物料送至脱丁烷塔(23)进行分离，塔顶分离出混合C4产品，塔釜分离出粗汽油产品。

该甲醇制丙烯装置的公称生产能力为180万吨/年甲醇，进入分离单元的产品气组成见表1。

表1

组分名称	甲烷氢	乙烯	丙烯	混合碳四	轻汽油	重汽油	合计
								质量分数/％	2.61	2.78	65.82	4.75	13.29	10.75	100.00

采用本发明的工艺进行甲醇制丙烯产品气的分离和精制，在产品气压缩机四段出口之后设置水洗塔和碱洗水洗塔，一次性将产品气物料和急冷塔塔釜液相烃类物料中所含少量氧化物和酸性气体脱除。进入水洗塔的反应气物料的体积流量为2403立方米/小时，水洗塔的塔径为2400毫米，碱洗水洗塔的塔径为3400毫米，乙烯产品的纯度≥99.95mol％，丙烯产品的纯度≥99.6mol％。

【对比例1】

按照实施例1所述的条件，只是水洗塔和碱洗塔设置在产品气压缩机二段出口和三段入口之间，进入水洗塔的反应气物料的体积流量为8651立方米/小时，水洗塔的塔径为4600毫米，碱洗水洗塔的塔径为6400毫米。

【实施例2】

按照实施例1所述的条件，只是进入分离单元的产品气组成改变，见表2。

表2

组分名称	甲烷氢	乙烯	丙烯	混合碳四	轻汽油	重汽油	合计
								质量分数/％	2.74	2.86	66.11	4.32	14.11	9.86	100.00

进入水洗塔的反应气物料的体积流量为2432立方米/小时，水洗塔的塔径为2400毫米，碱洗水洗塔的塔径为3400毫米，乙烯产品的纯度≥99.95mol％，丙烯产品的纯度≥99.6mol％。

【对比例2】

按照实施例2所述的条件，只是水洗塔和碱洗塔设置在产品气压缩机二段出口和三段入口之间，进入水洗塔的反应气物料的体积流量为9030立方米/小时，水洗塔的塔径为4600毫米，碱洗水洗塔的塔径为6400毫米。

【实施例3】

按照实施例1所述的条件，只是进入分离单元的产品气组成改变，见表3。

表3

组分名称	甲烷氢	乙烯	丙烯	混合碳四	轻汽油	重汽油	合计
								质量分数/％	2.48	2.65	65.71	4.98	12.86	11.32	100.00

进入水洗塔的反应气物料的体积流量为2382立方米/小时，水洗塔的塔径为2400毫米，碱洗水洗塔的塔径为3400毫米，乙烯产品的纯度≥99.95mol％，丙烯产品的纯度≥99.6mol％。

【对比例3】

按照实施例3所述的条件，只是水洗塔和碱洗塔设置在产品气压缩机二段出口和三段入口之间，进入水洗塔的反应气物料的体积流量为8075立方米/小时，水洗塔的塔径为4600毫米，碱洗水洗塔的塔径为6400毫米。

【实施例4】

按照实施例1述的条件，只是甲醇制丙烯装置的公称生产能力为360万吨/年甲醇，进入水洗塔的反应气物料的体积流量为4806立方米/小时，水洗塔的塔径为3400毫米，碱洗水洗塔的塔径为4800毫米，乙烯产品的纯度≥99.95mol％，丙烯产品的纯度≥99.6mol％。【对比例4】

按照实施例4述的条件，只是水洗塔和碱洗塔设置在产品气压缩机二段出口和三段入口之间，进入水洗塔的反应气物料的体积流量为17302立方米/小时，水洗塔的塔径为6600毫米，碱洗水洗塔的塔径为9000毫米。

Claims (6)

1.一种甲醇制丙烯产品气的分离工艺，来自甲醇制丙烯反应器出口的甲醇制丙烯产品气经急冷单元急冷后分为气相物料和液相物料，气相物料进入产品气压缩机，经一段、二段、三段压缩后进入产品气压缩机三段排出罐；液相物料中的液态烃进入产品气压缩机二段吸入罐，与一段压缩出口的冷凝水和冷凝液相烃类物料、二段压缩出口的冷凝水和冷凝液相烃类物料合并后进入产品气压缩机三段排出罐；产品气压缩机三段排出罐的物料分成气、液两股物料分别进入高压脱丙烷塔，高压脱丙烷塔顶物料经产品气压缩机四段压缩后进入水洗塔，经水洗后的气相物料进入碱洗水洗塔，碱洗水洗塔顶的气相物料经产品气干燥器干燥后进入脱甲烷塔，塔顶分离出甲烷氢物料，塔底分离出C2馏分和C3馏分进入脱乙烷塔，脱乙烷塔顶分离出的C2馏分进入乙烯精馏塔，在乙烯精馏塔顶得到乙烯产品，乙烯精馏塔塔底物料进入乙烷精馏塔，乙烷精馏塔底分离出乙烷产品，脱乙烷塔底分离出的C3馏分进入丙烯精馏塔，丙烯精馏塔顶分离出的丙烯物料经过丙烯保护床精制得到丙烯产品，丙烯精馏塔底得到丙烷产品；高压脱丙烷塔底物料进入低压脱丙烷塔，低压脱丙烷塔顶物料返回高压脱丙烷塔，塔底分离出的C4和C4以上馏分送至氧化物萃取塔脱除氧化物后，再送至脱己烷塔，在脱己烷塔底分离出重汽油产品，塔顶物料送至脱丁烷塔，脱丁烷塔顶分离出混合C4产品，塔釜分离出粗汽油产品。

2.根据权利要求1所述甲醇制丙烯产品气的分离工艺，其特征在于所述乙烷产品返回甲醇制丙烯反应器。

3.根据权利要求1所述甲醇制丙烯产品气的分离工艺，其特征在于所述乙烷精馏塔顶的粗乙烯物料返回甲醇制丙烯反应器。

4.根据权利要求1所述甲醇制丙烯产品气的分离工艺，其特征在于所述产品气干燥器包括两个干燥器，一个正常运行，另一个再生或备用。

5.根据权利要求1所述甲醇制丙烯产品气的分离工艺，其特征在于所述氧化物萃取塔的萃取水、水洗塔的汽提水均来自急冷单元。

6.根据权利要求1所述甲醇制丙烯产品气的分离工艺，其特征在于所述脱己烷顶物料中的一部分有选择地返回甲醇制丙烯反应器。