CN104689601A - 丙烯精制系统及丙烯精制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种丙烯精制系统及丙烯精制方法，丙烯精制系统包括：丙烯精制塔(20)，包括内腔以及与内腔连通的顶部进出口(21)和底部进出口(22)；分子筛，分子筛设置在内腔中；收集罐(30)，与底部进出口(22)连接；丙烯精制系统还包括：换热组件，换热组件的一端与收集罐(30)连接，换热组件的另一端与顶部进出口(21)连接，其中，换热组件对来自收集罐(30)中的液相丙烯进行加热，液相丙烯加热后形成气相丙烯并回流至丙烯精制塔(20)中，以使吸附在分子筛上的丙烯脱附。本发明的技术方案有效地解决了现有技术中丙烯精制的过程中造成较多的丙烯损失的问题。
Description
技术领域
本发明涉及煤化工技术领域，具体而言，涉及一种丙烯精制系统及丙烯精制方法。
背景技术
目前，在甲醇制烯烃工艺中，采用甲醇制烯烃工艺的生产出的轻烃反应气中除含有轻烃组分外，还包括含氧化合物。而含氧化合物是下游聚合工艺的毒物。为了得到聚合级的丙烯产品，需将轻烃反应气中中的含氧化合物除去。现有技术中，丙烯精制系统是通过丙烯精制塔20′中的分子筛对丙烯和含氧化合物吸附能力的不同而实现的。实际生产中，经过一定时间的运行，分子筛会出现饱和吸附现象，为了使分子筛能够重复利用，需要通过再生方式将分子筛中含氧化合为脱除。如图1所示，丙烯精制系统包括丙烯精制塔20′和收集罐30′，丙烯精制塔20′的底部进出口与收集罐30′，分子筛设置在丙烯精制塔20′中，底部进出口和收集罐30′均与低压回收系统90′连接。
丙烯精制系统的工作过程如下：打开阀12′和阀13′，从底部进出口向丙烯精制塔20′通入液体，分子筛优先吸附液体中的含氧化合物，分子筛也会吸附一些丙烯。当分子筛吸附饱和后，关闭阀12′和阀13′，打开阀1′和3′，将丙烯精制塔20′中的丙烯排至收集罐30′中。当收集罐30′中的液位不再上升时，关闭1′，打开阀2′，将丙烯精制塔20′中的丙烯泄压至低压回收系统90′中。待丙烯精制塔20′的压力与低压回收系统90′的压力平衡后，关闭阀2′。打开阀11′和阀14′，从丙烯精制塔20′的顶部进出口通入氮气，对丙烯精制塔20′进行冷吹，将丙烯精制塔20′中的丙烯吹扫至去火炬100′。吹扫后，打开阀10′，通过换热器40′对氮气进行加热，加热后继续对丙烯精制塔20′进行吹扫，将分子筛中的含氧化合物吹扫至去火炬100′。通过阀9′控制收集罐30′的压力不大于丙烯精制塔20′的压力。
上述方法，将丙烯精制塔20′中的丙烯排至收集罐30′中后，由于丙烯精制塔20′中的温度较低，分子筛中吸附的丙烯不能脱附出来。丙烯精制塔20′泄压后分子筛中仍有较多的残余丙烯，在冷吹过程中造成丙烯的损失。
发明内容
本发明旨在提供一种丙烯精制系统及丙烯精制方法，以解决现有技术中丙烯精制的过程中造成较多的丙烯损失的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种丙烯精制系统，包括：丙烯精制塔，包括内腔以及与内腔连通的顶部进出口和底部进出口；分子筛，分子筛设置在内腔中；收集罐，与底部进出口连接；丙烯精制系统还包括：换热组件，换热组件的一端与收集罐连接，换热组件的另一端与顶部进出口连接，其中，换热组件对来自收集罐中的液相丙烯进行加热，液相丙烯加热后形成气相丙烯并回流至丙烯精制塔中，以使吸附在分子筛上的丙烯脱附。
进一步地，丙烯精制系统还包括：低压丙烯回收系统，低压丙烯回收系统与收集罐和/或底部进出口连接。
进一步地，换热组件还包括依次连接的离心泵、第一换热器以及第二换热器，离心泵与收集罐连接，第二换热器与顶部进出口连接。
进一步地，丙烯精制系统还包括冷却器，冷却器设置在底部进出口与收集罐之间。
进一步地，丙烯精制系统还包括气体供应部，气体供应部与顶部进出口连接，下游设备设置有燃烧设备，燃烧设备与顶部进出口和/或底部进出口连接。
根据本发明的另一方面，提供了一种丙烯精制方法，包括以下步骤：待丙烯精制塔中的分子筛吸附含氧化合物后，将丙烯精制塔中的液相丙烯排至收集罐中；通过换热组件对来自收集罐中的液相丙烯进行加热，加热后形成气相丙烯；使气相丙烯返回到丙烯精制塔中以使吸附在分子筛上的丙烯脱附。
进一步地，在分子筛上的丙烯脱附后，还包括以下步骤：向丙烯精制塔中通入气体，以使吸附在分子筛上的含氧化合物脱附，脱附后进入燃烧设备中。
进一步地，在通过换热组件对收集罐中的液相丙烯进行加热的步骤中，进一步包括以下步骤：对收集罐中的液相丙烯先进行初步加热，初步加热后进行再次加热。
应用本发明的技术方案，由于分子筛的活性中心对含氧化合物与丙烯的吸附能力存在差异，在一定范围内，吸附的丙烯可优先脱附，继续提高丙烯精制塔中的温度，吸附的含氧化合物方能脱附。本发明的丙烯精制系统增设了换热组件，换热组件的一端与收集罐连接，换热组件的另一端与顶部进出口连接。换热组件对收集罐中的液相丙烯进行加热，液相丙烯加热后形成气相丙烯并回流至丙烯精制塔中，以使吸附在分子筛上的丙烯脱附。上述结构利用了分子筛上的丙烯及含氧化合物在分子筛上的脱附温度的不同，有效地提高了丙烯回收率，大大减少了丙烯的损失率，从而大大地降低了丙烯的损失，减少了再生过程中的物料的浪费。同时，还实现了节能减排，有利于工厂经济效益的提高。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了现有技术中的丙烯精制系统的结构示意图；
图2示出了根据本发明的丙烯精制系统的实施例的结构示意图；以及
图3示出了根据本发明的丙烯精制方法的实施例的流程示意图。
上述附图包括以下附图标记：
20′、丙烯精制塔；30′、收集罐；40′、换热器；90′、低压丙烯回收系统；100′、去火炬；20、丙烯精制塔；21、顶部进出口；22、底部进出口；30、收集罐；40、第三换热器；50、冷却器；60、离心泵；70、第一换热器；80、第二换热器；90、低压丙烯回收系统；100、燃烧设备。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图2所示，本实施例的丙烯精制系统包括丙烯精制塔20、分子筛、收集罐30和换热组件。丙烯精制塔20包括内腔以及与内腔连通的顶部进出口21和底部进出口22，分子筛设置在内腔中，收集罐30与底部进出口22连接，换热组件的一端与收集罐30连接，换热组件的另一端与顶部进出口21连接。其中，换热组件对收集罐30中的液相丙烯进行加热，液相丙烯加热后形成气相丙烯并回流至丙烯精制塔20中，以使吸附在分子筛上的丙烯脱附。
应用本实施例的丙烯精制系统，由于分子筛的活性中心对含氧化合物与丙烯的吸附能力存在差异，在一定范围内，吸附的丙烯可优先脱附，继续提高丙烯精制塔20中的温度，吸附的含氧化合物方能脱附。本实施例的丙烯精制系统增设了换热组件，换热组件的一端与收集罐30连接，换热组件的另一端与顶部进出口21连接。换热组件对来自收集罐30中的液相丙烯进行加热，液相丙烯加热后形成气相丙烯并回流至丙烯精制塔20中，以使吸附在分子筛上的丙烯脱附。上述结构利用了分子筛上的丙烯及含氧化合物在分子筛上的脱附温度的不同，有效地提高了丙烯回收率，大大减少了丙烯的损失率，从而大大地降低了丙烯的损失，减少了再生过程中的物料的浪费。同时，还实现了节能减排，有利于工厂经济效益的提高。
在本实施例中，丙烯精制系统还包括低压丙烯回收系统90，低压丙烯回收系统90底部进出口22连接。通过气相丙烯将吸附在分子筛上的丙烯脱附后，将丙烯精制塔20中的丙烯泄压至低压丙烯回收系统90。低压丙烯回收系统90与收集罐30连接，可以保证收集罐30中的压力不大于丙烯精制塔20的压力。
在本实施例中，换热组件还包括依次连接的离心泵60、第一换热器70以及第二换热器80，离心泵60与收集罐30连接，第二换热器80与顶部进出口21连接。通过离心泵60将收集罐30中的液相丙烯引入第一换热器70中，第一换热器70对液相丙烯进行初步加热，第二换热器80对第一换热器70加热后的丙烯进行再加热，再加热后得到过热气相丙烯，其中，第一换热器70对液相丙烯进行蒸发，蒸发后形成气相丙烯，第二换热器80起过热的作用，提高气相丙烯的温度。离心泵60的流量稳定，通过离心泵60的叶轮的旋转提高离心泵60的出口的液相丙烯的压力，使液相丙烯具有循环动力。
在本实施例中，第一换热器70的出口的气相丙烯的温度在44±3℃的范围内，第二换热器80的出口的气相丙烯的温度在120℃～140℃的范围内，第二换热器80的出口的气相丙烯的压力在1.7±0.2MPag的范围内，气相丙烯的量为丙烯精制塔20正常操作时液相丙烯进料的75±5％。优选地，第一换热器70的出口的气相丙烯的温度为44℃，第二换热器80的出口的过热气相丙烯的温度为130℃，第二换热器80的出口的气相丙烯的压力为1.7MPag，气相丙烯的量为丙烯精制塔20正常操作时液相丙烯进料的75％。
在本实施例中，丙烯精制系统还包括蒸汽供应部，蒸汽供应部分别与第一换热器70、第二换热器80连接。在本实施中，如图2所示，FC是控制低压氮气或蒸汽的流量，TC是控制低压氮气或蒸汽的温度，LC是控制液相丙烯的液位。通过阀11控制进入丙烯精制塔20的气体的量，通过阀6控制进入第一换热器70的蒸汽的量，通过阀7控制进入第一换热器80的蒸汽的量。
在本实施例中，丙烯精制系统还包括冷却器50，冷却器50设置在底部进出口22与收集罐30之间。冷却器50对进入收集罐30中的液相丙烯进行冷却。
在本实施例中，丙烯精制系统还包括气体供应部，气体供应部与顶部进出口21连接，下游设备设置有燃烧设备100，燃烧设备100与顶部进出口21和底部进出口22均连接。在本实施中，丙烯精制系统还包括第三换热器40，第三换热器40的一端与气体供应部连接，第三换热器40的另一端与顶部进出口21连接。先向丙烯精制塔20中通入气体，对丙烯精制塔20进行冷吹，控制丙烯精制塔20的气体的速度为0.06±0.02m/s。再通过第三换热器40对气体进行加热，利用加热后的气体对丙烯精制塔20进行吹扫，以使吸附在分子筛上的含氧化合物脱附，脱附后进入燃烧设备100中，其中，控制丙烯精制塔20的升温速率不大于60℃/h，控制丙烯精制塔20的顶部进出口21的温度在230±5℃的范围内，丙烯精制塔20的底部进出口22的温度在220±10℃的范围内。吹扫后对丙烯精制塔20进行降温，控制丙烯精制塔20的降温速率不大于60℃/h，控制丙烯精制塔20的顶部进出口21的温度在45±5℃的范围内以及丙烯精制塔20的底部进出口22的温度在50±5℃的范围内，然后停止降温。在本实施例中，气体为低压氮气。
本申请还提供了一种丙烯精制方法，如图3所示，根据本申请的丙烯精制方法的实施例包括以下步骤：待丙烯精制塔20中的分子筛吸附含氧化合物饱和后，将丙烯精制塔20中的液相丙烯排至收集罐30中，通过换热组件对来自收集罐30中的液相丙烯进行加热，使加热后形成气相丙烯，气相丙烯返回到丙烯精制塔20中以使吸附在分子筛上的丙烯脱附。
在本实施例中，在分子筛上的丙烯脱附后，丙烯精制方法还包括以下步骤：向丙烯精制塔20中通入气体，以使吸附在分子筛上的含氧化合物脱附，脱附后进入燃烧设备100中。优选地，先向丙烯精制塔20中通入低压氮气，对丙烯精制塔20进行冷吹，再通过第三换热器40对低压氮气进行加热，利用加热后的低压氮气对丙烯精制塔20进行吹扫，以使吸附在分子筛上的含氧化合物脱附，脱附后进入燃烧设备100中。
在本实施例中，在通过换热组件对收集罐30中的液相丙烯进行加热的步骤中，进一步包括以下步骤：对收集罐30中的液相丙烯先进行初步加热，初步加热后进行再次加热。初步加热使液相丙烯形成气相丙烯，再次加热提高气相丙烯的温度。
丙烯精制系统的工作过程如下：
打开阀12和阀13，从丙烯精制塔20的底部进出口22向丙烯精制塔20通入液体，液体中含有丙烯和含氧化合物，分子筛优先吸附液体中的含氧化合物，分子筛也会吸附一些丙烯。当分子筛吸附饱和后，将丙烯精制塔20隔离，关闭阀12和阀13，然后打开阀1和阀3，将丙烯精制塔20中的液相丙烯通过冷却器50冷却后排至收集罐30中，通过控制阀9控制收集罐30的压力不大于丙烯精制塔20的压力。待丙烯精制塔20的液相丙烯排净后，打开阀4、阀5、阀7和阀8，启动离心泵60将收集罐30中的液相丙烯引至第一换热器70中，开启第一换热器70和第二换热器80对液相丙烯进行加热，其中，第一换热器70起蒸发作用，第二换热器80器过热作用。控制第一换热器70的出口的气相丙烯的温度为44℃、第二换热器80的出口的气相丙烯的温度为130℃、第二换热器80的出口的气相丙烯的压力为1.7MPag以及气相丙烯的量为丙烯精制塔20正常操作时液相丙烯进料的75％。利用气相丙烯回流至丙烯精制塔20中，以使吸附在分子筛上的丙烯脱附。
当收集罐30中的液位不再上升时，关闭阀1、阀8和阀9，关闭冷却器50、第一换热器70和第二换热器80，关闭阀6和阀7，然后打开阀2，将丙烯精制塔20中的丙烯泄压至低压丙烯回收系统90中。待丙烯精制塔20的压力与低压丙烯回收系统90的压力平衡后，关闭阀2。打开阀11和阀14，从丙烯精制塔20的顶部进出口通入低压氮气，低压氮气对丙烯精制塔20进行冷吹，将丙烯精制塔20中的丙烯吹扫至燃烧设备100中，其中，控制丙烯精制塔20的低压氮气的速度为0.06m/s，冷吹时间为2h。
冷吹扫后打开阀10，通过第三换热器40对低压氮气进行加热，加热后继续对丙烯精制塔20进行吹扫，将分子筛中的含氧化合物吹扫至燃烧设备100中，其中，控制丙烯精制塔20的升温速率不大于60℃/h，直至丙烯精制塔20的顶部进出口21的温度到达230℃，丙烯精制塔20的底部进出口22的温度到达220℃。利用加热后的低压氮气对丙烯精制塔20进行吹扫，以使吸附在分子筛上的含氧化合物脱附。
吹扫4h～5h后用低压氮气对丙烯精制塔20进行降温，控制丙烯精制塔20的降温速率不大于60℃/h，当丙烯精制塔20的顶部进出口21的温度降至45℃和丙烯精制塔20的底部进出口22的温度降至50℃时，停止降温，再生完成，关闭阀10、阀11和阀14。打开阀4、阀5、阀6、阀7和阀8，对丙烯精制塔20进行充压至操作压力。关闭阀8，打开阀15、阀16、阀1和阀3，将收集罐30中的液相丙烯压至丙烯精制塔20中，将收集罐30中的液相丙烯压净后关闭阀1、阀3、阀4、阀5、阀6、阀7、阀15和阀16，使丙烯精制塔20处于备用状态。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种丙烯精制系统，包括：
丙烯精制塔(20)，包括内腔以及与所述内腔连通的顶部进出口(21)和底部进出口(22)；
分子筛，所述分子筛设置在所述内腔中；
收集罐(30)，与所述底部进出口(22)连接；
其特征在于，所述丙烯精制系统还包括：
换热组件，所述换热组件的一端与所述收集罐(30)连接，所述换热组件的另一端与所述顶部进出口(21)连接，
其中，所述换热组件对来自所述收集罐(30)中的液相丙烯进行加热，所述液相丙烯加热后形成气相丙烯并回流至所述丙烯精制塔(20)中，以使吸附在所述分子筛上的丙烯脱附。
2.根据权利要求1所述的丙烯精制系统，其特征在于，所述丙烯精制系统还包括：低压丙烯回收系统(90)，所述低压丙烯回收系统(90)与所述收集罐(30)和/或所述底部进出口(22)连接。
3.根据权利要求1所述的丙烯精制系统，其特征在于，所述换热组件还包括依次连接的离心泵(60)、第一换热器(70)以及第二换热器(80)，所述离心泵(60)与所述收集罐(30)连接，所述第二换热器(80)与所述顶部进出口(21)连接。
4.根据权利要求1所述的丙烯精制系统，其特征在于，所述丙烯精制系统还包括冷却器(50)，所述冷却器(50)设置在所述底部进出口(22)与所述收集罐(30)之间。
5.根据权利要求1所述的丙烯精制系统，其特征在于，所述丙烯精制系统还包括气体供应部，所述气体供应部与所述顶部进出口(21)连接，下游设备设置有燃烧设备(100)，所述燃烧设备(100)与所述顶部进出口(21)和/或所述底部进出口(22)连接。
6.一种丙烯精制方法，其特征在于，包括以下步骤：
待丙烯精制塔(20)中的分子筛吸附含氧化合物后，将所述丙烯精制塔(20)中的液相丙烯排至收集罐(30)中；
通过换热组件对来自所述收集罐(30)中的液相丙烯进行加热，加热后形成气相丙烯；
使所述气相丙烯返回到所述丙烯精制塔(20)中以使吸附在所述分子筛上的丙烯脱附。
7.根据权利要求6所述的丙烯精制方法，其特征在于，在所述分子筛上的丙烯脱附后，还包括以下步骤：向所述丙烯精制塔(20)中通入气体，以使吸附在所述分子筛上的含氧化合物脱附，脱附后进入燃烧设备(100)中。
8.根据权利要求6所述的丙烯精制方法，其特征在于，在通过所述换热组件对所述收集罐(30)中的液相丙烯进行加热的步骤中，进一步包括以下步骤：对所述收集罐(30)中的液相丙烯先进行初步加热，初步加热后进行再次加热。
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