CN108713052B - 丙烷脱氢方法中废气与c3烃的分离 - Google Patents

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Abstract

提供了用于将C3烃与轻质烃、一氧化碳、二氧化碳和水分离的方法和系统。在某些实施方案中，该方法包括将包含C1烃、C2烃和C3烃和苯溶剂的气态混合物进料至吸收塔，其中苯溶剂选择性地吸收C3烃。该方法可还包括从吸收塔中除去包含苯溶剂和所吸收的C3烃的第一物流，并将第一物流进料至汽提塔，苯溶剂与C3烃在汽提塔中分离，并从汽提塔中除去包含C3烃的第二物流。

Description

丙烷脱氢方法中废气与C3烃的分离
相关申请的交叉引用
本申请要求2016年4月15日提交的美国临时专利申请第62/322981 号的优先权权益，该临时专利申请通过引用整体并入本文。
技术领域
本发明公开的主题涉及通过使用苯作为吸收-汽提塔中的溶剂来分离 C3烃与轻质烃的方法和系统。
背景技术
丙烯可以由化石燃料，例如石油、天然气和煤生产。丙烯是炼油和天然气加工的副产品。随着裂解器进料变得更为轻质(这有利于乙烯生产)，丙烯短缺导致了由丙烷脱氢为丙烯的“有目的的”丙烯生产的需求。在这些“有目的的”丙烯生产中，反应器流出物可以含有除所需反应产物之外的许多其它组分，主要是由于副反应和未转化的进料。
需将不需要的组分与反应器流出物流分离，以获得更纯的产物。丙烷脱氢反应器流出物主要包含未反应的丙烷进料和其他废气，其他废气包括氢气(H2)、一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)、甲烷、乙烷、乙烯、水、和/或除所需产物丙烯之外的其他较重质的组分。
在烯烃脱氢过程中，某些常规蒸馏技术被用于分离某些“废气”与主要反应产物，这些常规蒸馏技术依赖于这些废气的沸点温度。在沸点温度远低于0℃的情况下，除蒸馏塔之外还需要冷箱和压缩机以实现所需的分离，这导致高的资金和操作成本。
在丙烷脱氢方法中仍然需要用于分离废气与C3烃的改进系统和方法。
发明内容
本发明公开的主题提供了用于从包含C1烃、C2烃和C3烃的气态混合物中分离C3烃的方法和系统。一个非限制性实例包括将包含C1烃、C2烃和C3烃的气态混合物进料至吸收塔，将苯溶剂进料至吸收塔，苯溶剂在吸收塔选择性地吸收C3烃。该方法可还包括从吸收塔中除去包含苯溶剂和经吸收的C3烃的第一物流，并将第一物流进料至汽提塔，苯溶剂与C3烃在汽提塔分离。该方法可还包括从汽提塔中除去包含C3烃的第二物流。
在某些实施方案中，气态混合物还包含氢气、一氧化碳、二氧化碳、水或其组合。可以从吸收塔的底部除去第一物流。可以从汽提塔的顶部除去第二物流。在某些实施方案中，C1烃包含甲烷。在某些实施方案中，C2烃包含乙烷、乙烯或其组合。在某些实施方案中，C3烃包含丙烷、丙烯或其组合。
该方法可还包括从吸收塔中除去包含C1烃和C2烃的第三物流。可以从吸收塔的顶部除去第三物流。该方法可还包括从汽提塔中除去包含苯溶剂的第四物流。可以从汽提塔的底部除去第四物流。在某些实施方案中，该方法可还包括将第四物流进料至吸收塔。该方法可还包括在进料至吸收塔之前吹扫第四物流。此外，该方法可还包括将第二物流进料至C3汽提塔以将丙烷与丙烯分离。
在某些实施方案中，苯溶剂与气态混合物逆流接触。在某些实施方案中，进料至吸收塔的苯溶剂与进料至吸收塔的气态混合物的重量比为约3： 1至约4：1(吨/吨)。在某些实施方案中，进料至吸收塔的苯溶剂与进料至吸收塔的气态混合物的重量比为约4：1(吨/吨)。在某些实施方案中，进料至吸收塔的苯溶剂与进料至吸收塔的气态混合物的重量比为约3.6：1(吨/ 吨)。
根据本发明公开的主题，吸收塔的压强可以保持在约23巴至约24巴的压强下。汽提塔的压强可以保持在约22巴至约23巴的压强下。吸收塔顶部的温度可保持在约7℃至约8℃的温度下。吸收塔底部的温度可保持在约100℃至约150℃的温度下。汽提塔顶部的温度可保持在约50℃至约60℃的温度下。汽提塔底部的温度可保持在约220℃至约230℃的温度下。
本发明公开的主题还提供了使用苯溶剂从包含C1烃、C2烃和C3烃的气态混合物中分离C3烃的系统。一个非限制性实例包括吸收塔，其配置成接收苯溶剂和气态混合物，以促进苯溶剂从气态混合物中选择性吸收C3烃。该系统可还包括汽提塔，其配置成接收从吸收塔排出的包含苯溶剂和所吸收的C3烃的第一物流，以使苯溶剂与C3烃在汽提塔中分离。该系统可还包括C3汽提塔，其配置成接收第二物流，该第二物流包括从汽提塔排出的C3烃，以使丙烷与丙烯分离。
在本发明的上下文中还公开了实施方案1至20。实施方案1是从包含 C1烃、C2烃和C3烃的气态混合物中分离C3烃的方法，该方法包括：(a)将气态混合物进料至吸收塔；(b)将苯溶剂进料至吸收塔，其中苯溶剂选择性地吸收C3烃；(c)从吸收塔中除去包含苯溶剂和所吸收的C3烃的第一物流； (d)将第一物流进料至汽提塔，使苯溶剂与C3烃在汽提塔分离；和(e)从汽提塔中除去包含C3烃的第二物流。实施方案2是实施方案1的方法，其中气态混合物还包含氢气、一氧化碳、二氧化碳、水或其组合。实施方案3是实施方案1或2中任一项的方法，其中C1烃包含甲烷。实施方案4是实施方案1至3中任一项的方法，其中C2烃包含乙烷、乙烯或其组合。实施方案5是实施方案1至4中任一项的方法，其中C3烃包含丙烷、丙烯或其组合。实施方案6是实施方案1至5中任一项的方法，其还包括从吸收塔中除去包含C1烃和C2烃的第三物流。实施方案7是实施方案6的方法，其还包括从汽提塔中除去包含苯溶剂的第四物流。实施方案8是实施方案7的方法，其还包括将第四物流进料至吸收塔。实施方案9是实施方案1至8 中任一项的方法，其还包括将第二物流进料至C3汽提塔以将丙烷与丙烯分离。实施方案10是实施方案1至9中任一项的方法，其中苯溶剂与气态混合物逆流接触。实施方案11是实施方案1至10中任一项的方法，其中进料至吸收塔的苯溶剂与进料至吸收塔的气态混合物的重量比为约3：1至约 4：1(吨/吨)。实施方案12是实施方案1至11中任一项的方法，其中吸收塔的压强保持在约23巴至约24巴的压强下。实施方案13是实施方案1至 12中任一项的方法，其中汽提塔的压强保持在约22巴至约23巴的压强下。实施方案14是实施方案1至13中任一项的方法，其中吸收塔顶部的温度保持在约7℃至约8℃的温度下。实施方案15是实施方案1至14中任一项的方法，其中吸收塔底部的温度保持在约100℃至约150℃的温度下。实施方案16是实施方案1至15中任一项的方法，其中汽提塔顶部的温度保持在约50℃至约60℃的温度下。实施方案17是实施方案1至16中任一项的方法，其中汽提塔底部的温度保持在约220℃至约230℃的温度下。
实施方案18是使用苯溶剂从包含C1烃、C2烃和C3烃的气态混合物中分离C3烃的系统，该系统包括：(a)吸收塔，其配置成接收苯溶剂和气态混合物，并促进苯溶剂从气态混合物中选择性吸收C3烃；(b)汽提塔，其配置成接收从吸收塔排出的包含苯溶剂和所吸收的C3烃的第一物流，以使苯溶剂与C3烃在汽提塔中分离。实施方案19是实施方案18的系统，其还包括 C3汽提塔，其配置成接收包含从汽提塔排出的C3烃的第二物流，以使丙烷与丙烯分离。实施方案20是实施方案18至19中任一项的系统，其中进料至吸收塔的苯溶剂与进料至吸收塔的气态混合物的重量比为约3：1至约4： 1(吨/吨)。
附图说明
图1是描绘根据所公开主题的一个非限制性实施方案的示例性方法的示意图。
图2是描绘根据所公开主题的一个非限制性实施方案的示例性系统的示意图。
详细描述
本发明公开的主题提供了用于从气态混合物中分离C3烃的方法和系统。
出于说明而非限制的目的，图1是根据所公开主题的示例性方法的示意图。在某些实施方案中，方法100包括将包含C1烃、C2烃和C3烃的气态混合物进料至吸收塔101。
在某些实施方案中，气态混合物是来自生产丙烯的方法的反应器流出物。生产丙烯的方法可以是“有目的的”丙烯生产方法。“有目的的”丙烯生产方法包括但不限于易位、丙烷脱氢、甲醇制烯烃/甲醇制丙烯、高苛刻度流化催化裂化(FCC)工艺和烯烃裂化。在某些实施方案中，生产丙烯的方法是丙烷脱氢方法。在某些实施方案中，丙烷的脱氢包括断裂两个碳-氢键，同时形成如下所示的氢分子。该反应是吸热的并且需要高温。
Figure BDA0001786708230000051
在某些实施方案中，丙烷脱氢方法包括在氧气存在下使丙烷脱氢，如下所示。该过程是放热的，并且没有平衡限制。
Figure BDA0001786708230000052
在某些实施方案中，丙烷脱氢方法包括在蒸汽存在下使丙烷脱氢，如下所示。
在某些实施方案中，丙烷脱氢方法包括在蒸汽和氧气存在下使丙烷脱氢。在某些实施方案中，反应器流出物可包括丙烯、未反应的进料丙烷、和废气。废气可包括氢气(H2)、一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)、C1烃、C2烃、和水中的至少一种。
在某些实施方案中，C1烃包含甲烷。在某些实施方案中，C2烃包含乙烷、乙烯、乙炔、或其组合。在某些实施方案中，C3烃包含丙烯、丙烷、丙炔、及其组合。
气态混合物的组成可以根据操作条件、蒸汽或氧气的存在、和/或蒸汽和/或氧气的量而变化。根据气态混合物的组成(例如，反应器流出物组成) 可以改变工艺条件，例如溶剂流量、溶剂温度和吸收装置压强，以使C3烃选择性地被苯溶剂吸收。
在某些实施方案中，在进入吸收塔之前，气态混合物在多级压缩机中被压缩以增加压强并除去水。在压缩机之后，气态混合物可进一步通过一个或多于一个干燥器以除去残留的水分。
在某些实施方案中，方法100包括将苯溶剂进料至吸收塔102。在吸收塔中，苯选择性地吸收C3烃103，例如苯不吸收C1烃、C2烃、H2、CO、或CO2。苯溶剂可以与气态混合物逆流接触或顺流接触。在某些实施方案中，苯溶剂与气态混合物逆流接触。
进料至吸收塔的苯溶剂的量可以根据进料至吸收塔的气态混合物的量来确定和/或调节。进料至吸收塔的苯溶剂与进料至吸收塔的气态混合物的重量比可为约1：1至约5：1(吨/吨)。在某些实施方案中，进料至吸收塔的苯溶剂与进料至吸收塔的气态混合物的重量比为约3：1至约4：1(吨/吨)，例如约3：1、约3.1：1、约3.2：1、约3.3：1、约3.4：1、约3.5：1、约3.6：1、约3.7：1、约3.8：1、约3.9：1、或约4：1。在某些实施方案中，进料至吸收塔的苯溶剂与进料至吸收塔的气态混合物的重量比为约4：1(吨 /吨)。在某些实施方案中，进料至吸收塔的苯溶剂与进料至吸收塔的气态混合物的重量比为约3.6：1(吨/吨)。
如本文所使用的，术语“约”或“基本上”指在本领域普通技术人员确定的特定值的可接受误差范围内，这将部分取决于如何测量或确定该值，即，测量系统的局限性。例如，“约”可以表示给定值的最多20％、最多10％、最多5％、或最多1％的范围。
方法100包括从吸收塔104中除去包含苯溶剂和被苯吸收的C3烃的第一物流。在某些实施方案中，从吸收塔的底部物流中除去第一物流。方法 100可还包括从吸收塔108中除去包含未吸收的C1烃、C2烃、H2、CO和 CO2的第三物流。在某些实施方案中，从吸收塔的顶部除去第三物流。因此，在吸收塔中将C3烃与气态混合物的其他组分，例如C1烃、C2烃、H2、 CO和CO2分离。因为第三物流可以富含H2，故第三物流可以用作丙烷脱氢反应的燃料。该方法可还包括纯化第三物流中的H2并且经纯化的H2可以用作丙烷脱氢反应的燃料。
吸收塔的顶部和底部的压强可以不同、基本相同或相同。吸收塔顶部的压强可保持在约10巴至约40巴。在某些实施方案中，吸收塔顶部的压强为约20巴至约30巴，例如，约20巴至约25巴(例如，约20巴至约21 巴、约21巴至约22巴、约22巴至约23巴、约23巴至约24巴、或约24 巴至约25巴)、或约25巴至约30巴(例如，约25巴至约26巴、约26巴至约27巴、约27巴至约28巴、约28巴至约29巴、或约29巴至约30巴)。在某些实施方案中，吸收塔顶部的压强为约20巴至约25巴。在某些实施方案中，吸收塔顶部的压强为约23巴至约24巴。在某些实施方案中，吸收塔顶部的压强为约23巴至约24巴。在某些实施方案中，吸收塔顶部的压强为约20巴、约21巴、约22巴、约23巴、约24巴、约25巴、约26 巴、约27巴、约28巴、约29巴、或约30巴。在某些实施方案中，吸收塔顶部的压强为约24巴。在某些实施方案中，吸收塔顶部的压强为约23.5 巴。吸收塔底部的压强可保持在约10巴至约40巴。在某些实施方案中，吸收塔底部的压强为约20巴至约30巴，例如，约20巴至约25巴(例如，约20巴至约21巴、约21巴至约22巴、约22巴至约23巴、约23巴至约 24巴、或约24巴至约25巴)、或约25巴至约30巴(例如，约25巴至约26 巴、约26巴至约27巴、约27巴至约28巴、约28巴至约29巴、或约29 巴至约30巴)。在某些实施方案中，吸收塔底部的压强为约20巴至约25 巴。在某些实施方案中，吸收塔底部的压强为约23巴至约24巴。在某些实施方案中，吸收塔底部的压强为约20巴、约21巴、约22巴、约23巴、约24巴、约25巴、约26巴、约27巴、约28巴、约29巴、或约30巴。在某些实施方案中，吸收塔底部的压强为约24巴。在某些实施方案中，吸收塔底部的压强为约23.7巴。在某些实施方案中，吸收塔顶部的压强与吸收塔底部的压强相同，例如，压强为约23巴至约24巴。在某些实施方案中，吸收塔底部的压强为约24巴。在某些实施方案中，吸收塔顶部的压强与吸收塔底部的压强基本相同，例如，压强为约23巴至约24巴。在一个非限制性实例中，吸收塔顶部的压强为约23.5巴，且吸收塔底部的压强为约23.7巴。
吸收塔的顶部和底部的温度可以不同、基本相同或相同。在某些实施方案中，吸收塔顶部的温度不同于吸收塔底部。在某些实施方案中，吸收塔顶部的温度高于吸收塔底部的温度。吸收塔顶部的温度可保持在约5℃至约20℃。在某些实施方案中，吸收塔顶部的温度为约5℃至约10℃，例如，约5℃至约6℃、约6℃至约7℃、约7℃至约8℃、约8℃至约9℃、或约9℃至约10℃。在某些实施方案中，吸收塔顶部的温度为约7℃至约8℃。在某些实施方案中，吸收塔顶部的温度为约5℃、约6℃、约7℃、约8℃、约9℃、或10℃。在某些实施方案中，吸收塔顶部的温度为约7℃。在某些实施方案中，吸收塔顶部的温度为约8℃。在某些实施方案中，吸收塔顶部的温度为约7.5℃。吸收塔底部的温度可保持在约50℃至约250℃。在某些实施方案中，吸收塔底部的温度为约100℃至约200℃，例如，约100℃至约150℃ (例如，约100℃至约110℃、约110℃至约120℃、约120℃至约130℃、约 130℃至约140℃、或约140℃至约150℃)，或约150℃至约200℃(例如，约150℃至约160℃、约160℃至约170℃、约170℃至约180℃、约180℃至约190℃，或约190℃至约200℃)。在某些实施方案中，吸收塔底部的温度为约100℃至约150℃。在某些实施方案中，吸收塔底部的温度为约 100℃、约110℃、约120℃、约130℃、约140℃、约150℃、约160℃、约170℃、约180℃、约190℃、或约200℃。在某些实施方案中，吸收塔底部的温度为约120℃。
方法100可包括将从吸收塔排出的第一物流进料至汽提塔105。在汽提塔中，苯与C3烃106分离。汽提塔可以是基于组分的沸点来分离组分的任何常规蒸馏塔。方法100可包括从汽提塔107中除去包含C3烃的第二物流。在某些实施方案中，从汽提塔的底部除去第二物流。方法100可还包括从汽提塔109中除去包含苯溶剂的第四物流。在某些实施方案中，从汽提塔的顶部除去第四物流。
汽提塔顶部和底部的压强可以不同、基本相同或相同。汽提塔顶部的压强可保持在约10巴至约40巴。在某些实施方案中，汽提塔顶部的压强为约20巴至约30巴，例如，约20巴至约25巴(例如，约20巴至约21巴、约21巴至约22巴、约22巴至约23巴、约23巴至约24巴、或约24巴至约25巴)，或约25巴至约30巴(例如，约25巴至约26巴、约26巴至约 27巴、约27巴至约28巴、约28巴至约29巴、或约29巴至约30巴)。在某些实施方案中，汽提塔顶部的压强为约20巴至约25巴。在某些实施方案中，汽提塔顶部的压强为约22巴至约23巴。在某些实施方案中，汽提塔顶部的压强为约20巴、约21巴、约22巴、约23巴、约24巴、约25 巴、约26巴、约27巴、约28巴、大约29巴、或约30巴。在某些实施方案中，汽提塔顶部的压强为约22巴。汽提塔底部的压强可保持在约10巴至约40巴。在某些实施方案中，汽提塔底部的压强为约20巴至约30巴，例如，约20巴至约25巴(例如，约20巴至约21巴、约21巴至约22巴、约22巴至约23巴、约23巴至约24巴、或约24巴至约25巴)，或约25 巴至约30巴(例如，约25巴至约26巴、约26巴至约27巴、约27巴至约 28巴、约28巴至约29巴、或约29巴至约30巴)。在某些实施方案中，汽提塔底部的压强为约20巴至约25巴。在某些实施方案中，汽提塔底部的压强为约22巴至约23巴。在某些实施方案中，汽提塔底部的压强为约22 巴。在某些实施方案中，汽提塔底部的压强为约22.2巴。在某些实施方案中，汽提塔顶部的压强与汽提塔底部的压强相同，例如，压强为约22巴至约23巴。在某些实施方案中，汽提塔顶部的压强与汽提塔底部的压强基本相同，例如，压强为约22巴至约23巴。在一个非限制性实例中，汽提塔顶部的压强为约22巴，且汽提塔底部的压强为约22.2巴。
汽提塔顶部和底部的温度可以不同、基本相同或相同。在某些实施方案中，汽提塔顶部的温度不同于汽提塔底部。在某些实施方案中，汽提塔顶部的温度高于汽提塔底部的温度。汽提塔顶部的温度可保持在约40℃至约70℃。在某些实施方案中，汽提塔顶部的温度为约50℃至约60℃，例如，约50℃至约55℃(例如，约50℃至约51℃、约51℃至约52℃、约52℃至约53℃、约53℃至约54℃、或约54℃至约55℃)，或约55℃至约60℃(例如，约55℃至约56℃、约56℃至约57℃、约57℃至约58℃、约58℃至约 59℃、或约59℃至约60℃)。在某些实施方案中，汽提塔顶部的温度为约 55℃至约60℃。在某些实施方案中，汽提塔顶部的温度为约50℃、约51℃、约52℃、约53℃、约54℃、约55℃、约56℃、约57℃、约58℃、约59℃、或约60℃。在某些实施方案中，汽提塔顶部的温度为约57℃。汽提塔底部的温度可保持在约100℃至约400℃。在某些实施方案中，汽提塔底部的温度为约200℃至约300℃，例如，约200℃至约250℃(例如，约200℃至约 210℃、约210℃至约220℃、约220℃至约230℃、约230℃至约240℃、或约240℃至约250℃)，或约250℃至约300℃(例如，约250℃至约260℃、约260℃至约270℃、约270℃至约280℃、约280℃至约290℃、或约290℃至约300℃)。在某些实施方案中，汽提塔底部的温度为约220℃至约230℃。在某些实施方案中，汽提塔底部的温度为约200℃、约210℃、约220℃、约230℃、约240℃、约250℃、约260℃、约270℃、约280℃、约290℃、或约300℃。在某些实施方案中，汽提塔底部的温度为约230℃。在某些实施方案中，汽提塔底部的温度为约228℃。
苯可以重复用于吸收塔中。在某些实施方案中，方法100还包括将第四物流进料至吸收塔110。该方法可还包括在进料至吸收塔之前吹扫第四物流，以使杂质不会积聚。
苯既不是高挥发性组分也不是低挥发性组分。如果在汽提塔底部使用低温，则沸点低的溶剂通常包含在汽提塔的顶部物流中。为了使汽提塔的顶部物流中不包含沸点高的溶剂，在再沸器中需要非常高的温度并且在汽提塔中需要非常高压的蒸汽。因为苯的独特沸点，即使在汽提塔底部使用低温，也会由于其低挥发性而使从汽提塔顶部除去的包含C3烃的第二物流中不存在苯。同样因为苯的独特沸点，使苯与C3烃在汽提塔中分离不需要再沸器中非常高的温度，以使从汽提塔顶部除去的包含C3烃的第二物流中不存在苯。
本发明公开的主题还提供了使用苯溶剂从包含轻质烃(C1和C2)、H2、 CO和/或CO2、或其组合的气态混合物中分离C3烃的系统。出于说明而非限制的目的，图2是根据所公开的主题的示例性系统的示意图。
在某些实施方案中，系统200可包括吸收塔201，用于通过苯选择性吸收C3烃从而将C3烃与轻质烃(C1和C2)、H2、CO和/或CO2或其组合分离，并促进苯溶剂从气态混合物中选择性吸收C3烃。吸收塔201配置成接收苯溶剂和气态混合物。可将包含C3烃、轻质烃(C1和C2)、H2、CO和/或CO2、或其组合的气态混合物11进料至吸收塔201。可将苯溶剂12进料至吸收塔201。在某些实施方案中，苯溶剂12与气态混合物11逆流接触。在某些实施方案中，将苯溶剂12进料至吸收塔201的顶部。在某些实施方案中，将气态混合物11进料至吸收塔201的侧面。可以从吸收塔201的底部除去包含苯和所吸收的C3烃的第一物流13。可以从吸收塔201的顶部除去包含未吸收的轻质烃(C1和C2)、H2、CO和CO2的第三物流14。
系统200还包括汽提塔202，其用于将苯与C3烃分离。汽提塔202配置成接收从吸收塔排出的包含苯溶剂和所吸收的C3烃的第一物流，以使苯溶剂与C3烃在汽提塔中分离。汽提塔202连接至吸收塔201。从吸收塔201 排出的第一物流12可以进料至汽提塔202。在某些实施方案中，将第一物流12进料至汽提塔202的侧面。可以从汽提塔202的顶部除去包含C3烃的第二物流15。可以从汽提塔202的底部除去包含苯溶剂的第四物流16。
本文使用的“连接”是指通过本领域已知的任何手段将系统部件联接至另一个系统部件。用于联接两个或多于两个系统部件的连接类型可取决于系统的规模和可操作性。例如，而不是限制，系统的两个或多于两个组件的连接可包括一个或多于一个的接头、阀门、配合件(fitting)、管接头 (coupling)或密封件。接头的非限制性实例包括螺纹接头、钎焊接头、熔焊接头、压缩接头和机械接头。配合件的非限制性实例包括连接配合件、缩径管配合件、管套节配合件、三通管件、四通管件和法兰式管件。阀门的非限制性实例包括闸阀、截止阀、球阀、蝶阀和止回阀。
系统200可还包括连接至吸收塔201和/或汽提塔202的一个或多于一个再沸器。在某些实施方案中，系统包括连接至吸收塔201的底部的再沸器203。在某些实施方案中，系统包括连接至汽提塔202的底部的再沸器 203。一个或多于一个再沸器可以将吸收塔底部和/或汽提塔底部的温度保持在期望温度，例如，将吸收塔底部的温度保持在100℃至150℃的温度范围内(例如，约120℃)，并将汽提塔底部的温度保持在约220℃至约230℃的温度范围内(例如，约228℃)。
系统200可还包括C3汽提塔204，其用于将丙烯与其他C3烃如丙烷分离。C3汽提塔204配置成接收从汽提塔排出的包含C3烃的第二物流，以使丙烷与丙烯分离。C3汽提塔204可以连接至汽提塔202的顶部。第二物流 14可以进料至C3汽提塔204。另外，系统200可还包括连接至汽提塔202 的冷凝器205。在某些实施方案中，冷凝器205通过冷却将从汽提塔排出的包含C3烃的第二物流从其气态冷凝至其液态。冷凝器205可以位于汽提塔 202和C3汽提塔204之间，以使从汽提塔202顶部排出的第二物流可以在进入C3汽提塔204之前被冷凝。系统200可还包括连接至汽提塔202的汽提塔叉流换热器。
本发明公开的技术可包括使用苯作为单一/唯一溶剂。苯可以具有多种优点以从包含轻质烃(C1和C2)、H2、CO和CO2的气态混合物中分离C3烃。例如，苯可以选择性地吸收99.9％的C3烃。与其他类似溶剂相比，对于C3烃的期望分离，苯作为溶剂需要低得多的净能量。作为单组分溶剂和化学稳定组分，苯与含有组分混合物的溶剂(例如，石脑油)相比具有独特的优势。此外，苯以合理的费率商购获得以用作溶剂。本发明公开的主题可以使用吸收塔然后是使用常规板式塔/填料塔的汽提塔的简单构造，而不是具有多级冷却的复杂冷箱结构、压缩机、和蒸馏塔。
实施例
以下实施例仅用于说明本发明公开的主题并且不应视其为任何方式的限制。
实施例1-使用苯溶剂进行C3烃的吸收
使用由商购的Aspen
Figure BDA0001786708230000121
软件建立的方法模型来筛选不同溶剂(从C5至C10的范围)。选择状态热力学模型的PSRK方程以表示两塔中的汽液平衡行为。对于相同的进料流量，需要净能量来实现相同的分离。Aspen
Figure BDA0001786708230000122
模拟的结果(见表1)表明苯需要较低的净能量用于汽提和吸收组合操作。
表1
溶剂 溶剂流量吨/小时 净能量，MW
异戊烷(C<sub>5</sub>) 612 88.5
苯(C<sub>6</sub>) 750 75.7
环己烷(C<sub>6</sub>) 776 91.5
合成石脑油(C<sub>6</sub>，C<sub>7</sub>，C<sub>8</sub>) 715 100
TX(C<sub>7</sub>，C<sub>8</sub>) 763 81.5
癸烯(C<sub>10</sub>) 705 103
使用苯作为溶剂进行C3烃的吸收的Aspen
Figure BDA0001786708230000123
结果在下表2中给出。结果基于丙烯的650KTPA生产，物流与烃的比为2.5，反应器温度为550℃，反应器流出物如下表所示的模拟结果。
表2
物流名称 1 2 4 7 8
温度℃ 50 8 57.3 4.7 5
压强巴 24.868 23.5 22 24 24
气相分率 1 1 0 0 0
质量流量kg/小时 222047.6 8343.154 213822 749807.5 193
质量分数
H<sub>2</sub> 0.017 0.463 微量 微量 0
CO 0.001 0.033 微量 微量 0
CO<sub>2</sub> 0.006 0.156 1PPM 微量 0
甲烷 0.001 0.028 微量 微量 0
乙烯 0.002 0.05 5PPM 微量 0
乙烷 0.007 0.176 180PPM 微量 0
丙烯 0.346 0.02 0.358 150PPM 0
丙烷 0.618 0.019 0.64 301PPM 0
1-丁烷 50PPM 1PPB 47PPM 1PPM 0
1-丁烯 107PPB 微量 92PPB 6PPB 0
Ma 0.001 297PPB 0.001 9PPM 0
Pd 0.0005 297PPB 0.0005 9PPM 0
苯 13PPM 0.056 30PPM 1 1
除了所描述和要求保护的各种实施方案之外，所公开的主题还涉及具有本文公开和要求保护的特征的其他组合的其他实施方案。由此，本文呈现的特定特征可以在所公开的主题的范围内以其他方式彼此组合，以使所公开的主题包括本文公开的特征的任何合适的组合。已经出于说明和描述的目的呈现了所公开主题的特定实施方案的前述描述。其并非旨在穷举所公开的主题或将所公开的主题限制于所公开的那些实施方案。
对于本领域技术人员显而易见的是，在不脱离所公开的主题的精神或范围的情况下，可以对所公开的主题的组合物和方法进行各种修改和变化。因此，所公开的主题旨在包括在所附权利要求及其等同方案范围内的修改和变化。

Claims (10)

1.一种从包含C1烃、C2烃和C3烃的气态混合物中分离C3烃的方法，所述方法包括：
(a)将所述气态混合物进料至吸收塔；
(b)将苯溶剂进料至所述吸收塔，其中苯溶剂选择性地吸收C3烃；
(c)从所述吸收塔中除去包含苯溶剂和所吸收的C3烃的第一物流；
(d)将所述第一物流进料至汽提塔，使苯溶剂与C3烃在所述汽提塔中分离；和
(e)从所述汽提塔中除去包含C3烃的第二物流，其中从所述汽提塔顶部除去的包含C3烃的第二物流中不存在苯；
其中进料至所述吸收塔的苯溶剂与进料至所述吸收塔的气态混合物的重量比为3：1至4：1吨/吨；
其中所述汽提塔的压强保持在22巴至23巴的压强下；
其中所述吸收塔顶部的温度保持在7℃至8℃的温度下；
其中所述吸收塔底部的温度保持在100℃至150℃的温度下；
其中所述汽提塔底部的温度保持在220℃至230℃的温度下；且
其中所述吸收塔的压强保持在23巴至24巴的压强下。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述气态混合物还包含氢气、一氧化碳、二氧化碳、水或其组合。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述C1烃包含甲烷。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述C2烃包含乙烷、乙烯或其组合。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述C3烃包含丙烷、丙烯或其组合。
6.根据权利要求1、2、4和5中任一项所述的方法，其还包括从所述吸收塔中除去包含C1烃和C2烃的第三物流。
7.根据权利要求6所述的方法，其还包括从所述汽提塔中除去包含苯溶剂的第四物流。
8.根据权利要求7所述的方法，其还包括将所述第四物流进料至所述吸收塔。
9.根据权利要求1、2、4和5中任一项所述的方法，其还包括将所述第二物流进料至C3汽提塔以将丙烷与丙烯分离。
10.根据权利要求1、2、4和5中任一项所述的方法，其中所述苯溶剂与所述气态混合物逆流接触。
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