CN109715678A - 集成的丙烷脱氢方法 - Google Patents

Abstract

本文公开的实施方式涉及生产聚丙烯。将含有丙烷的烃原料进料至丙烷脱氢反应区以将一部分的丙烷转化为丙烯。将丙烷和丙烯分离，并且将至少一部分的丙烯流进料至聚合区。在该聚合区中，丙烯反应生成聚丙烯。另外，回收吹扫气体和运载气体。将吹扫气体和运载气体进料至分离系统并且被第二部分的丙烯流冷却。

Description

集成的丙烷脱氢方法

背景技术

经由丙烷脱氢来制备丙烯通常涉及脱氢反应器和分离系统以回收丙烯产物流，如聚合物级丙烯(98重量％+)流。然后，可以将所产生的丙烯用于任何数量的下游工艺，其中之一包括将丙烯转化为聚合物。

例如，可以通过许多不同的方法来生产聚丙烯，包括气相聚合方法和本体流体聚合方法。在聚合过程中，这些方法通常采用气体(如氮气)例如作为流化气体或吹扫气体，或利用气体以从聚合产物除去轻质烃，其中可以将氮气和其它夹带的气体收集作为吹扫气体。在一些聚丙烯工艺中，可以采用气体膜分离单元以从轻质烃分离出吹扫气体(氮气)。通常将轻质烃燃烧，而可以将氮气再循环。操作气体膜分离单元需要压缩机，其是非常耗能的，部分是由于压缩轻质气体的常规动力需求，并且部分是由于事实上需要使其尺寸适应于从一直无流量到完全输出的所有情况。气相聚合方法还需要载体，为此需要单独且昂贵的回收方法。

发明内容

本文公开的实施方式将丙烯生产与丙烯聚合集成，与将这两种方法作为单独单元操作相比，降低了资金要求和操作费用。

在一个方面，本文公开的实施方式涉及用于生产聚丙烯的方法，其中将含有丙烷的烃原料进料至丙烷脱氢反应区以将一部分的丙烷转化为丙烯。将丙烷和丙烯分离，并且将至少一部分的丙烯流进料至聚合区。在聚合区中，使丙烯反应以产生聚合产物，并且还将吹扫气体流和运载气体流回收。将吹扫气体和运载气体进料至分离系统。

在一个方面，本文公开的实施方式涉及用于集成生产丙烯和聚丙烯的系统。该系统包括用于将丙烷转化为丙烯的丙烷脱氢反应区、用于将丙烯与未反应的丙烷分离的分离系统和用于将丙烯转化为聚丙烯的聚合区。

在一个方面，本文公开的实施方式涉及用于集成生产丙烯和聚丙烯的方法，其中将含有丙烷的烃原料进料至丙烷脱氢反应以形成丙烯和未反应的丙烷。在分离系统中将丙烯和未反应的丙烷分离。将回收的丙烯进料至聚合区以将丙烯转化为聚合产物，并回收再循环气体流。将一部分丙烯流作为制冷剂进料至热交换器中以冷却再循环气体。

根据以下描述和所附权利要求，其它方面和优点将是明显的。

附图说明

图1示出了丙烷脱氢方法的简化框图。

图2示出了可用于本文公开的实施方式的丙烯聚合方法的简化工艺流程图。

图3示出了用于从聚合过程分离出多种废气的现有技术方法。

图4是根据本文实施方式用于生产丙烯和聚丙烯的集成方法的简化框图。

图5示出了将丙烷脱氢工艺和丙烯聚合工艺集成的一种方法。

图6示出了根据本文实施方式的丙烷脱氢和丙烯聚合的集成方法。

具体实施方式

在一个方面，本文的实施方式涉及由丙烷原料生产聚丙烯的方法。该方法利用了聚合反应区和上游脱氢反应区之间的非常规产物再循环和热量集成。

可以将烃原料(如丙烷)进料至脱氢反应区。在脱氢区内，可以在适当反应条件下将烃原料与催化剂接触，以将一部分的丙烷转化为丙烯。然后，可以从脱氢反应区回收包括丙烷和丙烯的反应流出物。然后，可以在分离系统中对反应流出物进行分离以回收至少两种单独馏分，高纯度或聚合物级的丙烯流和包含未反应丙烷的流。然后，可以将高纯度丙烯流进料至聚合反应区，在该聚合反应区中可以使丙烯反应以产生聚合物产物，可以在聚合流出物分离区中将残余轻质气体与该聚合物产物分离。

图1示出了丙烷脱氢方法的简化工艺流程图。丙烷脱氢单元400可以包括蒸发器404以蒸发含丙烷的原料402和从C3(丙烷/丙烯)分流器406回收的再循环丙烷/重质物405。可以采用除油器(或脱丙烷塔)408来除去未蒸发的重质物407。然后可以在反应器410中将一部分丙烷转化为丙烯，然后将流出物在产物气体压缩机412中压缩，在冷箱/交换器414中冷却，并且采用脱乙烷塔(C2/C3分流器)416和C3分流器406进行分离。从丙烷脱氢单元400回收的产物尤其可以包含氢气420、轻质烃422和丙烯产物426。然后，可以在聚合区中将回收的丙烯产物426或其一部分转化为聚丙烯或丙烯聚合物或共聚物。

聚合区可以包括任何常规类型的反应器，包括流化床反应器、气相反应器、淤浆反应器或线性流反应器(linear flow reactor)。同样地，可以通过任何数量的催化剂(包括茂金属、齐格勒-纳塔和多种铬基催化剂等)催化聚合方法。此外，聚合区可以包含共聚单体和链终止剂的进料(如，分别为乙烯和氢气)以及已知在本领域中使用的许多其它进料。

可以将氮气用于控制顶空组成或者可以用作流化气体。此外，从聚丙烯反应器出来的聚丙烯产物可以含有多种组分，包括未反应的丙烯、丙烷、未反应的共聚单体、氢气以及不完全形成的聚合物、溶剂和在该方法中使用的其它组分。可以采用聚合物分离系统通过吹扫流(可以包含氮气)从聚丙烯中除去这些组分。聚合物分离系统可以包括干燥、离心、旋风分流器、闪蒸、冷却、蒸馏、吸收或这些的组合，并且所采用的特定分离系统可以取决于所采用的聚合反应器类型以及所采用的其它进料组分。

现在参照图2，示出了聚合反应区30。虽然根据聚合反应器类型、进料组分和所采用的分离系统，聚合区组分可以不同，但是举例示出了根据本文实施方式的丙烯聚合系统和丙烷脱氢系统的集成。本领域技术人员可以容易地将与图2相关的教导扩展到其它丙烯聚合体系。

可以将丙烯流26进料至聚合反应器33，其可以是例如流化床气相反应器。也可以将再循环流52(可以为液体丙烯)和共聚单体流28(也可以含有再循环丙烯)进料至聚合反应器33。可以在适合用于聚合1-烯烃的任何气相反应器中，如在流化床反应器或者卧式或立式搅拌粉末床反应器中以分批、半连续或连续的方式进行丙烯聚合物的生产。应当理解，可以在一系列连续偶联的反应器中进行聚合。反应时间取决于所选择的反应条件。通常，反应时间为约0.2至约20小时，通常为约0.5至约10小时。

可以经由流27回收未反应的丙烯，并且进料至压缩机50和冷凝器51中，形成再循环流52。再循环流52可以为聚合反应器33提供冷却。聚合反应是放热的，并且可以在聚合反应器33中通过闪蒸再循环流52来实现反应器冷却，其中在聚合反应器33中将再循环流52与丙烯流26和/或共聚单体流28混合并蒸发。

通常，聚合是在约20℃至约150℃的范围内(如约50℃至约120℃或约60℃至约90℃)的温度和约1至100巴的范围内(如约15至约60巴或约20至约45巴)的压力下进行的。

可以从聚合反应器回收含有聚丙烯和运载气体及其它未反应的进料组分和副产物的聚合流出物29。然后，可以将聚合产物29进料至分离单元34(如旋风分流器)中。分离单元34将聚丙烯产物37与可以含有未反应单体的运载气体39分离。然后可以将聚丙烯产物37与可以含有氮气的吹扫气体41一起进料至吹扫气体单元35中。吹扫气体单元35可以分离包含在聚丙烯产物中的残余气体，并且回收以作为吹扫气体流42。可以经由流32回收脱气的聚丙烯产物。可以将运载气体39和吹扫气体流42进料至下游分离系统(未示出)，根据本文公开的实施方式将C3生产和聚合集成。

虽然聚合反应系统和聚合物产物回收系统可以变化，但是丙烯聚合方法通常产生一种或多种废气流(如运载气体39和吹扫气体流42)及聚合物产物32。由于流化或顶空控制以及聚合物产物纯化，聚合反应区可以产生包含丙烷和氮气以及其它有价值组分的废气，可以将其分离并回收再利用。

在一些方法中，如US7067597描述的方法中，将丙烯回收并再循环，但是舍弃剩余组分。例如，可以将丙烷或其它存在的组分燃烧掉。作为另一个示例，可以采用如图3所示的系统，其中，在聚丙烯单元中，在膜单元308中从吹扫气体306中分离出氮气302和烃类304，该膜单元308可以包括压缩机310、后冷却器312、冷凝器314、气/液分离器316、一个或多个膜318，320和一个或多个制冷剂流322及外壳308大气控制流326。在图3的示例性方法中，将可以包含不可冷凝物或未冷凝的较重组分的流328传送以燃烧，而可以将氮气302和烃类304回收再利用。

通常以低效的方式处理或燃烧当前丙烯聚合方法所产生的作为产物或副产物的这些和其它流，导致操作成本超额、能量利用较差和大气排放物较高。相比之下，如下文进一步描述的，本文公开的实施方式有效且高效地将丙烷脱氢反应区、脱氢流出物分离、聚合反应区和聚合流出物分离集成起来。

在用于丙烷脱氢设备的各种常规设计中，丙烷/丙烯分流塔(splitter column)是由热泵和热交换器驱动的低压分流器。也可以将热交换器或冷箱用作用于脱氢塔的再沸器。将从冷箱出来的丙烯产物进料至脱乙烷塔中，在该脱乙烷塔中将C2和较轻质组分与C3组分分离。然后将C3组分进料至C3分流器，在该C3分流器中将丙烷与丙烯分离。将丙烯作为工艺产物回收，而将丙烷作为丙烷脱氢原料再循环。该过程非常耗能。

为了克服聚合系统废气处理和丙烷脱氢单元两者的高能量需求，已经发现将丙烷脱氢单元与聚丙烯装置的产物合并和热量集成是可行的。本文公开的实施方式可以将产物流(丙烷、丙烯、氮气)及能量流集成。对于一些实施方式，还提议可以在两个装置之间共享工艺设备。

另外，通过近距离集成可以消除将丙烯产物输送到聚丙烯装置的能量消耗。此外，可以将未反应形成为聚丙烯的丙烯以及任何副产物丙烷再循环至丙烷脱氢产物气体压缩机，或至丙烷脱氢装置中的另一个适当位置。也可以从聚丙烯装置中回收在聚丙烯装置反应器中为惰性的任何丙烷，并且利用所需的最少压缩机能量使其返回至丙烷脱氢装置。在本文公开的一个或多个实施方式中，已经发现，与处理这类废气流的现有技术方法相比，可以更有效地利用来自聚丙烯装置的废气，如在不需要液化或制冷下通过再循环至脱氢单元。

因此，本文公开了将丙烷脱氢单元与聚丙烯单元集成的方法，使得丙烷脱氢部分中的产物气体压缩机和冷箱是共享的资源，从而降低了丙烷脱氢单元和聚丙烯装置的能量消耗。由此提高了聚丙烯生产的总效率，使得该方法更加经济。

作为集成方法，可以将聚合物级丙烯产物直接用于聚合方法以生产聚丙烯。如此便可以降低丙烯运输或储存的成本。另外，可以将聚丙烯装置中的未反应丙烷和丙烯直接再循环至丙烷脱氢单元中。通常利用聚丙烯装置，需要使丙烯单体和吹扫气体经受加压和骤冷以便将其分离并再循环。在本文描述的集成方法中，将对这种高能耗方法的需求最小化或消除对这种高能耗方法的需求，并且可以将丙烯和丙烷直接再循环至丙烷脱氢装置，从而使压缩要求最小化或消除压缩要求。如以下进一步描述的，该方法集成了能量流和产物流两者。

现在参照图4，示出了根据本文公开的实施方式的集成方法的简化工艺流程图。将丙烷原料2进料至丙烷脱氢反应区10，在该丙烷脱氢反应区10中将一部分丙烷转化为丙烯。将含有丙烷和丙烯的反应区流出物4进料至回收和纯化区20。在该回收和纯化区20中，将丙烷和丙烯冷凝并分离成丙烷再循环流24和聚合物级丙烯流26中的一种或多种。可以在例如在-5℃至25℃范围内的温度和4巴至10巴范围内的压力下操作的低压分离塔中进行这种分离。

可以从回收和纯化区20回收可以基本上由丙烷组成的丙烷再循环流24，并将其与丙烷原料2合并以用作丙烷脱氢反应区10的原料。可以将可以含有至少98重量％、至少99重量％、至少99.5重量％或至少99.8重量％的丙烯的聚合物级丙烯流26回收并用作聚合反应区30的原料。也可以在聚合反应区再循环气体冷却器中使用一部分丙烯。

在聚合反应区30中，可以在聚合催化剂的存在下将聚合物级丙烯流26聚合以生产聚丙烯。在聚合过程中，丙烷是惰性组分，并且也可以作为副产物产生。在聚合之后，将聚合产物32进料至产物分离系统(未示出)。

与以上描述的其它分离系统类似，产物分离系统可以包括一个或多个用于将副产物和其它组分(如丙烷、未反应的丙烯、氢气、乙烯和其它组分)与产物聚乙烯分离的单元。总之，在产物分离系统中，将聚合产物分离成聚丙烯产物和一种或多种吹扫流(其可以包括轻质气体、单体、丙烯等)。可以经由一条或多条管线39和42将单体和轻质气体(可以包括丙烷和氮气)送回进料至回收和纯化区20。然后，可以经由管线38将回收的氮气返回至聚合反应区30以用作吹扫气体。可选地，与流出物分离系统20不同，可以将丙烷再循环至脱氢反应器中。

在一些实施方式中，轻质气体流39和42中的丙烷可以处于足够的压力和量下以与丙烷再循环流24一起被再循环至脱氢过程，或至脱氢流出物分离系统20，而不需要任何中间的制冷或液化。通常，在丙烯聚合之后，需要将任何回收的丙烷(即，在未燃烧时)加压或液化，从而可以将丙烷储存或出售并运输到另一设施。这些工艺非常耗能，并且随着所生产的聚丙烯的量的增加而增加。本文公开的方法和系统没有这些步骤，这可以降低聚合过程的总能量消耗，减少聚丙烯生产的资金且是更经济的。

在现有技术的聚合方法中，通常希望将未反应的单体与氮气分离，使得可以将单体再循环至聚合反应器中，并且可以将氮气再循环作为吹扫气体，这可以通过如以上讨论的图3所示的方法进行。这种分离过程非常耗能。在分离之前，需要冷凝器使气体混合物骤冷，并且需要压缩机以使回收的气体通过膜而从废气中分离出氮气。另外，可以将烃类304或其一部分输送通过蒸馏塔(未示出)，以避免来自整个系统的丙烷和其它杂质积聚。此外，需要压缩机以再循环来自反应器的蒸汽并且将其输送通过冷却水交换器(再循环气体冷却器)，由于气体速率可以从基本为零变化至完全设计流量，因此这需要相当复杂的控制系统。

鉴于所提出的用于在丙烯聚合单元中使用的分离系统，将聚丙烯废气分离与丙烷脱氢单元集成可能看上去相对简单。例如，如图5所示，可以提议在产物气体压缩机412的上游将来自聚合区504的运载气体和/或吹扫气体流502简单地进料至丙烷脱氢单元400。

然而，这导致压缩机尺寸和功率要求的大量损失。同样地，可以考虑简单地将吹扫气体流502进料至脱乙烷塔416。然而，这导致脱乙烷塔416和C3分流器406的塔尺寸和效用要求的大量损失。因此，在过去，基于存在独立操作它们的需求，并且例如由于上述原因过去的集成努力导致效率降低，因而传统方法一直限制了这些单元的集成。

相比之下，根据本文公开的一个或多个实施方式，可以以不会造成这种损失的有效集成方案来处理来自聚合单元的吹扫气体流和运载气体流。集成这两种系统可以包括在丙烷脱氢区中处理来自聚合反应区的吹扫气体和运载气体，以及将来自丙烷脱氢区的制冷剂供应到聚合区中的再循环气体冷却器。与先前的集成努力相比，本文的实施方式利用了迄今为止不为人知的可在两个单元之间实现的协同作用的优势。

现在参照图6，示出了根据本文实施方式的将丙烷脱氢单元和丙烯聚合单元集成的方法的简化工艺流程图。虽然未示出丙烯聚合系统和丙烷脱氢系统的多个部分，但是举例示出了这两个单元的集成方式。基于本文的附图和相关描述，本领域技术人员将容易理解那些未具体示出的部分也可以改良以集成这两种工艺。

丙烷脱氢单元20可以包括蒸发器604以蒸发含丙烷的原料和从丙烷/丙烯分流器606回收的再循环丙烷/重质物605。可以将除油器608用于除去未蒸发的重质物607。然后可以在反应器610中将一部分丙烷转化为丙烷，然后将流出物在产物气体压缩机612中压缩，在冷箱/交换器614中进行冷却，并且采用脱乙烷塔(C2/C3分流器)616和C3分流器606进行分离。从丙烷脱氢单元20回收的产物可以包含氢气620、轻质烃类622和丙烯产物626等。

然后，可以经由流送管线26将回收的丙烯产物626或其一部分进料至聚丙烯单元30，并且在聚合反应器中将其转化成聚丙烯或丙烯聚合物或共聚物。然后可以对聚合反应器流出物进行分离以产生聚合物产物32、吹扫气体42和运载气体39。与从干燥器或顶空排出的非氮气体组分相比，吹扫气体42例如可以是由其中采用相对大量的氮气流的聚合物干燥或顶空组成控制所产生的富含氮气的气体。例如，运载气体39相对于流42可以含有更稀的氮气，或者可以不含任何显著浓度的氮气，其可以包含未反应的氢气和丙烯，并且其可以由反应器流化气体与聚合物产物的初始分离而产生。

根据本文实施方式的聚合单元与丙烷脱氢单元的集成可以涉及三种主要流，包括吹扫气体42、运载气体39和丙烯产物626。

分别将吹扫气体42和运载气体39进料至冷箱614。在冷箱614中，将吹扫气体42和运载气体39与多种制冷流、脱乙烷塔616塔顶流617和产物气体压缩机612流出物以及其它可能的流交换。由于冷箱中的热交换，吹扫气体流和运载气体流中的烃类和其它组分可以冷凝。

如图所示在冷箱614内部或在冷箱614外部，可以将吹扫气体中的冷凝物与氮气分离。然后可以经由流38将未冷凝的组分(其可以基本上仅含有氮气)送回至聚合单元30。然后可以经由流送管线615将冷凝的烃类和其它重质物进料至产物气体压缩机612的合适抽吸阶段。

在冷箱614中进行热交换之前，可以由聚合单元内的压缩机611压缩运载气体39。如图所示，在冷箱614内部或冷箱614外部，如经由闪蒸罐630，可以将冷凝物与运载气体中的轻质气体和烃类分离。然后，可以经由流送管线632将轻质烃类(包括乙烯和丙烯)和其它未冷凝组分(包括未反应的氢气)进料至产物气体压缩机612的合适抽吸阶段，如此可以有效地回收未反应的氢气，如通过变压吸附系统(未示出)，并且可以通过脱乙烷塔616除去轻质烃类(如乙烷和乙烯)。

该集成还改变了从C3分流器606回收的一部分丙烯产物626的线路。将一部分丙烯产物626作为高纯度丙烯进料26进料至聚合反应区30。也可以经由流送管线640将一部分丙烯产物进料至聚丙烯单元30再循环气体冷却器，在该聚丙烯单元30再循环气体冷却器中其可以用作制冷剂(未示出)。该结构可以消除再循环气体冷却器回路中对再循环气体压缩机的需要。

对于吹扫气体流的集成，将来自聚合单元的吹扫气体压缩并将其送至丙烷脱氢冷箱，在该丙烷脱氢冷箱中发生氮气和烃类的低温分离。可以将烃类(主要是丙烯)进料至丙烷脱氢产物气体压缩机中以进行回收，而将氮气再循环至聚合单元中。与图5所示的冷箱相比，这为冷箱增加了额外的热交换通道，但与冷箱中的其它通道相比(脱氢反应器流出物、脱乙烷塔塔顶物(可能包含富含氢气的流和脱乙烷塔塔顶产物流)等)，其相对较小。该方法导致使用丙烷脱氢单元来回收在聚合单元中使用的效用流，具有消除膜分离单元以及降低压缩机要求的益处。

对于运载气体，可以将来自聚合单元的所有运载气体压缩至相对低压并进料至丙烷脱氢冷箱，并且部分蒸发。然后，根据运载气体的乙烯含量使流出物通过板式塔或闪蒸罐，以将轻质烃类与C3+烃类分离。将轻质烃类进料至产物气体压缩机以进行回收，而将C3+烃类送至C3分流器以分离丙烯。这种方法的独特之处在于在丙烷脱氢冷箱中处理运载气体。与仅将运载气体直接送至丙烷脱氢产物气体压缩机的“直接”集成相比，这种方法导致产物流和功率要求显著不同。除了功率益处之外，这种集成还省去了聚合单元中的几件设备，包括压缩机和蒸馏设备。

对于丙烯产物流，可以将来自丙烷脱氢单元的丙烯制冷剂(丙烯产物)用于聚合单元的再循环气体冷却器中以冷凝再循环气体。采用丙烯制冷剂允许在低压下进行冷凝，并且不需要通常需要用于处理不冷凝物的再循环气体压缩机。本领域技术人员会认为这将是无效的，因为当关闭丙烷脱氢单元时丙烯制冷剂将不可获得。然而，只要丙烷脱氢单元的丙烯制冷剂压缩机运行，即使脱氢反应器不运行，也可以获得丙烯制冷剂。这种集成具有消除聚合单元中的再循环气体压缩机的益处。

如上所述，回收和纯化区20可以满足从聚合反应区30分离废气的冷却和工作要求。在这类实施方式中，可以将流39和42进料至回收和纯化区20，在该回收和纯化区20中可以将脱氢单元冷箱用作聚合废气分离系统的部分冷凝器。在冷箱中骤冷后，可以将一部分所得到的流与反应器流出物4一起进料至回收和纯化区20分离单元。通过以这种方式进料气体流39和42，回收和纯化区20中的脱乙烷塔和C3分流器可以有效地将这些流分离成未反应的单体、氢气和废气。然后，可以将废气中的氮气作为氮气进料38再循环至聚合反应区30。可以将氮气进料38用作吹扫气体41。另外，可以将一部分丙烯产物进料至再循环气体冷却器中以作为制冷剂流。将该制冷剂流用于冷凝再循环气体，这允许在低压下冷凝并且不需要再循环气体压缩机。

如上所述，可以将来自聚丙烯区的气体流再循环至丙烷脱氢区。这种结构通常被认为是违反常理且不实用的，因为增加了与运输管道相关的资金成本。此外，这种结构要求两种设施位于相对靠近的位置。然而，丙烷脱氢装置和聚合装置的总能量消耗可以显著降低，并且用于聚合单元的资金成本可以显著降低。

作为实例，在表1中，将单独的丙烷脱氢单元和单独的聚丙烯单元的操作成本与根据本文实施方式的集成方法的操作成本进行比较。估计集成效用消耗(utilityconsumption)比单独效用消耗每年在效用操作成本上节省约US$0.5MM。此外，由于设备的多个部件的集成和消除或尺寸改变，估计资金成本可能会降低超过US$15MM。

表1

有利地，已经发现，通过采用产物气体压缩机和热交换器作为脱氢反应区和聚合区之间的共用设备，显著降低了资金成本和总能量需求。典型的聚丙烯生产设施通常需要一套单独的压缩机、气体冷却设备和分馏设备。然而，通过将聚丙烯生产与丙烷脱氢工艺集成，可以实现以可行且经济的方式共享压缩和加热/冷却需求。

另外，可以从聚合装置中回收在聚合装置反应器中为惰性的丙烷，并将其返回至丙烷脱氢装置。因为可以直接再循环丙烷，因而不需要加压或液化，这也贡献了典型聚合装置的大量能量需求。

如上所述，本文的实施方式提供了用于生产聚丙烯的集成系统。本文的实施方式有利地集成了产物流和效用流，降低了系统的总能量需求。

虽然本公开包括数量有限的实施方式，但是受益于本公开的本领域技术人员将理解，不脱离本公开范围下可以设计出其它实施方式。因此，范围应仅由所附权利要求限制。

Claims (30)

1.一种用于生产聚丙烯的方法，包括：

将含有丙烷的烃原料进料至丙烷脱氢反应区以将一部分的所述丙烷转化为丙烯，形成脱氢流出物；

在分离系统中对所述脱氢流出物进行分离，形成丙烯流和丙烷流；

将至少一部分的所述丙烯流进料至聚合区，在所述聚合区中丙烯反应生成聚合产物，并且回收吹扫气体和运载气体；和

将所述吹扫气体和所述运载气体进料至所述分离系统。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述吹扫气体和所述运载气体包含丙烷、丙烯、乙烯、氢气或氮气中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述分离包括：

在产物气体压缩机中压缩所述脱氢流出物；

在冷箱中冷却经压缩的流出物；

在脱乙烷塔和C3分流器中对经冷却并压缩的流出物进行分离。

4.根据权利要求3所述的方法，其中使所述吹扫气体和所述运载气体独立地通过所述分离系统的所述冷箱。

5.根据权利要求4所述的方法，还包括：

冷凝一部分的所述运载气体；

回收运载气体冷凝物流和运载气体蒸汽流。

6.根据权利要求5所述的方法，还包括将所述运载气体冷凝物流进料至所述C3分流器。

7.根据权利要求5所述的方法，还包括将所述运载气体蒸汽流进料至所述产物气体压缩机。

8.根据权利要求4所述的方法，还包括：

冷凝一部分的所述吹扫气体；

回收吹扫气体冷凝物流和吹扫气体蒸汽流；

在所述冷箱中蒸发所述吹扫气体冷凝物流。

9.根据权利要求8所述的方法，还包括将蒸发出的吹扫气体冷凝物流进料至所述产物气体压缩机。

10.根据权利要求8所述的方法，还包括将所述吹扫气体蒸汽流进料至所述聚合反应区。

11.根据权利要求10所述的方法，其中所述吹扫气体蒸汽流基本上仅包含氮气。

12.根据权利要求1所述的方法，还包括将另一部分的所述丙烯流进料至所述聚合区以用作制冷剂。

13.一种用于集成生产丙烯和聚丙烯的系统，包括：

丙烷脱氢反应区，配置成将至少一部分的包含丙烷的烃原料转化为丙烯，形成脱氢流出物；

分离系统，配置成对所述脱氢流出物进行分离并形成丙烷流和丙烯流；

聚合区，配置成将至少一部分的所述丙烯流转化为聚丙烯并产生聚合产物、运载气体流和吹扫气体流；

用于将所述运载气体流进料至所述分离系统的流送管线；和

用于将所述吹扫气体流进料至所述分离系统的流送管线。

14.根据权利要求13所述的系统，其中所述分离系统包括：

产物气体压缩机，用于压缩所述脱氢流出物；

冷箱，用于冷却经压缩的流出物；

脱乙烷塔，配置成对经冷却并压缩的流出物进行分离以回收C2-流和C3+流；

C3分流器，配置成产生包含丙烯的塔顶产物和包含丙烷的塔底产物。

15.根据权利要求14所述的系统，其中所述冷箱还包括用于冷却并蒸发所述吹扫气体流的通道。

16.根据权利要求15所述的系统，还包括分离器，用于接收所述冷却的吹扫气体流并回收吹扫气体冷凝物流和吹扫气体蒸汽流。

17.根据权利要求16所述的系统，还包括用于将蒸发出的吹扫气体冷凝物流进料至所述产物气体压缩机的管线。

18.根据权利要求16所述的系统，还包括用于将所述吹扫气体蒸汽流进料至所述聚合反应区的管线。

19.根据权利要求14所述的系统，其中所述冷箱还包括用于冷却所述运载气体流的通道，以产生经冷却的运载气体冷凝物流和运载气体蒸汽流。

20.根据权利要求19所述的系统，还包括用于将所述经冷却的运载气体冷凝物流进料至所述C3分流器的管线。

21.根据权利要求19所述的系统，还包括用于将所述运载气体蒸汽流进料至所述产物气体压缩机的管线。

22.根据权利要求13所述的系统，还包括：

聚丙烯再循环气体冷却器；和

用于将一部分的所述丙烯流作为制冷剂进料至所述聚合再循环气体冷却器的管线。

23.一种用于集成生产丙烯和聚丙烯的方法，包括：

将包含丙烷的烃原料进料至丙烷脱氢反应区以将一部分的所述丙烷转化为丙烯，形成脱氢流出物；

在分离系统中对所述脱氢流出物进行分离，形成丙烯流和丙烷流；

将第一部分的所述丙烯流进料至聚合区，在所述聚合区中所述丙烯反应生成聚合产物和再循环气体；和

将第二部分的所述丙烯流作为制冷剂进料至热交换器以冷却所述再循环气体。

24.根据权利要求23所述的方法，还包括从所述聚合区回收吹扫气体流和运载气体流。

25.根据权利要求24所述的方法，还包括在所述分离系统中冷却所述吹扫气体流和所述运载气体流中的一种或两种。

26.根据权利要求25所述的方法，其中冷却所述吹扫气体流包括冷凝一部分的所述吹扫气体流，所述方法还包括将所述吹扫气体冷凝物与主要包含氮气的剩余吹扫气体蒸汽分离。

27.根据权利要求26所述的方法，还包括将所述吹扫气体蒸汽进料至脱气单元，使所述吹扫气体蒸汽与来自聚合反应器的流出物或其部分接触，以将污染物与聚合物分离。

28.根据权利要求27所述的方法，其中所述污染物包括氢气、乙烯、丙烷和丙烯中的一种或多种。

29.根据权利要求25所述的方法，其中冷却所述吹扫气体流包括冷凝一部分的所述运载气体流，所述方法还包括：

将所述运载气体冷凝物与剩余的运载气体蒸汽分离；和

将所述运载气体蒸汽与所述脱氢流出物混合。

30.根据权利要求29所述的方法，还包括将所述运载气体冷凝物进料至所述分离系统的C3分流器。