CN112939721A - 一种烷烃脱氢反应产物分离工艺 - Google Patents
一种烷烃脱氢反应产物分离工艺 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112939721A CN112939721A CN202110154076.XA CN202110154076A CN112939721A CN 112939721 A CN112939721 A CN 112939721A CN 202110154076 A CN202110154076 A CN 202110154076A CN 112939721 A CN112939721 A CN 112939721A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- deethanizer
- separation process
- stripping section
- alkane dehydrogenation
- dehydrogenation reaction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000926 separation method Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 238000006356 dehydrogenation reaction Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 title claims abstract description 21
- 150000001335 aliphatic alkanes Chemical class 0.000 title claims abstract description 19
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 17
- 239000001294 propane Substances 0.000 claims description 10
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N Ethane Chemical compound CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 14
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 13
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 abstract description 11
- 230000006872 improvement Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 16
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 13
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 8
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 6
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 4
- RYPKRALMXUUNKS-UHFFFAOYSA-N 2-Hexene Natural products CCCC=CC RYPKRALMXUUNKS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- BZLVMXJERCGZMT-UHFFFAOYSA-N Methyl tert-butyl ether Chemical compound COC(C)(C)C BZLVMXJERCGZMT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 239000001273 butane Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 150000001993 dienes Chemical class 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 description 1
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006317 isomerization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 150000005673 monoalkenes Chemical class 0.000 description 1
- IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N n-butane Chemical compound CCCC IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N n-pentane Natural products CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C7/00—Purification; Separation; Use of additives
- C07C7/04—Purification; Separation; Use of additives by distillation
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
本发明属于石油化工领域，公开了一种烷烃脱氢反应产物分离工艺，系对现有烷烃脱氢反应产物分离工艺做了三项改进：1)降低脱乙烷塔汽提段操作压力，并将其再沸热源由低低压蒸汽(0.35MPag)改为热水；2)新增汽提气压缩机，保证下游脱乙烷塔精馏段操作压力不变。本发明可降低脱乙烷塔汽提段的设备压力等级，节省投资。某25万吨/年烷烃脱氢装置反应产物分离工艺改进案例表明，新工艺能降低能耗成本1220.7万元/年。
Description
技术领域
本发明属于石油化工技术领域，具体涉及一种烷烃脱氢反应产物分离工艺。
背景技术
烷烃脱氢是以丙烷、丁烷为原料，在铂催化剂作用下，通过脱氢、异构化等技术生产丙烯的工艺。装置由反应、催化剂再生、产品分离三部分组成。其中产品分离的流程是：来自反应部分的反应产物经深冷分离脱除氢气后进脱乙烷塔，塔顶拔出乙烷，塔底液送脱丙烷塔，从顶部分离出C3，随后C3送丙烯-丙烷分离塔，塔顶得到产品丙烯，塔底丙烷则打回反应系统回炼，而出自脱丙烷塔底的物料送MTBE装置。由于乙烷的常压沸点低至-88.6℃，故脱乙烷塔需在约3.0MPa下操作，提高了塔底温度和分离能耗，实际工艺以0.35MPag蒸汽做再沸热源，吨进料耗汽约150kg。因此现有烷烃脱氢产物分离工艺中，脱乙烷塔因操作压力高，造成塔底温度高、能耗高。
发明内容
为解决现有烷烃脱氢产物分离工艺中，脱乙烷塔因操作压力高，造成塔底温度高、能耗高的问题，本发明利用其脱乙烷塔精馏段和汽提段分置的特点，提供了一种烷烃脱氢反应产物分离工艺。
本发明的目的通过下述方案实现：
一种烷烃脱氢反应产物分离工艺，具体为：
(1)将丙烷、乙烷的脱氢反应产物经深冷分离脱除氢气后送入脱乙烷塔；
(2)将脱乙烷塔汽提段操作压力设置为1.7～2.0MPag，同时塔底再沸热源为98～90℃热水；
(3)将出自脱乙烷塔汽提段的1.7～2.0MPag气体提压至3.0MPag送脱乙烷塔精馏段，实现原工况条件下的C1、C2组分脱除。
步骤(2)所述脱乙烷塔汽提段操作压力优选为1.9MPag。
步骤(3)中所述脱乙烷塔汽提段的1.9MPag气体提压至3.0MPag通过在脱乙烷塔中新增汽提段气体压缩机实现。汽提段气体压缩机提供恒定精馏段的操作压力，保证新工艺能在现有低温(-12℃)循环丙烷制冷条件下，有效的脱除反应产物中的≤C2组分，保证产品丙烯质量。
优选的，步骤(3)中C1、C2组分脱除后，烷烃脱氢产物分离工艺的后续操作为本领域常规操作。
本发明基于以下原理：
1、精馏过程拟分离组分相对挥发度随压力降低而提高的原理。相对挥发度系拟分离组分在相同温度下的饱和蒸汽压之比，比值越高，越利于分离。而降低操作压力有利于加大组分的饱和蒸汽压差，提高相对挥发度。
2、气液相平衡温度随压力降低而降低的原理。计算表明当脱乙烷塔汽提段操作压力从3.0MPag降至1.9MPag时，脱乙烷塔塔釜气液平衡温度会从约88℃降到约64℃，为改用98℃热水做脱乙烷再沸热源创造了条件。
3、热力学第二定律能量按级利用原理。当操作压力为3.0MPag时，脱乙烷塔釜温88℃，再沸器气液平衡混相返塔温度约89℃，故当用0.35MPag蒸汽(饱和温度143.8℃)做再沸热源；但降压到1.9MPag后，釜温约64℃，平衡混相返塔温度约65℃，因此可用98℃热水做再沸热源。并因相对挥发度提高，分离变得方便，再沸负荷也将降低约30％。热水源自余热，利用热水做再沸热源非但不增加能耗，反而有利于降低全厂冷却负荷。
故本发明的本质是利用了当前烷烃脱氢反应产物分离工艺中脱乙烷塔精馏段和汽提段分置的特点，实现了差压操作。其中汽提段降压，改用热水做再沸热源，实现节能降耗；精馏段原压，保证脱乙烷效果不变。
相对于现有技术，本发明具有如下优点及有益效果：
(1)脱乙烷塔再沸负荷降低约30％，并不用0.35MPag蒸汽，而改用98℃热水做热源，大幅度减少了分离能耗和成本。
(2)降压操作降低了脱乙烷塔汽提段的设备压力等级，于新建装置可减少设备投资；于装置改造，便于实施；同时，不改变脱乙烷塔精馏段的操作压力，不影响脱乙烷效果；
(3)只新增汽提气体压缩机，改造工艺简单，方便实施。
附图说明
图1为本发明对比例工艺流程示意图(现有烷烃脱氢工艺反应产物分离单元)；
图中编号说明如下：1-脱乙烷塔汽提段；2-空气冷却器；3-脱乙烷塔汽提段再沸器；4-脱乙烷塔精馏段；5-低温丙烷冷却器；6-脱乙烷精馏段塔顶气液分离罐；7-回流泵；8-精馏段塔底泵；9-换热器；10-节流阀；11-脱丙烷塔进料换热器；12-脱丙烷塔；13-脱丙烷塔再沸器；14-空气冷却器；15-脱丙烷塔顶回流罐；16-脱丙烷塔顶回流泵；17-脱丙烷塔进料阀。
图2为本发明实施例的工艺流程示意图。
图中编号说明如下：1-脱乙烷塔汽提段；2-空气冷却器；3-脱乙烷塔汽提段再沸器；4-脱乙烷塔精馏段；5-低温丙烷冷却器；6-脱乙烷精馏段塔顶气液分离罐；7-回流泵；8-精馏段塔底泵；9-换热器；10-节流阀；11-脱丙烷塔进料换热器；12-脱丙烷塔；13-脱丙烷塔再沸器；14-空气冷却器；15-脱丙烷塔顶回流罐；16-脱丙烷塔顶回流泵；17-脱丙烷塔进料阀；18-压缩机。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
对比例
本对比例为某石化企业现有25万吨/年烷烃脱氢装置烷烃脱氢反应产物分离单元。如图1所示，来自反应系统，并经SHP(二烯烃选择性氢化成单烯烃)纯化的烷烃脱氢反应产物92.3t/h、65℃先进脱乙烷塔汽提段1。脱乙烷塔汽提段1的操作压力3.0MPag、釜温88℃，再沸器3用13.3t/h、150℃、0.35MPag蒸汽做热源，对应塔顶气(C1、C2、C3)100t/h、54143.3Nm3/h、67.8℃，该气体自压进空冷2冷却到64.1℃，然后送脱乙烷塔精馏段4。脱乙烷塔精馏段4操作压力2.9MPag，塔顶气经-12℃低温循环丙烷工质冷却器5冷却至-3.9℃送分液罐6，分出C1、C2气相组分送至燃料气系统，液相组分经回流泵7以全回流方式打回脱乙烷塔精馏段4。脱乙烷塔精馏段4底部产品64.7℃、99t/h，经精馏段塔底泵8升压及经换热器9与-3.9℃的C1、C2气相组分换热后返回脱乙烷塔汽提段1顶部。脱乙烷塔汽提段1底部产品91.4t/h、88℃，经脱丙烷塔进料换热器11与脱丙烷塔塔底产品(96.5℃)换热后进脱丙烷塔12。脱丙烷塔12操作压力1.63MPag，塔底温度96.5℃，脱丙烷塔再沸器13用21.5t/h、150℃、0.35MPag蒸汽做热源，其顶部分出C3组分67.4t/h送丙烯-丙烷分离塔，生产精丙烯；底部碳四组分24t/h，经脱丙烷塔进料换热器11降温后送MTBE装置。
实施例
一种烷烃脱氢反应产物分离新工艺，系在对比例的原有工艺流程上做了如下改进：
1)将脱乙烷塔汽提段1的操作压力由3.0MPag降到1.9MPag；
2)脱乙烷塔汽提段再沸器3不用0.35MPag蒸汽做热源，改用98℃热水做热源；
3)新增汽提气体压缩机18，将来自脱乙烷塔汽提段1的1.9MPag气体升压至3.0MPag，然后同对比例的流程送精馏段4。
新工艺如图2所示。图中，来自SHP的烷烃脱氢反应产物92.3t/h、65℃进脱乙烷塔汽提段1。脱乙烷塔汽提段1的操作压力1.9MPag、釜温64℃，再沸器3用502t/h、98℃热水做热源(回水88℃)，脱乙烷塔汽提段1塔顶气体98.3t/h、53615.3Nm3/h、45.5℃、1.9MPag经压缩机18升压到3.0MPag、71.4℃，再经空冷2冷却到62℃，然后进脱乙烷塔精馏段4，精馏段操作同对比例。脱乙烷塔汽提段1底部产品91.4t/h、64℃，经换热器11与脱丙烷塔塔底产品(96.5℃)换热送脱丙烷塔12。脱丙烷塔12操作压力1.63MPag，塔底温度96.5℃，再沸器13用22.35t/h、150℃、0.35MPag蒸汽做热源，其顶部分出C3组分67.4t/h送丙烯-丙烷分离塔，生产精丙烯；底部碳四组分24t/h，经换热器11降温后送MTBE装置。
下面进行比较例和实施例对比：
1、产品对比
表1是对比例和实施例的产品分布及组成。
表1对比例和实施例的产品分布及组成
从表1可以看出，新工艺不改变产品分布和组成。
2、能耗对比
表2是对比例和实施例的能耗对比。
表2对比例和实施例能耗对比
可见，相比对比例，实施例：
1)脱乙烷塔再沸负荷减少204.6×104kcal/h、降幅29％；
2)脱乙烷塔再沸器改用502t/h热水做热源，节省0.35MPag蒸汽13.3t/h；
3)按80％等熵效率计算，新增压缩机18耗电691.7kwh；
4)脱丙烷塔再沸负荷增加48.2×104kcal/h，多耗0.35MPag蒸汽0.9t/h，增幅4.2％；
5)空冷2和14负荷减少83.1×104kcal/h，降幅4.6％。低温循环丙烷工质冷却器5负荷基本不变。
按0.35MPa蒸汽180元/t、热水0.725元/104kcal、电0.6元/kwh，装置年开工8400小时计算，实施例较比较例降低能耗成本1220.7万元/年。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其它的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种烷烃脱氢反应产物分离工艺，其特征在于具体为：
(1)将丙烷、乙烷的脱氢反应产物经深冷分离脱除氢气后送入脱乙烷塔；
(2)将脱乙烷塔汽提段操作压力设置为1.7～2.0MPag，同时塔底再沸热源为98～90℃热水；
(3)将出自脱乙烷塔汽提段的1.7～2.0MPag气体提压至3.0MPag送脱乙烷塔精馏段，实现原工况条件下的C1、C2组分脱除。
2.根据权利要求1所述的烷烃脱氢反应产物分离工艺，其特征在于：步骤(2)所述脱乙烷塔汽提段操作压力为1.9MPag。
3.根据权利要求1所述的烷烃脱氢反应产物分离工艺，其特征在于：步骤(3)中所述脱乙烷塔汽提段的1.7～2.0MPag气体提压至3.0MPag通过在脱乙烷塔中新增汽提段气体压缩机实现。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110154076.XA CN112939721A (zh) | 2021-02-04 | 2021-02-04 | 一种烷烃脱氢反应产物分离工艺 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110154076.XA CN112939721A (zh) | 2021-02-04 | 2021-02-04 | 一种烷烃脱氢反应产物分离工艺 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112939721A true CN112939721A (zh) | 2021-06-11 |
Family
ID=76243768
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110154076.XA Pending CN112939721A (zh) | 2021-02-04 | 2021-02-04 | 一种烷烃脱氢反应产物分离工艺 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112939721A (zh) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105503492A (zh) * | 2015-12-30 | 2016-04-20 | 中国寰球工程公司 | 一种mtp装置及其新型分离工艺 |
| CN110248917A (zh) * | 2016-12-29 | 2019-09-17 | 环球油品有限责任公司 | 从烃分离中回收热量的方法 |
-
2021
- 2021-02-04 CN CN202110154076.XA patent/CN112939721A/zh active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105503492A (zh) * | 2015-12-30 | 2016-04-20 | 中国寰球工程公司 | 一种mtp装置及其新型分离工艺 |
| CN110248917A (zh) * | 2016-12-29 | 2019-09-17 | 环球油品有限责任公司 | 从烃分离中回收热量的方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 卢光明等: "乙烯装置前脱乙烷工艺节能及长周期运行研究", 《化学工程》 * |
| 李萍萍: "25万吨混合烷烃脱氢装置的全流程模拟及换热网络优化", 《中国优秀博硕士学位论文全文数据库(硕士)工程科技Ⅰ辑》 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5133890B2 (ja) | オレフィンの製造のために生成ガスから低級オレフィンを回収する方法 | |
| US8959952B2 (en) | Method for separating a mixture of carbon monoxide, methane, hydrogen and optionally nitrogen by cryogenic distillation | |
| CN101659876B (zh) | 一种催化裂化吸收稳定系统节能和多产丙烯的方法 | |
| EA011918B1 (ru) | Объединенная установка для регазификации сжиженного природного газа и разделения компонентов сопутствующего газа | |
| CN108976099A (zh) | 一种低碳烯烃气体的深冷分离方法 | |
| CN112266799B (zh) | 一种实现吸收稳定系统能耗降低的延迟焦化方法 | |
| CN112179048B (zh) | 一种贫氦天然气轻烃回收与提氦的联产系统和方法 | |
| CN106316761A (zh) | 丙烷脱氢制丙烯反应产物的分离方法 | |
| CN101531919B (zh) | 吸收稳定系统节能装置及操作工艺 | |
| CN105237370A (zh) | 一种环己醇脱氢生产环己酮的工艺方法 | |
| CN113563917A (zh) | 一种硫酸烷基化反应产物的分离工艺及分离装置 | |
| CN112939721A (zh) | 一种烷烃脱氢反应产物分离工艺 | |
| CN109608299B (zh) | 一种基于塔间热集成技术的石油轻烃分离装置及方法 | |
| CN112410069A (zh) | 一种催化裂化粗汽油加氢精制工艺 | |
| CN110590490B (zh) | 一种回收液化天然气中烃类的系统和方法 | |
| CN108586185B (zh) | 一种差压热偶丙烯精制分离系统及分离方法 | |
| CN110553463A (zh) | 一种HyCO深冷分离装置节能优化系统及其工艺 | |
| CN216062073U (zh) | 一种硫酸烷基化反应产物的分离装置 | |
| CN102086409A (zh) | 裂解汽油高低压热耦合分离工艺 | |
| CN101503631B (zh) | 催化裂化分馏塔油气节能装置及操作工艺 | |
| CN112939724B (zh) | 一种丙烷脱氢制丙烯反应产物回收装置和回收工艺 | |
| CN110937970B (zh) | 一种制备丙烯的方法和系统 | |
| CN104211554B (zh) | 一种从mto/dto产品气中回收乙烯的系统及方法 | |
| CN110975315A (zh) | 一种高纯度环氧丙烷的节能性精馏提纯系统 | |
| CN107304158B (zh) | 一种生产异丁烷的组合装置及方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210611 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |