CN114616043A - 丙烷脱氢系统中反应器进料的制冷回收 - Google Patents

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Abstract

一种从进料到丙烷脱氢反应器的丙烷回收制冷信用的方法，该方法通过完全冷凝脱丙烷塔顶部物流，降低冷凝物流的压力，并在较低压力下用工艺物流蒸发所述物流以回收制冷信用。

Description

丙烷脱氢系统中反应器进料的制冷回收
技术领域
本发明涉及一种用于从丙烷脱氢(PDH)工艺中回收丙烯的方法，更具体地，涉及从PDH工艺中的反应器进料回收制冷。
背景
丙烷脱氢(PDH)是由丙烷制备丙烯的工艺步骤。PDH对石油化工行业很重要，因为丙烯是石油化工行业中次于乙烯的第二重要的起始产品。在PDH工艺中，脱乙烷塔和冷却列系统的目的是将裂解的气体分离成富甲烷尾气产品、C2工艺物流和C3工艺物流。
改进PDH工艺总是有益的，例如通过降低制冷功率需求和/或降低压缩机系统的尺寸和成本。特别是，提供在-5至30℃范围的工艺冷却所需的制冷功率通常很高。目前，脱丙烷塔顶部物流作为蒸气产物产生，其进料到反应器系统而不回收制冷。通过丙烯制冷提供-5至30℃范围的工艺冷却。
附图简述
图1是如本文所述的PDH工艺的一部分的非限制性示意图。
概述
在一个非限制性实施方案中，提供了一种用于从丙烷脱氢工艺回收丙烯的方法，其中该方法包括在相对高压下用相对温热的冷却介质部分或完全冷凝脱丙烷塔顶部物流；降低液体顶部物流的压力；以及用至少一种工艺物流部分或完全蒸发液体顶部物流以提供制冷。
在另一个非限制性形式中，提供了一种用于从丙烷脱氢工艺回收丙烯的系统，其中该系统包括产生脱丙烷塔顶部物流的脱丙烷塔，至少一个用于部分或完全冷凝脱丙烷塔顶部物流的冷凝器，至少一个用于降低由反应器的背压确定的脱丙烷塔顶部物流的压力的装置，和至少一个用于部分或完全蒸发脱丙烷塔顶部物流的冷却器。
详述
在一个典型的丙烷脱氢工艺中，富含丙烷的新鲜进料以及来自C3分流器的富含丙烷的循环穿过脱丙烷塔以去除C4+组分。纯化的富含丙烷的物流作为蒸气顶部产物被回收，其直接进料到反应器系统而无需制冷热回收。
在一个非限制性实施方案中，已发现脱丙烷塔顶部物流可在相对高压下用相对温热的冷却介质如冷却水部分或完全冷凝。在一个非限制性实施方案中，“相对温热”被定义为独立地在约20℃至约50℃，供选择地，独立地在约28℃至约34℃；其中术语“独立地”在关于范围使用时意味着任何阈值可以与任何其他阈值一起使用以给出合适的供选择的范围。在另一个非限制性形式中，“相对高压”被定义为独立地在约10至约20barg；供选择地，独立地在约12barg至约15barg。除了水之外的其他冷却介质可以包括但不一定限于空气冷却。
然后将液体顶部物流减压(基于来自反应器的背压)并用工艺物流蒸发以独立地在约-10℃至约+30℃，供选择地，独立地约-5℃至约10℃的温度范围内提供制冷，并抵消通常由相同温度范围的丙烯或丙烷制冷系统提供的对制冷的需求。
更详细地，并参考图1，来自工艺气体干燥器(未显示-来自图1左侧)的干燥工艺气体1在第一脱乙烷塔进料冷却器20中用丙烷冷却并作为气体2被送至第一脱乙烷塔进料筒22。来自第一脱乙烷塔进料筒22的液体被进料至脱乙烷塔24。顶部蒸气进入工艺气体压缩机(PGC)26。来自工艺气体压缩机26的排出气体3在第二脱乙烷塔进料冷却器28中用丙烷冷却并部分冷凝，并且作为物流4被送出，随后在第三脱乙烷塔进料冷却器30中被丙烯制冷剂冷却并被送至第二脱乙烷塔进料筒32。来自第二脱乙烷塔进料筒32的液体被进料至脱乙烷塔24。还显示了脱乙烷塔再沸器38。
通过泵36在脱乙烷塔24上段5上的泵循环在脱乙烷塔第一侧冷却器46中使用丙烷，在脱乙烷塔第二侧冷却器48中使用中级丙烯制冷剂6，以减少对顶部冷凝器上低级制冷剂的需求。
在一个非限制性实施方案中，通过使用阀40、42和44将来自脱丙烷塔顶部物流(来自图1左侧-脱丙烷塔未显示)的液体丙烷7减压(由反应器背压确定)，并在第二脱乙烷塔进料冷却器28、第一脱乙烷塔进料冷却器20和脱乙烷塔第一侧冷却器46的组合中完全蒸发。来自冷却器的蒸发的丙烷9被送至冷箱34以被重新加热，并从冷箱34作为丙烷物流10送至反应器。
物流信息的非限制性实例在表I中给出，而冷却器功率的非限制性实例在表II中给出。
表I
示例性物流信息
Figure BDA0003618185710000031
表II
示例性功率
功率 Gcal/h
第一脱乙烷塔进料冷却器20 4.7
第二脱乙烷塔进料冷却器28 4.0
脱乙烷塔第一泵循环冷却器46 3.1
冷箱(丙烷)34 3.6
如本文所述将丙烷进料至用于制冷回收的反应器的使用显著降低了对来自丙烯或丙烷制冷系统的制冷的需求，并且可以降低压缩机系统的尺寸和成本。在一个非限制性实施方案中，制冷需求可以减少约50％或更多，供选择地约30％或更多。在不同的非限制性形式中，压缩机系统成本的降低可以是约30％，供选择地约20％。
在上述说明书中，已经参照其具体实施方案对本发明进行了描述。然而，本说明书应被视为说明性的而非限制性的意义。例如，落入要求保护的或公开的参数但未在具体实施例中具体确定或尝试的设备、工艺和操作条件，预期将在本发明的范围内。
本发明可在不存在未公开的元素的情况下实施。此外，本发明可适当地包括所公开的元素、由所公开的元素组成或基本由所公开的元素组成。例如，可提供一种用于从PDH工艺回收丙烯的方法，其中该方法基本由以下组成或由以下组成：在相对高压下，用相对温热的冷却介质部分或完全冷凝脱丙烷塔顶部物流；降低液体顶部物流的压力；以及用至少一种工艺物流部分或完全蒸发液体顶部物流以提供制冷。
还可以提供一种用于从丙烷脱氢工艺回收丙烯的系统，其中该系统基本上由以下组成或由以下组成：产生脱丙烷塔顶部物流的脱丙烷塔组成；至少一个用于部分或完全冷凝脱丙烷塔顶部物流的冷凝器；至少一个用于降低由反应器的背压确定的脱丙烷塔顶部物流的压力的装置；和至少一个用于部分或完全蒸发脱丙烷塔顶部物流的冷却器。
如在整个权利要求书中使用的词语“包括(comprising)”和“包括(comprises)”应分别解释为是指“包括(including)但不限于”和“包括(includes)但不限于”。
如本文所使用的，词语“基本上”应指“大体上是但不完全是所指定的”。
如本文所使用的，单数形式“一(a)”、“一个(an)”和“所述”旨在也包括复数形式，除非上下文明确地以其它方式指出。
如本文所使用的，术语“约”在提及给定参数时包括所述值，并具有由上下文确定的含义(例如，其包括与给定参数的测量相关的误差程度)。
如本文所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关列出项目的任何和所有组合。

Claims (7)

1.一种用于从丙烷脱氢工艺回收丙烯的方法，所述方法包括：
在相对高压下用相对温热的冷却介质部分或完全冷凝脱丙烷塔顶部物流；
降低液体顶部物流的压力；以及
用至少一种工艺物流部分或完全蒸发所述液体顶部物流以提供制冷。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述降低液体顶部物流的压力是基于来自反应器的背压。
3.根据权利要求1所述的方法，其中在用至少一种工艺物流蒸发所述液体顶部物流以提供制冷中，所述制冷在-10至30℃的范围。
4.根据权利要求1所述的方法，其中在用至少一种工艺物流蒸发所述液体顶部物流以提供制冷中，抵消了由丙烯或丙烷制冷系统在相同温度范围提供的对制冷的需求。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述相对温热的冷却介质处于20℃至50℃的温度，并且其中所述相对高压为10至20barg。
6.一种用于从丙烷脱氢工艺回收丙烯的系统，所述系统包括：
产生脱丙烷塔顶部物流(7)的脱丙烷塔；
至少一个用于部分或完全冷凝所述脱丙烷塔顶部物流的冷凝器；
至少一个用于降低由反应器的背压确定的所述脱丙烷塔顶部物流(7)的压力的装置(40、42、44)；和
至少一个用于部分或完全蒸发所述脱丙烷塔顶部物流(7)的冷却器(40、42、46)。
7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述装置是阀(40、42、44)。
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