CN114685236A - 从粗丙烯气中脱除二氧化碳和甲醇的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及气体净化技术领域,公开了一种从粗丙烯气中脱除二氧化碳和甲醇的方法及装置。其中,该方法包括:(A)将含二氧化碳和甲醇的粗丙烯气与碱性溶液进行逆流接触,得到净化的丙烯气和第一富液;其中,所述第一富液中含有10‑60wt%的丙烯;(B)将所述第一富液进行精馏,分离出丙烯并进行回收,并得到第二富液;(C)将所述第二富液进行解析,得到二氧化碳和甲醇的混合气体以及贫液;(D)将所述混合气体先后进行冷凝和气液分离,得到气相二氧化碳和液相甲醇;所述贫液循环加入所述碱性溶液重复使用。本发明提供的方法和装置可实现同步脱除粗丙烯气中的二氧化碳和甲醇杂质,丙烯的回收率可达到99%以上。
Description
技术领域
本发明涉及气体净化技术领域,具体涉及一种从粗丙烯气中脱除二氧化碳和甲醇的方法及装置。
背景技术
过氧化氢直接氧化法(HPPO)是制备环氧丙烷的重要技术方法之一,该方法具有选择性高、制备条件温、环保等优势。在过氧化氢直接氧化丙烯制取环氧丙烷的工艺中,丙烯的氧化过程会产生含氧气和甲醇的丙烯尾气,由于该尾气存在安全风险,通常采用氧化转变的方式,将氧气转化为二氧化碳,以提高安全性,同时产生了含二氧化碳和甲醇的粗丙烯气。丙烯是高价值的化工原料,将其中的二氧化碳脱除后对丙烯进行再回收利用,具有重要的经济意义。
目前二氧化碳的脱除技术主要可分为三大类:溶剂吸收脱碳技术、精馏分离技术和固体吸附剂吸附脱碳技术。其中,溶剂吸收脱碳技术的应用最为广泛,该技术的工艺流程通常为:将含二氧化碳等杂质的待净化气体在吸收塔中与吸收液逆流接触,二氧化碳及其他酸性杂质气体被吸收液吸收,在达到工艺允许的杂质残留量后回收净化后的气体;吸收液在吸收二氧化碳后变为富液进入再生塔,并在低压条件下受热解析出二氧化碳,解析后得到的贫液作为吸收液循环至吸收塔重复使用。
CN107970743A公开了一种分离二氧化碳的方法,该方法包括:a、使含有二氧化碳的混合气体进入吸收塔(2)与吸收液逆流接触进行吸收,从所述吸收塔(2)的塔顶和塔底分别得到净化气和富含二氧化碳的富液;b、使所述富液经加热后得到热转移富液,使所述热转移富液经降压后进入低压闪蒸罐(6)进行气液分离,得到闪蒸气和闪蒸产物;c、使所述闪蒸产物进入解吸塔(4)顶部进行吸收液再生,从所述解吸塔(4)的塔顶和塔底分别得到再生气和脱除了二氧化碳的贫液;使所述贫液经降温后进入所述吸收塔(2)顶部,作为所述吸收液的一部分继续吸收二氧化碳;d、从所述解吸塔(4)中部抽出脱除了部分二氧化碳的第一半贫液;使所述第一半贫液中的一部分经降温后进入所述吸收塔(2)顶部,作为所述吸收液的一部分继续吸收二氧化碳;使其余部分的所述第一半贫液与所述贫液换热后返回所述解吸塔(4)中部继续进行吸收液再生。该方法采用两塔多段吸收、解吸工艺,操作方便,有效提高了二氧化碳的吸收效率和脱除效率,降低了吸收液使用量,但未涉及对富液中所溶解的待回收气体的处理回收。
综上,现有技术中一般采用两塔工艺,一塔吸收,一塔解吸,并未充分考虑待回收气体在吸收液中的溶解情况。当处理对象为含二氧化碳和甲醇的粗丙烯气时,在吸收塔的较高作业压力下,会有较大量的丙烯溶解在富液中并随之排出吸收塔,造成丙烯的回收率大幅降低。另外,由于甲醇在水中的溶解度大且沸点高,需在脱除二氧化碳的过程中对其同步进行分离回收。因此,提供一种丙烯回收率更高,且能同步脱除二氧化碳和甲醇的方法,对于过氧化氢直接氧化丙烯制取环氧丙烷的工艺尾气中丙烯的回收具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是针对现有的溶剂吸收脱碳技术在净化粗丙烯气的过程中未充分考虑丙烯在吸收液中的溶解情况,进而导致丙烯回收率偏低、资源浪费的问题,提供了一种从粗丙烯气中脱除二氧化碳和甲醇的方法及装置。
为了实现上述目的,本发明第一方面提供了一种从粗丙烯气中脱除二氧化碳和甲醇的方法,其中,该方法包括:
(A)将含二氧化碳和甲醇的粗丙烯气与碱性溶液进行逆流接触,所述碱性溶液对所述粗丙烯气中的杂质进行吸收,得到净化的丙烯气和第一富液;其中,所述第一富液中含有10-60wt%的丙烯;
(B)将所述第一富液进行精馏,分离出丙烯并进行回收,并得到第二富液;
(C)将所述第二富液进行解析,得到二氧化碳和甲醇的混合气体以及贫液;
(D)将所述混合气体先后进行冷凝和气液分离,得到气相二氧化碳和液相甲醇;将所述液相甲醇分为a股甲醇和b股甲醇,所述a股甲醇进行回流并与所述二氧化碳和甲醇的混合气进行逆流接触;所述b股甲醇进行回收;
所述气相二氧化碳收集后进行排放;所述贫液循环加入所述碱性溶液重复使用。
本发明第二方面提供了一种从粗丙烯气中脱除二氧化碳和甲醇的装置,其中,所述装置包括:吸收塔1、分离塔2、解析塔3、回流罐4、1#再沸器5、2#再沸器6、冷凝器7、泵8和分离塔底泵12;其中,
所述吸收塔1用于将所述粗丙烯气与所述碱性溶液进行逆流接触,所述碱性溶液对所述粗丙烯气中的杂质进行吸收,得到净化的丙烯气和第一富液9;
所述分离塔2和1#再沸器5用于将所述第一富液9进行精馏,分离出丙烯并进行回收,并得到第二富液10;
所述分离塔底泵12用于将所述第二富液10输送到所述解析塔3;
所述解析塔3和2#再沸器6用于将所述第二富液10进行解析,得到二氧化碳和甲醇的混合气体以及贫液11;
所述泵8用于将所述贫液11循环加入所述碱性溶液重复使用;
所述冷凝器7用于将所述混合气体进行冷凝;
所述回流罐4用于进行所述冷凝后的气液分离,得到气相二氧化碳和液相甲醇;将所述液相甲醇分为a股甲醇和b股甲醇,所述a股甲醇进行回流并与所述二氧化碳和甲醇的混合气进行逆流接触;所述b股甲醇进行回收;所述气相二氧化碳收集后进行排放。
通过上述技术方案,本发明具有如下有益效果:
(1)在传统的吸收与解析这两个步骤之间增设丙烯分离步骤,进而将在吸收步骤中溶解于富液中的较大量的丙烯从富液中分离出来并进行二次回收,可使得最终丙烯的回收率达到99%以上;
(2)实现同步脱除粗丙烯气中的二氧化碳和甲醇杂质,并对甲醇进行回收;
(3)可连续操作运行,工艺流程简单易行,回收成本低。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与下面的具体实施方式一起用于解释本发明,但并不构成对本发明的限制。在附图中:
图1是本发明提供的从粗丙烯气中脱除二氧化碳和甲醇的装置的结构示意图。
附图标记说明
1-吸收塔 2-分离塔
3-解析塔 4-回流罐
5-1#再沸器 6-2#再沸器
7-冷凝器 8-泵
9-第一富液 10-第二富液
11-贫液 12-分离塔底泵
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值,这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说,各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间,以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围,这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明,并不用于限制本发明。
在没有特别说明的情况下,本文中的ppm是指质量ppm。
本发明第一方面提供了一种从粗丙烯气中脱除二氧化碳和甲醇的方法,其特征在于,该方法包括:
(A)将含二氧化碳和甲醇的粗丙烯气与碱性溶液进行逆流接触,所述碱性溶液对所述粗丙烯气中的杂质进行吸收,得到净化的丙烯气和第一富液;其中,所述第一富液中含有10-60wt%的丙烯;
(B)将所述第一富液进行精馏,分离出丙烯并进行回收,并得到第二富液;
(C)将所述第二富液进行解析,得到二氧化碳和甲醇的混合气体以及贫液;
(D)将所述混合气体先后进行冷凝和气液分离,得到气相二氧化碳和液相甲醇;将所述液相甲醇分为a股甲醇和b股甲醇,所述a股甲醇进行回流并与所述二氧化碳和甲醇的混合气进行逆流接触;所述b股甲醇进行回收;
所述气相二氧化碳收集后进行排放;所述贫液循环加入所述碱性溶液重复使用。
在本发明的一些实施方式中,在步骤(A)中,所述粗丙烯气源自于过氧化氢直接氧化丙烯制取环氧丙烷的装置,其主要组分为丙烯并含二氧化碳和甲醇等杂质,所述粗丙烯气中的二氧化碳含量≤15wt%,甲醇含量≤5wt%。
在本发明的一些实施方式中,在步骤(A)中,所述碱性溶液作为吸收液,其含有溶质和水,为获得更好的对所述杂质的吸收效果,所述溶质优选为醇胺类化合物和/或碱金属碳酸盐;
进一步优选地,所述醇胺类化合物为一乙醇胺、二乙醇胺、甲基二乙醇胺中的至少一种;
进一步优选地,所述碱金属碳酸盐为碳酸钾和/或碳酸钠;
进一步优选地,所述溶质的质量分数≤40wt%并且不低于10wt%。
在本发明的一些实施方式中,在步骤(A)中,所述碱性溶液与所述粗丙烯气的质量比为1:(0.1-10),由于采用逆流接触的方式进行所述吸收,为获得更好的对所述杂质的吸收效果,在实际操作中可以对所述碱性溶液和所述粗丙烯气进行流量控制,优选地,以质量计,所述碱性溶液与所述粗丙烯气的流量比为1:(0.1-10)。
在本发明的一些实施方式中,在步骤(A)中,为使得所述碱性溶液能够更充分地吸收所述杂质,所述逆流接触和吸收在高压的条件下进行,以强化吸收效果,优选地,所述吸收的条件可以包括:压力为1-4MPaG,温度为70-115℃;
进一步优选地,所述吸收可以在填料塔和/或板式塔中进行,压力为1-4MPaG,塔顶温度为70-109℃,塔底温度为75-115℃。
在本发明的一些实施方式中,在步骤(A)中,所述碱性溶液在充分吸收所述杂质后成为第一富液,由于在高压的条件下进行所述吸收,所述粗丙烯气中有较大量的丙烯在此过程中溶解于所述第一富液中,进而使得所述第一富液中含有10-60wt%的丙烯。
在本发明的一些实施方式中,在步骤(A)中,所述粗丙烯气在经过所述吸收后成为净化的丙烯气并被回收,所述净化的丙烯气中二氧化碳含量≤8000ppm,甲醇含量≤50ppm。
在本发明的一些实施方式中,在步骤(B)中,为使得丙烯与所述第一富液分离,所述精馏在低压的条件下进行,在分离出丙烯的同时得到第二富液。所述精馏的过程可以采用本领域常规的方式及装置,例如,将第一富液引入板式塔中,并加热下流到塔底的第一富液,其中所吸收的甲醇由于沸点低而先气化为高温气相甲醇,并向上流动与第一富液逆流接触,经热量传递后,第一富液中的丙烯气化并从塔顶分离出来进行回收,所述高温气相甲醇转变为液相并流回塔底,成为所得到的第二富液中的组分。
在本发明中,为获得更好的丙烯与所述第一富液分离的分离效果,同时又不会导致二氧化碳和甲醇在步骤(B)中被提前解析分离出来,优选地,所述精馏的条件包括:压力为0-0.35MPaG,温度为45-112℃;
进一步优选地,所述精馏可以在填料塔和/或板式塔中进行,压力为0-0.35MPaG,塔顶温度为45-62℃,塔底温度为95-112℃。
在本发明的一些实施方式中,在步骤(C)中,为使得二氧化碳和甲醇能够更充分地从所述第二富液中解析出来,所述解析在低压、高温的条件下进行,优选地,所述解析的条件包括:压力为-0.05MPaG至0.4MPaG,温度为45-150℃;
进一步优选地,所述解析可以在填料塔和/或板式塔中进行,压力为-0.05MPaG至0.4MPaG,塔顶温度为45-111℃,塔底温度为120-150℃。
在本发明的一些实施方式中,在步骤(D)中,为更充分地将二氧化碳和甲醇分离,可以采用常规的调节温度和压力的方式来对所述冷凝进行调控,优选地,所述冷凝的条件包括:温度为35-75℃,压力为-0.05MPaG至0.4MPaG。
在本发明的一些实施方式中,在步骤(D)中,将所述a股甲醇进行回流并与所述二氧化碳和甲醇的混合气进行逆流接触,其作用是促进步骤(C)中的所述解析能够将二氧化碳和甲醇更充分地从所述第二富液中分离释放出来,同时降低解析过程中的水分损失。
本发明提供的方法,通过增设丙烯分离步骤将富液中所溶解的丙烯分离出来并进行二次回收,对于本发明步骤(A)中得到的所述净化丙烯气以及步骤(B)中得到的丙烯,二者在分别回收后既可以进行合并利用,也可以各自分别进行利用,即使得丙烯的最终回收率显著得到提高。
本发明第二方面提供了一种从粗丙烯气中脱除二氧化碳和甲醇的装置,如图1所示,其中,所述装置包括:吸收塔1、分离塔2、解析塔3、回流罐4、1#再沸器5、2#再沸器6、冷凝器7、泵8和分离塔底泵12;其中,
所述吸收塔1用于将所述粗丙烯气与所述碱性溶液进行逆流接触,所述碱性溶液对所述粗丙烯气中的杂质进行吸收,得到净化的丙烯气和第一富液9;
所述分离塔2和1#再沸器5用于将所述第一富液9进行精馏,分离出丙烯并进行回收,并得到第二富液10;
所述分离塔底泵12用于将所述第二富液10输送到所述解析塔3;
所述解析塔3和2#再沸器6用于将所述第二富液10进行解析,得到二氧化碳和甲醇的混合气体以及贫液11;
所述泵8用于将所述贫液11循环加入所述碱性溶液重复使用;
所述冷凝器7用于将所述混合气体进行冷凝;
所述回流罐4用于进行所述冷凝后的气液分离,得到气相二氧化碳和液相甲醇;将所述液相甲醇分为a股甲醇和b股甲醇,所述a股甲醇进行回流并与所述二氧化碳和甲醇的混合气进行逆流接触;所述b股甲醇进行回收;所述气相二氧化碳收集后进行排放。
在本发明的一些实施方式中,如图1所示,含二氧化碳和甲醇的粗丙烯气由吸收塔1的下部进料点连续进入,并与由吸收塔1的上部进料点连续进入的碱性溶液逆流接触,所述碱性溶液对所述粗丙烯气中的杂质进行吸收,得到净化的丙烯气由吸收塔1的顶部出料点排出并回收,得到的第一富液9由吸收塔1的下部出料点排出;将所述第一富液9由分离塔2的上部第一块塔盘上方的进料点连续进入,并在1#再沸器5的作用下进行精馏,分离出的丙烯由分离塔2的顶部出料点排出并回收,得到的第二富液10由分离塔2的下部出料点排出;将所述第二富液10经分离塔底泵12由解析塔3的中部进料点连续进入,并在2#再沸器6的作用下进行解析,得到的二氧化碳和甲醇的混合气体由解析塔3的顶部出料点输送至冷凝器7,得到的贫液11由解析塔3的底部出料点排出,并由泵8循环至吸收塔1中并入所述碱性溶液重复使用;冷凝器7中的冷凝产物输送至回流罐4,并得到气相二氧化碳和液相甲醇;将所述液相甲醇分为a股甲醇和b股甲醇,所述a股甲醇回流至解析塔3的顶部;所述b股甲醇进行回收;所述气相二氧化碳收集后进行排放。
在本发明的一些实施方式中,所述吸收塔1、分离塔2和解吸塔3的类型包括填料塔和/或板式塔。
此外,本发明所提供的装置中还包括换热器、机泵、仪表测量设施和仪表调节设施等本领域常用的辅助构成组件在图1中并未体现或标记,但这不应影响所述装置在本发明中的充分公开以及本发明的保护范围。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
实施例1
如图1所示,粗丙烯气(其中二氧化碳含量为1.5wt%,甲醇含量为0.5wt%)由吸收塔1的下部进料点连续进入,并与由吸收塔1的上部进料点连续进入的40wt%的碳酸钾溶液(碳酸钾溶液与粗丙烯气的质量比为1:10)逆流接触,碳酸钾溶液对粗丙烯气中的杂质进行吸收(压力为1MPaG,塔顶温度为70℃,塔底温度为75℃),得到净化的丙烯气(其中二氧化碳含量为2000ppm,甲醇含量为10ppm)由吸收塔1的顶部出料点排出并回收,得到的第一富液由吸收塔1的下部出料点排出;
将第一富液由分离塔2的上部第一块塔盘上方的进料点连续进入并进行精馏(压力为0MPaG,塔顶温度为45℃,塔底温度95℃),分离出的丙烯由分离塔2的顶部出料点排出并回收,得到的第二富液由分离塔2的下部出料点排出;
将第二富液由解析塔3的中部进料点连续进入并进行解析(压力为-0.05MPaG,塔顶温度为45℃,塔底温度为120℃),得到的二氧化碳和甲醇的混合气体由解析塔3的顶部出料点输出,经冷凝、气液分离及回流后,得到的气相二氧化碳收集后进行排放;得到的液相甲醇进行回收;解析后得到的贫液由解析塔3的底部出料点排出,并循环至吸收塔1中并入碳酸钾溶液重复使用。
最终丙烯的回收率为99.8%。
实施例2
如图1所示,粗丙烯气(其中二氧化碳含量为1.5wt%,甲醇含量为5wt%)由吸收塔1的下部进料点连续进入,并与由吸收塔1的上部进料点连续进入的10wt%的甲基二乙醇胺溶液(甲基二乙醇胺溶液与粗丙烯气的质量比为1:0.1)逆流接触,甲基二乙醇胺溶液对粗丙烯气中的杂质进行吸收(压力为1.5MPaG,塔顶温度为83℃,塔底温度92℃),得到净化的丙烯气(其中二氧化碳含量为1500ppm,甲醇含量为20ppm)由吸收塔1的顶部出料点排出并回收,得到的第一富液由吸收塔1的下部出料点排出;
将第一富液由分离塔2的上部第一块塔盘上方的进料点连续进入并进行精馏(压力为0.05MPaG,塔顶温度为47℃,塔底温度为95℃),分离出的丙烯由分离塔2的顶部出料点排出并回收,得到的第二富液由分离塔2的下部出料点排出;
将第二富液由解析塔3的中部进料点连续进入并进行解析(压力为0.02MPaG,塔顶温度为68℃,塔底温度为122℃),得到的二氧化碳和甲醇的混合气体由解析塔3的顶部出料点输出,经冷凝、气液分离及回流后,得到的气相二氧化碳收集后进行排放;得到的液相甲醇进行回收;解析后得到的贫液由解析塔3的底部出料点排出,并循环至吸收塔1中并入甲基二乙醇胺溶液重复使用。
最终丙烯的回收率为99.6%。
实施例3
如图1所示,粗丙烯气(其中二氧化碳含量为2.5wt%,甲醇含量为1.5wt%)由吸收塔1的下部进料点连续进入,并与由吸收塔1的上部进料点连续进入的20wt%的碳酸钾溶液(碳酸钾溶液与粗丙烯气的质量比为1:0.4)逆流接触,碳酸钾溶液对粗丙烯气中的杂质进行吸收(压力为4MPaG,塔顶温度为109℃,塔底温度为115℃),得到净化的丙烯气(其中二氧化碳含量为1500ppm,甲醇含量为10ppm)由吸收塔1的顶部出料点排出并回收,得到的第一富液由吸收塔1的下部出料点排出;
将第一富液由分离塔2的上部第一块塔盘上方的进料点连续进入并进行精馏(压力为0.35MPaG,塔顶温度为62℃,塔底温度为112℃),分离出的丙烯由分离塔2的顶部出料点排出并回收,得到的第二富液由分离塔2的下部出料点排出;
将第二富液由解析塔3的中部进料点连续进入并进行解析(压力为0.4MPaG,塔顶温度为111℃,塔底温度为150℃),得到的二氧化碳和甲醇的混合气体由解析塔3的顶部出料点输出,经冷凝、气液分离及回流后,得到的气相二氧化碳收集后进行排放;得到的液相甲醇进行回收;解析后得到的贫液由解析塔3的底部出料点排出,并循环至吸收塔1中并入碳酸钾溶液重复使用。
最终丙烯的回收率为99.6%。
实施例4
如图1所示,粗丙烯气(其中二氧化碳含量为10wt%,甲醇含量为1wt%)由吸收塔1的下部进料点连续进入,并与由吸收塔1的上部进料点连续进入的35wt%的碳酸钠溶液(碳酸钠溶液与粗丙烯气的质量比为1:3)逆流接触,碳酸钠溶液对粗丙烯气中的杂质进行吸收(压力为2MPaG,塔顶温度为95℃,塔底温度为100℃),得到净化的丙烯气(其中二氧化碳含量为1800ppm,甲醇含量为10ppm)由吸收塔1的顶部出料点排出并回收,得到的第一富液由吸收塔1的下部出料点排出;
将第一富液由分离塔2的上部第一块塔盘上方的进料点连续进入并进行精馏(压力为0.1MPaG,塔顶温度为50℃,塔底温度为106℃),分离出的丙烯由分离塔2的顶部出料点排出并回收,得到的第二富液由分离塔2的下部出料点排出;
将第二富液由解析塔3的中部进料点连续进入并进行解析(压力为0.2MPaG,塔顶温度为95℃,塔底温度为134℃),得到的二氧化碳和甲醇的混合气体由解析塔3的顶部出料点输出,经冷凝、气液分离及回流后,得到的气相二氧化碳收集后进行排放;得到的液相甲醇进行回收;解析后得到的贫液由解析塔3的底部出料点排出,并循环至吸收塔1中并入碳酸钠溶液重复使用。
最终丙烯的回收率为99.1%。
实施例5
如图1所示,粗丙烯气(其中二氧化碳含量为8wt%,甲醇含量为3wt%)由吸收塔1的下部进料点连续进入,并与由吸收塔1的上部进料点连续进入的25wt%的碳酸钾溶液(碳酸钾溶液与粗丙烯气的质量比为1:6)逆流接触,碳酸钾溶液对粗丙烯气中的杂质进行吸收(压力为3MPaG,塔顶温度为105℃,塔底温度为110℃),得到净化的丙烯气(其中二氧化碳含量为1900ppm,甲醇含量为10ppm)由吸收塔1的顶部出料点排出并回收,得到的第一富液由吸收塔1的下部出料点排出;
将第一富液由分离塔2的上部第一块塔盘上方的进料点连续进入并进行精馏(压力为0.2MPaG,塔顶温度为56℃,塔底温度为110℃),分离出的丙烯由分离塔2的顶部出料点排出并回收,得到的第二富液由分离塔2的下部出料点排出;
将第二富液由解析塔3的中部进料点连续进入并进行解析(压力为0.1MPaG,塔顶温度为83℃,塔底温度为123℃),得到的二氧化碳和甲醇的混合气体由解析塔3的顶部出料点输出,经冷凝、气液分离及回流后,得到的气相二氧化碳收集后进行排放;得到的液相甲醇进行回收;解析后得到的贫液由解析塔3的底部出料点排出,并循环至吸收塔1中并入碳酸钾溶液重复使用。
最终丙烯的回收率为99.3%。
实施例6
如图1所示,粗丙烯气(其中二氧化碳含量为5wt%,甲醇含量为3wt%)由吸收塔1的下部进料点连续进入,并与由吸收塔1的上部进料点连续进入的15wt%的一乙醇胺溶液(一乙醇胺溶液与粗丙烯气的质量比为1:9)逆流接触,一乙醇胺溶液对粗丙烯气中的杂质进行吸收(压力为2.5MPaG,塔顶温度为98℃,塔底温度为105℃),得到净化的丙烯气(其中二氧化碳含量为1950ppm,甲醇含量为10ppm)由吸收塔1的顶部出料点排出并回收,得到的第一富液由吸收塔1的下部出料点排出;
将第一富液由分离塔2的上部第一块塔盘上方的进料点连续进入并进行精馏(压力为0.3MPaG,塔顶温度为60℃,塔底温度为112℃),分离出的丙烯由分离塔2的顶部出料点排出并回收,得到的第二富液由分离塔2的下部出料点排出;
将第二富液由解析塔3的中部进料点连续进入并进行解析(压力为0.3MPaG,塔顶温度为104℃,塔底温度为143℃),得到的二氧化碳和甲醇的混合气体由解析塔3的顶部出料点输出,经冷凝、气液分离及回流后,得到的气相二氧化碳收集后进行排放;得到的液相甲醇进行回收;解析后得到的贫液由解析塔3的底部出料点排出,并循环至吸收塔1中并入一乙醇胺溶液重复使用。
最终丙烯的回收率为99.1%。
对比例1
按照实施例1的方法,不同的是,富液由吸收塔1的下部出料点排出后,不经过分离塔2,而是直接由解析塔3的中部进料点连续进入解析塔3进行解析。其他与实施例1相同。
最终丙烯的回收率为71.1%。
对比例2
按照实施例1的方法,不同的是,碳酸钾溶液与粗丙烯气的质量比为1:15其他与实施例1相同。
最终丙烯的回收率为75%。
对比例3
按照实施例1的方法,不同的是,精馏的压力为0.4MPaG。其他与实施例1相同。
最终丙烯的回收率为92%。
通过对比实施例1-6与对比例的结果可以看出,采用本发明的方法和装置进行处理,最终丙烯的回收率达到99%以上,与现有技术中丙烯回收率在70-80%相比,大幅提升了丙烯的回收率。其中实施例1-3具有明显更优的效果,而对比例没有采用本发明的方法,最终丙烯的回收率低。
特别地,对比例1没有采用本发明中的丙烯分离步骤,未能将富液中所溶解的丙烯分离出来并回收,导致最终丙烯的回收率显著低于实施例1-6;对比例2中碱性溶液与粗丙烯气的质量比不符合本发明的条件,导致最终丙烯的回收率均显著低于实施例1-6;对比例3中精馏的压力不符合本发明的条件,导致最终丙烯的回收率为92%,无法达到实施例1-6中的最终丙烯回收率大于99%的效果。
以上详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合,这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容,均属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种从粗丙烯气中脱除二氧化碳和甲醇的方法,其特征在于,该方法包括:
(A)将含二氧化碳和甲醇的粗丙烯气与碱性溶液进行逆流接触,所述碱性溶液对所述粗丙烯气中的杂质进行吸收,得到净化的丙烯气和第一富液;其中,所述第一富液中含有10-60wt%的丙烯;
(B)将所述第一富液进行精馏,分离出丙烯并进行回收,并得到第二富液;
(C)将所述第二富液进行解析,得到二氧化碳和甲醇的混合气体以及贫液;
(D)将所述混合气体先后进行冷凝和气液分离,得到气相二氧化碳和液相甲醇;将所述液相甲醇分为a股甲醇和b股甲醇,所述a股甲醇进行回流并与所述二氧化碳和甲醇的混合气进行逆流接触;所述b股甲醇进行回收;
所述气相二氧化碳收集后进行排放;所述贫液循环加入所述碱性溶液重复使用。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,在步骤(A)中,所述粗丙烯气中的二氧化碳含量≤15wt%,甲醇含量≤5wt%。
3.根据权利要求1所述的方法,其中,在步骤(A)中,所述碱性溶液含有溶质和水,所述溶质为醇胺类化合物和/或碱金属碳酸盐;
优选地,所述醇胺类化合物为一乙醇胺、二乙醇胺和甲基二乙醇胺中的至少一种;
优选地,所述碱金属碳酸盐为碳酸钾和/或碳酸钠;
优选地,所述溶质的质量分数≤40wt%。
4.根据权利要求1所述的方法,其中,在步骤(A)中,所述碱性溶液与所述粗丙烯气的质量比为1:(0.1-10)。
5.根据权利要求1所述的方法,其中,在步骤(A)中,所述净化的丙烯气中的二氧化碳含量≤8000ppm,甲醇含量≤50ppm。
6.根据权利要求1所述的方法,其中,在步骤(A)中,所述吸收的条件包括:压力为1-4MPaG,温度为70-115℃。
7.根据权利要求1所述的方法,其中,在步骤(B)中,所述精馏的条件包括:压力为0-0.35MPaG,温度为45-112℃。
8.根据权利要求1所述的方法,其中,在步骤(C)中,所述解析的条件包括:压力为-0.05MPaG至0.4MPaG,温度为45-150℃。
9.一种从粗丙烯气中脱除二氧化碳和甲醇的装置,其特征在于,所述装置包括:吸收塔(1)、分离塔(2)、解析塔(3)、回流罐(4)、1#再沸器(5)、2#再沸器(6)、冷凝器(7)、泵(8)和分离塔底泵(12);其中,
所述吸收塔(1)用于将所述粗丙烯气与所述碱性溶液进行逆流接触,所述碱性溶液对所述粗丙烯气中的杂质进行吸收,得到净化的丙烯气和第一富液;
所述分离塔(2)和1#再沸器(5)用于将所述第一富液进行精馏,分离出丙烯并进行回收,并得到第二富液;
所述分离塔底泵(12)用于将所述第二富液输送到所述解析塔(3);
所述解析塔(3)和2#再沸器(6)用于将所述第二富液进行解析,得到二氧化碳和甲醇的混合气体以及贫液;
所述泵(8)用于将所述贫液循环加入所述碱性溶液重复使用;
所述冷凝器(7)用于将所述混合气体进行冷凝;
所述回流罐(4)用于进行所述冷凝后的气液分离,得到气相二氧化碳和液相甲醇;将所述液相甲醇分为a股甲醇和b股甲醇,所述a股甲醇进行回流并与所述二氧化碳和甲醇的混合气进行逆流接触;所述b股甲醇进行回收;所述气相二氧化碳收集后进行排放。
10.根据权利要求9所述的装置,其中,所述吸收塔(1)、分离塔(2)和解吸塔(3)的类型包括填料塔和/或板式塔。
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