[发明专利]从烯烃物流中脱除O2、N2和二甲醚的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种从烯烃物流中脱除O₂、N₂和二甲醚的方法，尤其涉及一种从含氧化物制烯烃物流中脱除所含O₂、N₂和二甲醚的方法。

背景技术

低碳烯烃特别是乙烯、丙烯是化学工业中最重要的两种基础有机原料，是作为制备衍生物产品如低聚物和聚合物(如聚乙烯和聚丙烯)的原料所需要的。目前，乙烯、丙烯基本是通过石油路线而来。乙烯主要是通过石脑油蒸汽裂解生产，而丙烯则主要来源于乙烯联产和催化裂化。

然而，甲醇等含氧化合物(Oxygenate)原料可以成为制造烯烃的石油原料的替代物，尤其是用于乙烯和丙烯的生产。通常，该烯烃是通过含氧化合物组分与分子筛催化剂接触以便将含氧化合物催化转化成烯烃。

例如，文献US4499327公开了通过使用许多硅铝磷酸盐(SAPO)分子筛催化剂中的任何一种，从甲醇制造烯烃的方法。该方法是在300℃和500℃之间的温度，在0.1大气压到100大气压之间的压力，和在0.1和40小时-1之间的重时空速(WHSV)下进行。该方法对于制造乙烯和丙烯是高度选择性的。

为了进一步加工烯烃，常常需要除去在反应产物中存在的所不希望有的副产物。例如，文献US4474647公开了二甲醚的存在不利于低碳烯烃的聚合。文献US 2004/0215043 A1公开了通过使用甲醇洗涤，从含有乙烯和丙烯的物流中萃取二甲醚的方法.在甲醇洗涤过程中大量乙烯和丙烯也被洗涤到甲醇溶液中，同时部分甲醇进入到烯烃物流。因此，需要从甲醇溶液回收乙烯和丙烯，并进一步处理烯烃物流，脱除其中夹带的甲醇。目前各种已公开的采用甲醇溶液洗涤的工艺均较为复杂，而且甲醇在脱除微量含氧化合物的同时从烯烃物流中洗涤下较多的烯烃，造成烯烃损失。文献CN1549801A公开了一种二甲醚从烯烃物流中的低压分离方法，在低于1.38MPag的压力下通过蒸馏将烯烃物流分离成第一馏分和第二馏分，其中第一馏分含有至少大部分的在烯烃物流中所存在的乙烯和丙烯，第二馏分含有至少大部分的在烯烃物流中所存在的二甲醚。这种方法先进行C₃和C₄间的切割，热效率低，蒸馏塔塔釜温度较高，塔釜及再沸器易发生烯烃聚合，导致设备操作周期较短。同时，低压状态下烯烃物流露点高，干燥剂用量大，干燥获得的烯烃物流在深冷分离过程中易发生冻堵问题。

此外，由于MTO反应采用连续进行反应和再生的循环流化床反应器，在循环再生的过程中从再生系统来的催化剂不可避免地将用于烧焦再生空气中的O₂和N₂带入反应系统，进而进入反应产物中。反应产物中O₂和N₂的存在不利于烯烃分离流程的脱甲烷和碳二加氢反应。MTO反应产物甲烷含量较乙烯蒸汽裂解大幅降低，从而增大了脱甲烷塔顶的回流比，N₂的存在使脱甲烷塔塔顶物流的露点明显降低，同样工况条件下脱甲烷塔塔顶乙烯损失增大，为了保证脱甲烷塔的乙烯收率则需增加冷量消耗。反应产物中的O₂会使碳二加氢催化剂中毒失活，若进入烯烃产品中还会影响产品质量。然而目前已有文献中未见考虑烯烃物流中O₂和N₂的影响。

因此，需要对含O₂、N₂和二甲醚的烯烃物流设置合理的分离流程，既要分离出聚合级的乙烯和丙烯产品、减少烯烃损失，又要具有较强的物料适应性和长期稳定的运转周期，以满足大型工业化应用的经济性和操作性的要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是以往技术中MTO产物分离过程中，操作温度高、烯烃易聚合、烯烃损失大，未考虑O₂的存在导致碳二加氢催化剂中毒和进入烯烃产品中影响产品质量，以及N₂的存在导致脱甲烷塔冷量消耗大的问题，提供一种新的从烯烃物流中脱除O₂、N₂和二甲醚的方法。该方法具有烯烃不易聚合、损失小，热效率高，装置操作周期长、稳定性好的特点。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种从烯烃物流中脱除O₂、N₂和二甲醚的方法，包括：

a)提供含有O₂、N₂、CH₄、乙烯、乙烷、丙烯、丙烷、二甲醚和C₄⁺烃的烯烃物流I；