[发明专利]丙烯的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种丙烯的制备方法。

背景技术

丙烯是一种重要的化工原料，主要用于生产PP、异丙苯、丙烯腈、丙烯酸等诸多产品，目前丙烯的生产方法通常为石油烃蒸气裂解方法，根据统计，目前世界上大约50％以上的丙烯通过该方法生产。工业上石脑油裂解温度已提高到840～860℃，单程小直径炉管裂解温度巳提高到900℃以上，由于蒸汽裂解法技术已日臻完善，可改进的余地并不大，加上该法反应温度高、所用耐高温合金材料昂贵、耗能高、易结焦、以及原料要求苛刻(轻质原料油)，所以近年来，催化工作者将更多的注意力转向用其他新技术生产丙烯的研究，包括催化裂解制丙烯技术等。

除了上述石油烃蒸气裂解方法生产丙烯外，丙烷脱氢制丙烯是增加丙烯来源的又一重要途径，也是烷烃资源综合利用的关键。目前有报道美国Lummus、UOP及意大利的Snameprogetti等公司掌握了丙烷脱氢生产丙烯技术，技术的关键是优良的催化剂。Lummus的Catofin工艺、UOP的Oleflex已经有新建装置，原苏联的大多数装置采用Snameprogetti公司的FBD-4工艺。具体文献见中国专利ZL9110898.X，美国专利US4996387。我国目前还没有丙烷脱氢生产丙烯工业化生产的报道。

Lummus的Catofin和UOP的Oleflex工艺中，为分离反应产物中的氢气和烃类，脱氢反应产物均经三级压缩机压缩至3.0~4.0MPaG，并深冷至-100~-165℃进行气液分离，在该压力和温度条件下，反应产物中的C₂及C₂以上的烃类被冷凝下来，气相物流氢气体积含量可达98%以上。虽然该工艺分离的氢气纯度较高，但仍然含少量烯烃，烯烃的存在会增加脱氢催化剂的表面积碳，缩短脱氢催化剂的再生周期和使用寿命，降低丙烯的总收率，同时该工艺脱氢反应产物需要经三级压缩机压缩，并深冷至-100~-165℃，能耗和设备投资相当高，据报道：据报道：60万吨/年丙烷脱氢制丙烯装置需要的投资达35亿元人民币，其中20%左右为三级压缩机和深冷冷箱的设备投资。

以往技术中，丙烷脱氢反应后的气体中约含20%~30%（重量）的氢气，由于氢气的存在，如用常规冷凝（一级压缩至0.8~1.5MPaG，冷却至10~40℃）的方法，将有大量（约20%~30%（重量））的烃类不能冷凝下来，而和氢气一起仅作为燃料而损失，为避免丙烷的大量损失，必须将反应后气体经压缩机至少三级压缩至3.5~4.0MPa，并且使用以甲烷或乙烷、乙烯为制冷剂的冷箱设备深冷到温度-100℃以下，在该温度和压力下，反应产物中的C₂及C₂以上的大部分烃类被冷凝下来，气相物流除包含氢气和少量甲烷、烯烃以外，氢气体积含量可达98%以上。虽然该分离工艺分离的氢气纯度较高，但仍然含少量烯烃，烯烃的存在会增加脱氢催化剂的表面积碳，缩短脱氢催化剂的再生周期和使用寿命，降低丙烯的总收率，同时为达到这个目的，脱氢反应产物需要经三级压缩机压缩，并深冷至-100~-165℃，能耗和设备投资相当高，据报道：60万吨/年丙烷脱氢制丙烯装置需要的投资达35亿元人民币，其中20%左右为三级压缩机和深冷冷箱的设备投资。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术中丙烷脱氢制丙烯技术中循环氢气纯度低造成丙烷脱氢反应丙烯选择性低、催化剂再生周期短，同时设备投资和能耗高的问题。提供一种新的丙烯制备方法，该方法具有分离得到的循环氢气纯度高，几乎不含烯烃，有效提高了丙烷脱氢反应丙烯选择性，延长了催化剂再生周期和使用寿命，同时设备投资和能耗低的优点。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种丙烯的制备方法，将丙烷脱氢反应气体在压力为0.5～1.5MPa，温度为0～45℃条件下进行气液分离，分离后的气相经采用含至少一种吸附剂的变压吸附装置，对该气相中的氢气和丙烯、丙烷等组分进行分离，分离得到高纯度氢气，其中部分氢气返回反应系统，其他氢气送至界外，所述吸附剂为硅酸盐类分子筛、具有大量小孔的高纯度活性炭物质、多孔的稳定态氧化铝或者活性氧化铝中的至少一种。