[发明专利]一种烷烃脱氢反应产物分离工艺

说明书

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。

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。