[发明专利]一种丙烷脱氢产物分离方法和系统

说明书

本发明公开了一种丙烷脱氢产物分离方法和系统，该分离方法包括：对丙烷脱氢产物进行增压和冷却处理，得到第一反应气；对第一反应气进行干燥净化处理，得到第二反应气；将第二反应气引入至预冷粗分系统进行预冷和分离处理，分别得到C3+产品和第三反应气；将第三反应气引入至深冷分离系统进行深冷、分离和复温处理，分别得到富氢气产品、C2/C1产品和C3产品；深冷分离系统设有换热装置，换热装置用于吸收深冷处理过程中第三反应气的热能并将该热能在复温处理过程中释放。本发明能够降低外部制冷循环系统需要提供的冷量，减少传热过程的损失，具有分离能耗低、经济性高、操作简便和高回收率等技术特点。

技术领域

本发明属于石油化工分离技术领域，具体涉及一种丙烷脱氢产物分离方法和系统。

背景技术

我国丙烷储量丰富，而近年来页岩气的开发更是让丙烷的产量进一步上升。目前我国对丙烷的利用大多采用燃烧供能的方式，甚至以“天灯”形式消耗，极大地降低了其利用价值。将丙烷转化为具有高附加值的产品是提高丙烷利用效率、实现碳基能源高效利用的关键技术之一，具有广阔的实用前景及巨大的经济效益。在丙烷的下游产品中，丙烯是非常重要的化工原料，可用于生产聚丙烯、丙烯腈、环氧丙烷、乙丙橡胶、尼龙66和ABS树脂等高附加值产品。其中，聚丙烯在人们日常生活应用极广，使得丙烯成为了仅次于乙烯的第二大化工原料。从2018年至2020年，我国丙烯的产量不断上升，但仍不能满足下游产业对丙烯的需求，预计2022年，我国丙烯产量可达3300万吨/年，而丙烯的当量需求将达3700万吨/年，可见未来我国的丙烯下游需求缺口很大。对丙烯需求的不断上升以及页岩气革命副产的大量丙烷为丙烷脱氢技术的发展带来了机遇。

目前国内丙烷脱氢装置均采用UOP和鲁姆斯反应工艺，而分离单元均采用深冷分离氢气及反应气中的其他组分，回收后的其他组成再通过低温泵将压力升至3-3.5MPaG后通过乙烷塔将反应气中的C2与C3分离，分离过程中塔底需要蒸汽加热，塔底需要丙烯制冷，因此能耗非常高。而深冷分离多采用氢气膨胀或是复叠制冷，操作复杂，且小负荷情况下丙烯收率非常低，诸如以上问题造成运行成本升高。

传统膨胀制冷工艺需要将原料气中的不凝气(氢气)通过膨胀机等熵膨胀降温制冷使原料气中容易液化的C2+组成液化与氢气分离，液化后的C2通过混烃泵升压至3-3.5MPaG后经换热器复温送至脱乙烷塔，脱乙烷塔采用高压精馏方式分离乙烷，需消耗大量的蒸汽，而脱乙烷塔塔顶多需要低温预冷设备增加丙烯的回收率，而深冷分离膨胀后的氢气因压力降低无法满足应用，多以燃料气的方式使用，造成资源浪费，若需应用氢气则需通过压缩二次压缩。综合上述原因得知传统膨胀制冷工艺消耗大量的能源。

传统复叠制冷工艺，需要多台制冷压缩机参与循环制冷(如：丙烷压缩机、乙烯压缩机、甲烷压缩机等)，复叠是制冷相对于膨胀制冷产品回收率略高，但是需要多台压缩机配合，一次性投资较高，而且回收后的C2+也许要采用高压混烃泵将C2+送至脱乙烷塔，因此复叠式制冷仅提高了产品的回收率，而未根本解决能耗问题。

作为本领域的技术人员，有必要对现有技术进行改进，提供一种丙烷脱氢产物低能耗分离方法和系统，以克服现有技术存在的以上缺点。

发明内容

本发明的目的是提供一种丙烷脱氢产物分离方法和系统，用于解决现有技术中存在的上述问题。

为了实现上述目的，一方面，本发明采用以下技术方案：一种丙烷脱氢产物分离方法，包括以下步骤：

步骤A，对丙烷脱氢产物进行增压和冷却处理，得到第一反应气；

步骤B，对第一反应气进行干燥净化处理，得到第二反应气；

步骤C，将第二反应气引入至预冷粗分系统进行预冷和分离处理，分别得到C3+产品和第三反应气；