一种丙烷脱氢反应气的分离方法技术

本发明专利技术涉及丙烷脱氢反应气分离领域，公开了一种丙烷脱氢反应气的分离方法，包括：(1)将丙烷脱氢反应气冷却；(2)将冷却后的气体进行膜分离，得到含有甲烷和氢气的渗透气以及富含烃的非渗透气；(3)将富含烃的非渗透气进行冷却；(4)在吸收塔中将含有C6‑C8馏分的汽油吸收剂与经冷却之后的富含烃的非渗透气进行接触，使得汽油吸收剂吸收富含烃的非渗透气中的碳三组分和/或更重组分；(5)将吸收碳三组分和/或更重组分后的汽油吸收剂在解吸塔中进行解吸，得到碳三组分气体和塔釜液；(6)将步骤(5)得到的碳三组分气体在丙烯精馏塔中进行丙烯精馏，得到丙烯和丙烷。本发明专利技术的方法能耗低且可以获得高纯度的氢气和丙烯。

A method for separating propane dehydrogenation reaction gas

The invention relates to the field of propane dehydrogenation reaction gas separation, and discloses a separation method of propane dehydrogenation reaction gas, including: (1) dehydrogenation of propane to gas cooling; (2) membrane separation of the gas after cooling to get methane and hydrogen permeation gas and hydrocarbon rich non permeable air permeability; (3) the hydrocarbon rich non permeable gas into the gas; (3) the hydrocarbon rich non permeable gas into the gas. Line cooling; (4) the gasoline absorbents containing the C6 C8 fraction in the absorption tower contact with the hydrocarbon rich non permeable air permeable after cooling to make the gasoline absorbents absorb carbon three components and / or more components in the hydrocarbon rich non permeable air permeability; (5) the absorption of carbon three components and / or the more reorganized gasoline absorbers in the desorption tower In the process of desorption, carbon three component gas and tower cauldron were obtained; (6) propylene and propane were obtained by propylene rectification in propylene rectifying tower, which was obtained by step (5). The method of the invention has low energy consumption and high purity hydrogen and propylene can be obtained.

【技术实现步骤摘要】
一种丙烷脱氢反应气的分离方法
本专利技术涉及丙烷脱氢反应气分离领域，具体地，涉及一种丙烷脱氢反应气的分离方法。
技术介绍
丙烯是一种重要的石油化工基本原料，主要用于生产聚丙烯、环氧丙烷、丙烯酸、丙烯腈、烷基化油、生产高辛烷值汽油调和料等数十种石油化工产品和原料。由于丙烯下游产品的迅猛发展，极大地促进了我国丙烯需求量的快速增长。自2000年以后，丙烯需求增速已经超越乙烯。丙烯供应主要来自石脑油蒸汽裂解制乙烯和石油炼制的催化裂化工艺，但现有的传统装置已经不能满足市场需求。在丙烯巨大缺口下，生产丙烯的技术吸引了人们的视线，包括丙烷脱氢(PDH)制丙烯、烯烃裂解技术、甲醇制烯烃、甲醇制丙烯等诸多专门生产丙烯的技术。而这些新技术中，丙烷脱氢制丙烯的最大特点是只用一种原料丙烷来生产一种产品丙烯，与其他生产技术相比，通过丙烷脱氢技术获得同样规模的丙烯产量的技术较简单。因此，丙烷脱氢技术是目前最有竞争力的丙烯工艺。比较成熟的丙烷脱氢制丙烯工艺有：UOP公司的催化脱氢(Oleflex)连续移动床工艺、CBILummus公司的Catofin循环多反应器系统工艺、KruppUhde公司的STAR工艺、Linde-BASF公司的PDH工艺等。它们的主要区别在于催化剂、反应器设计和催化剂再生方法的不同。实现工业化应用的大多是Oleflex工艺和Catofin工艺。这两种工艺的分离流程基本类似，反应器出口物料经过冷却、压缩、干燥后进入冷箱，丙烯和未反应的丙烷的混合物在冷箱中被冷凝，并在下游精馏单元回收丙烯和再循环丙烷。专利申请CN102795956A公开了一种采用膜分离和深冷相结合的方法来分离丙烷脱氢制丙烯反应产物，回收了大量高附加值的氢气，保证了丙烯的高回收率，但是其采用的气液分离技术将富氢产品与碳三组分相分离，分离效果不佳，并且其还采用了深冷技术，能耗较高。专利申请CN102040445A提出了一种富含丙烷的低碳脱氢制丙烯工艺流程。采用直馏石脑油等作为吸收剂来分离丙烷脱氢产物中的轻组分和碳三组分，其主要是采用油气分离器将气、液、水三相进行初步分离，然后再分离出丙烯，但是分离效果不佳丙烯收率仅为85.7％。专利申请CN103420757A公开了一种丙烷脱氢反应气的氢气分离方法，用C4-C18烃类为吸收剂，该吸收剂能够将丙烷脱氢反应气中的烃类吸收，使烃类与氢气得到分离，然后烃类与氢气的分离效果不佳，并且其也没有将丙烯和丙烷进行分离，该专利申请仅是将丙烷脱氢反应气进行初步分离脱除氢气。因此，现有工业的PDH反应气分离过程需经冷箱深冷至-100～-160℃，能耗和设备投资相当高，而使用已报道的油吸收法分离PDH反应气中的氢气，由于氢气含量高，所需的吸收剂循环量非常大。现在急需一种能够提高丙烷脱氢反应气分离效果且能耗和成本较低的分离的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是为克服现有技术中丙烷脱氢反应气分离效果不佳且能耗较高等缺陷，提供一种丙烷脱氢反应气的分离方法。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种丙烷脱氢反应气的分离方法，该方法包括：(1)将丙烷脱氢反应气冷却；(2)将冷却后的气体进行膜分离，得到含有甲烷和氢气的渗透气以及富含烃的非渗透气；(3)将富含烃的非渗透气进行冷却；(4)在吸收塔中将含有C6-C8馏分的汽油吸收剂与经冷却之后的富含烃的非渗透气进行接触，使得所述汽油吸收剂吸收富含烃的非渗透气中的碳三组分和/或更重组分；(5)将吸收碳三组分和/或更重组分后的汽油吸收剂在解吸塔中进行解吸，得到碳三组分气体和塔釜液；(6)将步骤(5)得到的碳三组分气体在丙烯精馏塔中进行丙烯精馏，得到丙烯和丙烷。本专利技术既解决了现有技术中PDH反应气分离需要高压深冷条件而导致设备投资大、能耗高的问题，也克服了现有油吸收法分离PDH反应气所需吸收剂循环量大的缺陷，提出了一种高效的采用油吸收和膜分离技术相结合的分离PDH反应气的方法。本专利技术的方法中采用膜分离回收氢气和甲烷，以含有C6-C8馏分的汽油作为吸收剂，在吸收塔吸收PDH反应气中的碳三和/或更重馏分，再经后续解吸和精馏过程得到丙烷和高纯度的丙烯产品。并且，本专利技术的方法保持吸收温度为5℃以上，不需要乙烯、丙烯制冷机和膨胀机，降低了投资和能耗。具体地，本专利技术的PDH反应气分离工艺具有以下优点：(1)本专利技术的方法中，以含有C6-C8馏分的汽油作吸收剂来脱除富含烃的非渗透气中的乙烷、乙烯、甲烷等的轻组分，吸收剂原料容易获得，成本低廉；(2)用含有C6-C8馏分的汽油吸收分离富含烃的非渗透气，工艺流程不需要乙烯、丙烯制冷压缩机和膨胀机，投资少、操作简单；(3)在本专利技术的方法中，系统的最低操作温度不低于5℃，设备和管线可采用普通低温钢，节省了大量投资。本专利技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明图1是本专利技术一种具体实施方式的丙烷脱氢反应气的分离工艺流程图。附图标记说明1压缩机2第一冷却器3膜分离系统4第二冷却器5吸收塔6解吸塔7丙烯精馏塔8变压吸附制氢系统9第三冷却器具体实施方式以下对本专利技术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专利技术，并不用于限制本专利技术。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。本专利技术提供了一种丙烷脱氢反应气的分离方法，该方法包括：(1)将丙烷脱氢反应气冷却；(2)将冷却后的气体进行膜分离，得到含有甲烷和氢气的渗透气以及富含烃的非渗透气；(3)将富含烃的非渗透气进行冷却；(4)在吸收塔中将含有C6-C8馏分的汽油吸收剂与经冷却之后的富含烃的非渗透气进行接触，使得所述汽油吸收剂吸收富含烃的非渗透气中的碳三组分和/或更重组分；(5)将吸收碳三组分和/或更重组分后的汽油吸收剂在解吸塔中进行解吸，得到碳三组分气体和塔釜液；(6)将步骤(5)得到的碳三组分气体在丙烯精馏塔中进行丙烯精馏，得到丙烯和丙烷。本专利技术中，丙烷脱氢(PDH)反应气可以为本领域各种常规的PDH反应气，例如其可以含有氢气、甲烷、乙烷、乙烯、丙烷和丙烯中的至少一种，优选地，PDH反应气含有3-10重量％氢气、0.1-2重量％甲烷、0.1-2重量％乙烷、0.1-2重量％乙烯、40-60重量％丙烷和30-50重量％丙烯。根据本专利技术所述的方法，优选地，该方法还包括：在进行步骤(1)前，将丙烷脱氢反应气进行压缩；更优选地，将丙烷脱氢反应气进行压缩至0.8-5.0MPa后再进行冷却。本专利技术中，由于来自PDH反应器出口的气体压力较低，一般需要逐级提高压力，对压缩机的段数没有特别的限定，优选采用三段压缩。根据本专利技术所述的方法，优选地，步骤(1)中，将丙烷脱氢反应气冷却至10-40℃，更优选为15-30℃，从而能够显著提高丙烷脱氢反应气的分离效果并降低能耗。其中，所述冷却通过使用冷却器换热实现。根据本专利技术所述的方法，步骤(2)中，所述膜分离可以由膜分离系统实现，而膜分离系统由已经实现工业化的公知技术提供。优选地，所述膜分离的条件包括：操作压力为1.本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种丙烷脱氢反应气的分离方法，其特征在于，该方法包括：(1)将丙烷脱氢反应气冷却；(2)将冷却后的气体进行膜分离，得到含有甲烷和氢气的渗透气以及富含烃的非渗透气；(3)将富含烃的非渗透气进行冷却；(4)在吸收塔中将含有C6‑C8馏分的汽油吸收剂与经冷却之后的富含烃的非渗透气进行接触，使得所述汽油吸收剂吸收富含烃的非渗透气中的碳三组分和/或更重组分；(5)将吸收碳三组分和/或更重组分后的汽油吸收剂在解吸塔中进行解吸，得到碳三组分气体和塔釜液；(6)将步骤(5)得到的碳三组分气体在丙烯精馏塔中进行丙烯精馏，得到丙烯和丙烷。

【技术特征摘要】
1.一种丙烷脱氢反应气的分离方法，其特征在于，该方法包括：(1)将丙烷脱氢反应气冷却；(2)将冷却后的气体进行膜分离，得到含有甲烷和氢气的渗透气以及富含烃的非渗透气；(3)将富含烃的非渗透气进行冷却；(4)在吸收塔中将含有C6-C8馏分的汽油吸收剂与经冷却之后的富含烃的非渗透气进行接触，使得所述汽油吸收剂吸收富含烃的非渗透气中的碳三组分和/或更重组分；(5)将吸收碳三组分和/或更重组分后的汽油吸收剂在解吸塔中进行解吸，得到碳三组分气体和塔釜液；(6)将步骤(5)得到的碳三组分气体在丙烯精馏塔中进行丙烯精馏，得到丙烯和丙烷。2.根据权利要求1所述的方法，其中，该方法还包括：将步骤(2)得到的含有甲烷和氢气的渗透气进行变压吸附制氢；优选地，所述变压吸附制氢的条件包括：吸附压力为1.0-4.0MPa，脱附压力为0.1-2.0MPa，更优选地，吸附压力为1.5-3.0MPa，脱附压力为0.1-1.0MPa。3.根据权利要求1所述的方法，其中，该方法还包括：在进行步骤(1)前，将丙烷脱氢反应气进行压缩；优选地，将丙烷脱氢反应气进行压缩至0.8-5.0MPa后再进行冷却。4.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(1)中，将丙烷脱氢反应气冷却至10-40℃，优选为15-30℃。5.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(2)中，所述膜分离的条件包括：操作压力为1.0-4.0MPa，优选为1.5-3.0MPa。6.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(3)中，将富含烃的非渗透气冷却至5-30℃，优选为10-20℃。7.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(4)中，所述汽油吸收剂含有正庚烷、正辛烷、正壬烷、环戊烷、庚烯、辛烯、甲苯和二甲苯中的至少一种；以汽油吸收剂的总重量为基准，所述汽油吸收剂中正庚烷的含量为1...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡志彦，李东风，刘智信，邹弋，李春芳，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司北京化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11