一种甲醇制烯烃反应气的分离方法技术

本发明专利技术涉及甲醇制烯烃领域，公开了一种甲醇制烯烃反应气的分离方法，该方法包括：将甲醇制烯烃反应气通入压缩单元中进行压缩处理；将压缩处理得到的气相进行冷却；在吸收剂存在下，将冷却后得到的气液两相在脱甲烷塔中进行脱甲烷处理；将脱甲烷处理得到的塔釜产物在脱丙烷塔中进行脱丙烷处理；将脱丙烷处理的塔顶产物干燥后在脱乙烷塔中进行脱乙烷处理，所述压缩处理使得得到的气相压力为3.2‑6.0MPa，所述冷却至温度10‑30℃，所述吸收剂为汽油。本发明专利技术的方法利用汽油组分作为吸收剂脱除甲醇制烯烃反应气中的甲烷等轻质组分，能够显著乙烯和丙烯的纯度和回收率，并可以显著降低系统能耗。

【技术实现步骤摘要】
一种甲醇制烯烃反应气的分离方法
本专利技术涉及甲醇制烯烃领域，具体地，涉及一种甲醇制烯烃反应气的分离方法。
技术介绍
我国能源结构以煤为主，煤炭长期作为我国基础能源和重要化工原料。现代煤化工以洁净煤技术为基础，是煤炭高效清洁转化利用的重要方向。2014年，我国年产乙烯量已经增加到1700多万吨。国民经济对乙烯和丙烯的大量需求主要依赖石油，使我国石油年均消费量提高至5亿吨以上。以煤制烯烃技术为代表的现代煤化工无疑为国民经济和社会发展提供了重要支撑，也是保障了国家能源安全的需要。甲醇制取低碳烯烃技术的突破及其产业化，标志着我国在该领域已进入世界领先水平。甲醇制烯烃成套技术由反应技术和分离技术组成。反应技术以催化剂研制和反应器开发设计为核心；分离技术则以反应产物为原料，经杂质脱除、压缩、分离等过程生产聚合级的乙烯和丙烯产品，其核心是杂质脱除和分离流程的开发和设计。从甲醇制烯烃(MTO/DMTO)产品气中得到聚合级乙烯和丙烯的分离工艺一般分为四个单元：压缩单元、脱除杂质单元、冷分离单元和热分离单元。其中，压缩单元主要任务是将(MTO/DMTO)产品气提高至后续工艺所需压力。脱除杂质单元主要任务是脱除(MTO/DMTO)产品气中未反应原料如甲醇，中间反应产物如二甲醚(DME)，酸性气体如二氧化碳、NOx等，根据所需操作条件不同可以在压缩机段间经水洗、碱洗等操作除去其中部分杂质。冷分离单元是在0℃以下的温度区间的分离单元，如脱甲烷、脱乙烷和乙烯精馏等过程。热分离工艺是在0℃以上的温度区间的分离单元，包括脱丙烷、丙烯精馏等过程。杂质中的轻质组分甲烷的去除是得到高纯度聚合级乙烯的关键。现阶段比较普遍的方法是深冷分离法和吸收分离法。专利申请CN200810201217.3公开了一种MTO/MTP反应产物中轻烃产品的分离方法，该方法采用乙烷作为吸收剂先后经过吸收塔和脱甲烷塔两级吸收过程排除产品中的轻质组分，冷却温度约为-65℃，最后通过精馏可以得到90％-99.99％的乙烯。使用乙烷作为吸收剂所需要的吸收温度较低，工程应用中需要-100℃的乙烯冷冻压缩机，甚至-135℃的甲烷压缩机提供冷量，提高了设备的投资且增加了能耗。专利申请CN201110279313.1公开了一种低碳烃类分离及甲醇制烯烃(M-OS/MTO)气体分离工艺流程，该方法采用前脱甲烷塔、脱丙烷塔和脱丁烷塔塔釜流出物作为吸收剂吸收产品气体中的碳二和碳三组分，将甲烷等轻质馏分从产品气中分离。该方法需要在-40℃左右的温度脱甲烷，且该方法是前脱乙烷。专利申请CN201310216950.3公开了一种从MTO/DMTO产品气中回收乙烯的系统及方法，该方法在脱甲烷塔之后增设冷量回收器，降低了系统能耗，且乙烯回收率大于99.7％，但是需要冷箱，能耗较大。专利申请WO2009/015507公开了一种甲醇裂解气分离制备聚合级低碳烯烃的方法，该方法利用吸收分离的方法脱除甲烷，但是工艺最低温度为-91℃左右，能耗也较大。上述专利文献中公开的方法脱甲烷过程均在0℃以下进行，且均是前脱乙烷或者丙烷，因此，会导致甲烷和其他轻烃如乙烷、乙烯和丙烯等容易与水形成烃类水合物，这类水合物在0℃以下容易使阀门和管路发生冻堵的现象，并且上述各方法的能耗也较大。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术中分离甲醇制烯烃反应气的方法能耗较大，易造成管道堵塞等的缺陷，提供一种甲醇制烯烃反应气的分离方法。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种甲醇制烯烃反应气的分离方法，该方法包括：(1)将甲醇制烯烃反应气通入压缩单元中进行压缩处理；(2)将压缩处理得到的气相进行冷却；(3)在吸收剂存在下，将冷却后得到的气液两相在脱甲烷塔中进行脱甲烷处理；(4)将脱甲烷处理得到的塔釜产物在脱丙烷塔中进行脱丙烷处理；(5)将脱丙烷处理的塔顶产物干燥后在脱乙烷塔中进行脱乙烷处理；其中，所述压缩处理使得得到的气相压力为3.2-6.0MPa，步骤(2)中冷却至温度10-30℃，所述吸收剂为汽油，所述脱甲烷处理的条件包括：脱甲烷塔理论板数为20-60块，操作压力为3.0-5.8MPa，塔顶温度为10-40℃，塔釜温度为40-120℃。本专利技术的甲醇制烯烃(MTO/DMTO)反应气分离方法具有以下优点：(1)本专利技术的方法中，以汽油组分作为吸收剂脱除甲醇制烯烃(MTO/DMTO)反应气中的甲烷等轻质组分，吸收剂原料容易获得，成本低廉；(2)在10℃以上的操作温度区间脱除甲醇制烯烃(MTO/DMTO)产品气体中的甲烷及轻质馏分，有效抑制了水和烃类形成水合物；(3)本专利技术的方法中，干燥过程不需要放置在压缩单元出口，只需要对脱乙烷塔塔顶气进行干燥处理，避免了对压缩单元出口液相凝液进行干燥，大幅度减小了公用工程氮气的消耗量和能耗；(4)本专利技术的方法中，全过程最低温度不低于-40℃，不需要使用乙烯制冷机组，材料可选用一般的低温碳钢，能耗低、节省投资；(5)本专利技术的方法可以得到纯度很高的聚合级乙烯和丙烯产品，且乙烯回收率为80％以上，丙烯回收率为95％以上。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压缩处理过程流程图。图2是本专利技术一种具体实施方式的甲醇制烯烃反应气分离工艺流程图。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。本专利技术中的压力指的是绝压。甲醇制烯烃(MTO/DMTO)反应器的反应气本身带有大量饱和水，而且脱除杂质过程常用到碱洗和水洗等操作，这使得分离过程的物料中含有大量饱和水。现有的脱甲烷过程的操作温度在0℃以下，操作压力大于2.0MPa。这种条件下，甲烷和其他轻烃如乙烷、乙烯和丙烯等容易与水形成烃类水合物，这类水合物在0℃以下容易使阀门和管路发生冻堵现象。所以，一般在甲醇制烯烃(MTO/DMTO)反应气经过压缩单元后需要干燥处理才进入后续分离单元。选择在压缩单元出口端干燥原料气体是由于传统的甲醇制烯烃产品气的分离工艺一般是从脱乙烷过程开始。首先将乙烷和更轻组分从原料气中分离，这种情况下使得甲烷、一氧化碳、氮气等气质组分需要在后续的分离过程中从产品气中相对轻质的乙烯、乙烷中脱除，而这一过程是在0℃以下的冷分离过程中完成的，所以必须要在压缩单元出口端除去饱和水。经过干燥和压缩的产品气先脱乙烷的另一个问题是不利于换热网络的优化。因为一般脱乙烷塔的操作压力为2.5MPa左右，塔顶操作温度为-20℃左右，塔釜操作温度为65℃左右。脱乙烷塔塔顶气体进入冷分离单元开始脱乙烯和脱甲烷过程，塔釜液体进入热分离单元开始脱丙烷过程。脱乙烯和脱甲烷的冷分离过程的压力一般在2.3MPa左右，操作温度为-35℃及以下。为了避免深冷过程需要用到脱丙烷塔的塔釜液作为吸收剂。脱丙烷塔的操作压力为1.5MPa左右，塔顶操作温度为45℃左右，塔釜本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种甲醇制烯烃反应气的分离方法，其特征在于，该方法包括：(1)将甲醇制烯烃反应气通入压缩单元中进行压缩处理；(2)将压缩处理得到的气相进行冷却；(3)在吸收剂存在下，将冷却后得到的气液两相在脱甲烷塔中进行脱甲烷处理；(4)将脱甲烷处理得到的塔釜产物在脱丙烷塔中进行脱丙烷处理；(5)将脱丙烷处理的塔顶产物干燥后在脱乙烷塔中进行脱乙烷处理；其中，所述压缩处理使得得到的气相压力为3.2‑6.0MPa，步骤(2)中冷却至温度10‑30℃，所述吸收剂为汽油，所述脱甲烷处理的条件包括：脱甲烷塔理论板数为20‑60块，操作压力为3.0‑5.8MPa，塔顶温度为10‑40℃，塔釜温度为40‑120℃。

【技术特征摘要】
1.一种甲醇制烯烃反应气的分离方法，其特征在于，该方法包括：(1)将甲醇制烯烃反应气通入压缩单元中进行压缩处理；(2)将压缩处理得到的气相进行冷却；(3)在吸收剂存在下，将冷却后得到的气液两相在脱甲烷塔中进行脱甲烷处理；(4)将脱甲烷处理得到的塔釜产物在脱丙烷塔中进行脱丙烷处理；(5)将脱丙烷处理的塔顶产物干燥后在脱乙烷塔中进行脱乙烷处理；其中，所述压缩处理使得得到的气相压力为3.2-6.0MPa，步骤(2)中冷却至温度10-30℃，所述吸收剂为汽油，所述脱甲烷处理的条件包括：脱甲烷塔理论板数为20-60块，操作压力为3.0-5.8MPa，塔顶温度为10-40℃，塔釜温度为40-120℃。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述汽油含有C6-C7组分，C6-C7组分占汽油总重量的10-60％，所述汽油的含硫量小于50ppm，且其初馏点为25-55℃，干点为120-250℃。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述吸收剂的温度为10-30℃，优选为15-20℃。4.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(2)中，冷却至温度为15-20℃。5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述压缩单元包括3-5段压缩机段，甲醇制烯烃反应气经过所述压缩单元压缩处理后压力逐级升至3.2-6.0MPa。6.根据权利要求5所述的方法，其中，在所述压缩处理的过程中进行碱洗和水洗；优选地，所述碱洗和水洗在0.3-3.0MPa的操作压力下进行。7.根据权利要求1所述的方法，其中，该方法还包括：将脱甲烷处理得到的塔顶产物进行变压吸附制氢，得到氢气。8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述脱丙烷处理的条件包括：脱丙烷塔理论板数为15-50块，操作压力为1.5-3.5MPa，塔顶温度为10-50...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹弋，王宇飞，张敬升，刘智信，邵华伟，李东风，
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