一种低能耗MTO产品气的分离工艺及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种低能耗MTO产品气的分离工艺及系统。本发明专利技术采用无动力深冷技术回收甲醇制烯烃产品气脱甲烷塔尾气中的乙烯等有价值烃类，降低碳一与碳二的分离系统操作压力，减少产品气离心缩机级数，从而降低工艺能耗；无动力深冷技术可降低碳一尾气的温度，用混合碳三甚至纯丙烯代替丙烷作为碳一与碳二分离的洗涤吸收液，夹带在碳一尾气的丙烯损失极少；用于碳一与碳二分离的洗涤吸收物料是从脱碳一塔的上游经过冷后送入该系统，避免了原工艺从装置下游返回上游而造成的大量物料循环，造成能量损失；本发明专利技术产品气干燥放在三段压缩单元出口之后进行，能有效地脱除产品气的水分。

【技术实现步骤摘要】
一种低能耗MTO产品气的分离工艺及系统
本专利技术属于煤化工行业的甲醇制烯烃领域，涉及一种低能耗MTO产品气的分离工艺及系统，将甲醇制烯烃产品气净化处理得到聚合级乙烯和聚合级丙烯等主产品。
技术介绍
甲醇制烯烃技术是对石油产品裂解制烯烃技术的有力补充，虽然没有石油产品裂解技术装置规模大、产品全，但是，随着近十年甲醇制烯烃技术工业生产的普及，其产品在我国低烯烃产品市场占有举足轻重的份额。而且对国际原油价格也有重大影响，自从我国甲醇制烯烃工业化后，国际原油就维持在较低价格，因此，甲醇制烯烃技术对我国的经济战略也有较大影响。烯烃分离单元是甲醇制烯烃工艺路线中的必要的一个环节，其作用就是将甲醇制烯烃反应器产生的混合产品气净化分离得到目的产品聚合级的乙烯和丙烯。基于甲醇制烯烃产品气碳一含量低的特点，以及投资和运行成本的要求，所有已投入运行的和在建的甲醇制烯烃项目都只采用丙烯制冷工艺，而不采用丙烯加乙烯的复叠制冷或混合制冷工艺。目前，在我国已经投入工业生产的甲醇制烯烃烯烃分离技术中，应用最多的是鲁姆斯甲醇制烯烃分离技术，其技术是：产品气采用四段压缩，最终压力3.0MPa以上；二段压缩单元出口脱除氧化物和酸性气体；前脱丙烷后加氢，产品气干燥和脱丙烷设置在三段压缩单元出口，用高、低压双塔脱丙烷；脱甲烷系统在产品气压缩机四段出口下游，用过冷的丙烯精馏塔釜丙烷来洗涤吸收脱甲烷塔尾气的乙烯，洗涤丙烷循环流量超过丙烯精馏塔净进料的30％，这股循环物料要经过脱甲烷塔或吸收塔、脱乙烷塔及丙烯精馏塔；采用丙烯压缩制冷，丙烯冷剂分四个冷级。其次是惠生烯烃分离技术，大都是和UOP联合应用，UOP完整的烯烃分离技术在我国没有应用业绩，它只对产品气做初步处理，产品气就做三段压缩和氧化物、水分及酸性气体的脱除，其它的产品气净化分离由惠生烯烃分离工艺来实现。惠生烯烃分离工艺是：产品气采用四段压缩，最终压力3.0MPa以上；三段压缩单元出口脱除氧化物和酸性气体；前脱丙烷后加氢，产品气干燥和脱丙烷也是在三段压缩单元出口完成，用高、低压双塔脱丙烷；脱甲烷系统在产品气压缩机四段出口下游，用过冷的丙烯精馏塔釜丙烷来洗涤吸收脱甲烷塔尾气的乙烯，甲烷尾气中的乙烯是在独立的塔内进行洗涤回收，洗涤丙烷循环流量超过丙烯精馏塔净进料的30％，这股循环物料要经过脱甲烷塔或吸收塔、脱乙烷塔及丙烯精馏塔；采用丙烯压缩制冷，丙烯冷剂分四个冷级。SEI烯烃分离技术很先进也很稳定，但国内目前投产的生产装置应用的并不多，其技术特点主要是前脱乙烷后加氢，采用混合碳四洗涤吸收甲烷尾气中的乙烯组分，乙烯回收塔与脱甲烷塔分开操作，洗涤混合碳四在乙烯回收塔、脱乙烷塔、高压脱丙烷塔和低压脱丙烷塔等系统内循环，丙烯精馏塔没有循环物料，因此，SEI烯烃分离技术的丙烯精馏塔就比相同规模的用丙烷作洗涤液的甲醇制烯烃装置的丙烯精馏塔负荷小至少30％。国内还有少数甲醇制烯烃的烯烃分离装置采用前脱丙烷工艺，选择混合碳三与丙烷同时使用来洗涤吸收甲烷尾气的乙烯。也有个别采用前脱乙烷工艺而使用丙烷洗涤吸收液的装置。在国内已经投产和在建的甲醇制烯烃装置无论采用哪种烯烃分离技术，产品气的压缩都是使用四段离心压缩机，产品气最终压力控制在3.0MPa以上；采用价值相对较低过冷物料来洗涤回收甲烷尾气中乙烯；高、低压双塔脱丙烷系统；高压脱丙烷塔在产品气压缩系统内；只有丙烯冷剂，所提供最低冷级的冷剂是-41℃，导致碳二和碳一尾气无法有效分离，为了回收碳一尾气夹带的乙烯组分，各个厂家大都采用提高碳一、碳二分离系统的压力，并采用比丙烯廉价的液态过冷物料(如丙烷、混合碳四等)洗涤吸收的方法降低乙烯损失，而这股用于洗涤吸收物料都是从烯烃分离单元的下游返回上游的，势必造成大量物料在系统内循环，但是，由于最低温度的限制，仍有一定量的乙烯和部分洗涤物料夹带在碳一尾气中，最后作为燃料气被烧掉，这些用于洗涤吸收的物料与乙烯、丙烯相比价值低很多，但它比燃料气的价格要高很多，一个年处理180万吨甲醇的MTO装置每年从碳一尾气损失的乙烯、丙烯及洗涤吸收物料价值在3000万元以上。而这股用于洗涤吸收物料必须在烯烃分离装置的多个系统循环，造成投资和运行费用升高。
技术实现思路
本专利技术是针对现有甲醇制烯烃领域的烯烃分离工艺能耗较高、碳一气中含有较多有较高价值物料的缺点，提出一种低能耗MTO产品气的分离工艺及系统，该工艺可以降低投资费用和操作费用，有效减少碳一尾气较高价值物料的含量。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种低能耗MTO产品气的分离工艺，依次包含以下步骤：1)来自甲醇制烯烃反应器的产品气经急冷水洗降温后进入烯烃分离装置的一段压缩单元及二段压缩单元进行压缩；2)产品气经步骤1)中的压缩机二级压缩后，分别进入氧化物脱除塔和碱洗塔，分别进行氧化物和酸性气体脱除；3)通过步骤2)净化后的压缩气体经过三段压缩单元压缩至2.0Mpa～2.8Mpa，之后经过冷却器冷却后进入干燥器进料分液罐，其罐顶的气相物料进入气相干燥器，其罐底的液相物料经输送泵送至液相产品气聚结器脱除部分水分后进入液相干燥器；4)经过步骤3)干燥的气相和液相产品气直接进入高压脱碳三塔；高压脱碳三塔的塔顶气相物料经冷却后进入脱碳一塔，其塔釜物料进入次高压脱碳三塔，次高压脱碳三塔的塔顶物料通过冷凝器冷凝后进入回流罐，回流罐内的液相混合碳三用输送泵送出，一部分经冷却器冷却后作为碳一、碳二分离的洗涤吸收液进入脱碳一塔的塔顶；5)脱碳一塔的塔顶的碳一气相物料进入无动力深冷设备，冷却后的富含碳二、碳三的液相物料返回脱碳一塔或碳二回收塔塔顶；次高压脱碳三塔回流罐的另一部分混合碳三经回流泵打回次高压脱碳三塔作为回流，多余部分直接送入丙烯精馏塔；6)脱碳一塔的塔釜物料自压进入脱碳二塔，脱碳二塔的塔顶气相被冷凝器部分冷凝，液相做脱碳二塔的回流，气相碳二根据乙炔含量直接进入乙烯精馏塔或经乙炔加氢反应器脱除乙炔后进入乙烯精馏塔，脱碳二塔的塔釜物料自压进入丙烯精馏塔；7)进入乙烯精馏塔的碳二被分离成聚合级乙烯产品和乙烷产品，聚合级乙烯产品送到乙烯储罐，乙烷产品在无动力深冷设备中与碳一尾气联合制冷，之后乙烷和碳一尾气混合气体复热后进入干燥器再生系统或直接进入燃料气系统；8)进丙烯精馏塔的碳三被分离成聚合级丙烯产品和丙烷产品，聚合级丙烯产品和丙烷产品分别被送到丙烯储罐和丙烷储罐；9)次高压脱碳三塔的塔釜物料自压送入脱碳四塔，在脱碳四塔中被分离为混合碳四产品和混合碳五产品，这两种产品分别被送到混合碳四储罐和混合碳五储罐。进一步地，其中所述分离工艺依次包含以下步骤：1)来自甲醇制烯烃反应器的产品气经急冷水洗降温至38℃～42℃后，进入烯烃分离装置的一段压缩单元压缩至0.2Mpa～0.4Mpa，之后进入二段压缩单元压缩至0.8Mpa～1.3Mpa；2)产品气经步骤1)中的压缩机二级压缩后，分别进入氧化物脱除塔和碱洗塔，进行氧化物和酸性气体脱除；3)通过步骤2)净化后的压缩气体经过三段压缩单元压缩至2.0Mpa～2.8Mpa，之后经过冷却器冷却至10℃～15℃后进入干燥器进料分液罐，其罐顶的气相物料进入气相干燥器，其罐底的液相物料经输送泵送至液相产品气聚结器脱除部分水分后进入液相干燥器；4)经过步骤3)干燥的气相本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低能耗MTO产品气的分离工艺，其特征在于，依次包含以下步骤：1)来自甲醇制烯烃反应器的产品气经急冷水洗降温后进入烯烃分离装置的一段压缩单元及二段压缩单元进行压缩；2)产品气经步骤1)中的压缩机二级压缩后，分别进入氧化物脱除塔和碱洗塔，分别进行氧化物和酸性气体脱除；3)通过步骤2)净化后的压缩气体经过三段压缩单元压缩，之后经过冷却器冷却后进入干燥器进料分液罐，其罐顶的气相物料进入气相干燥器，其罐底的液相物料经输送泵送至液相产品气聚结器脱除部分水分后进入液相干燥器；4)经过步骤3)干燥的气相和液相产品气直接进入高压脱碳三塔；高压脱碳三塔的塔顶气相物料经冷却后进入脱碳一塔，其塔釜物料进入次高压脱碳三塔，次高压脱碳三塔的塔顶物料通过冷凝器冷凝后进入回流罐，回流罐内的液相混合碳三用输送泵送出，一部分经冷却器冷却后作为碳一、碳二分离的洗涤吸收液进入脱碳一塔的塔顶；5)脱碳一塔的塔顶的碳一气相物料进入无动力深冷设备，冷却后的富含碳二、碳三的液相物料返回脱碳一塔或碳二回收塔塔顶；次高压脱碳三塔回流罐的另一部分混合碳三经回流泵打回次高压脱碳三塔作为回流，多余部分直接送入丙烯精馏塔；6)脱碳一塔的塔釜物料自压进入脱碳二塔，脱碳二塔的塔顶气相被冷凝器部分冷凝，液相做脱碳二塔的回流，气相碳二根据乙炔含量直接进入乙烯精馏塔或经乙炔加氢反应器脱除乙炔后进入乙烯精馏塔，脱碳二塔的塔釜物料自压进入丙烯精馏塔；7)进入乙烯精馏塔的碳二被分离成聚合级乙烯产品和乙烷产品，聚合级乙烯产品送到乙烯储罐，乙烷产品在无动力深冷设备中与碳一尾气联合制冷，之后乙烷和碳一尾气混合气体复热后进入干燥器再生系统或直接进入燃料气系统；8)进入丙烯精馏塔的碳三被分离成聚合级丙烯产品和丙烷产品，聚合级丙烯产品和丙烷产品分别被送到丙烯储罐和丙烷储罐；9)次高压脱碳三塔的塔釜物料自压送入脱碳四塔，在脱碳四塔中被分离为混合碳四产品和混合碳五产品，这两种产品分别被送到混合碳四储罐和混合碳五储罐。...

【技术特征摘要】
1.一种低能耗MTO产品气的分离工艺，其特征在于，依次包含以下步骤：1)来自甲醇制烯烃反应器的产品气经急冷水洗降温后进入烯烃分离装置的一段压缩单元及二段压缩单元进行压缩；2)产品气经步骤1)中的压缩机二级压缩后，分别进入氧化物脱除塔和碱洗塔，分别进行氧化物和酸性气体脱除；3)通过步骤2)净化后的压缩气体经过三段压缩单元压缩，之后经过冷却器冷却后进入干燥器进料分液罐，其罐顶的气相物料进入气相干燥器，其罐底的液相物料经输送泵送至液相产品气聚结器脱除部分水分后进入液相干燥器；4)经过步骤3)干燥的气相和液相产品气直接进入高压脱碳三塔；高压脱碳三塔的塔顶气相物料经冷却后进入脱碳一塔，其塔釜物料进入次高压脱碳三塔，次高压脱碳三塔的塔顶物料通过冷凝器冷凝后进入回流罐，回流罐内的液相混合碳三用输送泵送出，一部分经冷却器冷却后作为碳一、碳二分离的洗涤吸收液进入脱碳一塔的塔顶；5)脱碳一塔的塔顶的碳一气相物料进入无动力深冷设备，冷却后的富含碳二、碳三的液相物料返回脱碳一塔或碳二回收塔塔顶；次高压脱碳三塔回流罐的另一部分混合碳三经回流泵打回次高压脱碳三塔作为回流，多余部分直接送入丙烯精馏塔；6)脱碳一塔的塔釜物料自压进入脱碳二塔，脱碳二塔的塔顶气相被冷凝器部分冷凝，液相做脱碳二塔的回流，气相碳二根据乙炔含量直接进入乙烯精馏塔或经乙炔加氢反应器脱除乙炔后进入乙烯精馏塔，脱碳二塔的塔釜物料自压进入丙烯精馏塔；7)进入乙烯精馏塔的碳二被分离成聚合级乙烯产品和乙烷产品，聚合级乙烯产品送到乙烯储罐，乙烷产品在无动力深冷设备中与碳一尾气联合制冷，之后乙烷和碳一尾气混合气体复热后进入干燥器再生系统或直接进入燃料气系统；8)进入丙烯精馏塔的碳三被分离成聚合级丙烯产品和丙烷产品，聚合级丙烯产品和丙烷产品分别被送到丙烯储罐和丙烷储罐；9)次高压脱碳三塔的塔釜物料自压送入脱碳四塔，在脱碳四塔中被分离为混合碳四产品和混合碳五产品，这两种产品分别被送到混合碳四储罐和混合碳五储罐。2.如权利要求1所述的分离工艺，其特征在于，依次包含以下步骤：1)来自甲醇制烯烃反应器的产品气经急冷水洗降温至38℃～42℃后，进入烯烃分离装置的一段压缩单元压缩至0.2Mpa～0.4Mpa，之后进入二段压缩单元压缩至0.8Mpa～1.3Mpa；2)产品气经步骤1)中的压缩机二级压缩后，分别进入氧化物脱除塔和碱洗塔，进行氧化物和酸性气体脱除；3)通过步骤2)净化后的压缩气体经过三段压缩单元压缩至2.0Mpa～2.8Mpa，之后经过冷却器冷却至10℃～15℃后进入干燥器进料分液罐，其罐顶的气相物料进入气相干燥器，其罐底的液相物料经输送泵送至液相产品气聚结器脱除部分水分后进入液相干燥器；4)经过步骤3)干燥的气相和液相产品气直接进入高压脱碳三塔；高压脱碳三塔的塔顶气相物料经冷却至-40℃～-35℃后进入脱碳一塔，其塔釜物料进入次高压脱碳三塔，次高压脱碳三塔的塔顶物料通过冷凝器的38℃～45℃冷凝后进入回流罐，回流罐内的液相混合碳三用输送泵送出，一部分经冷却器冷却至-25℃～-15℃后作为碳一、碳二分离的洗涤吸收液进入脱碳一塔的塔顶；5)脱碳一塔的塔顶的碳一气相物料进入无动力深冷设备，冷却至-130℃～-110℃后的富含碳二、碳三的液相物料经冷箱复热至-40℃～-38℃后和用于碳一与碳二分离的洗涤吸收物料混合返回脱碳一塔或碳二回收塔塔顶；次高压脱碳三塔回流罐的另一部分混合碳三经回流泵打回次高压脱碳三塔作为回流，多余部分直接送入丙烯精馏塔；6)脱碳一塔的塔釜物料自压进入脱碳二塔，脱碳二塔的塔顶气相被冷凝器于-23℃～-15℃部分冷凝，液相做...

【专利技术属性】
技术研发人员：裴栋中，张志杰，
申请(专利权)人：北京恒泰洁能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11