一种用于PDH项目的冷箱低温分离方法

摘要

一种用于PDH项目的冷箱低温分离方法，它包括四台板翅式换热器、六台气液分离器、一台闪蒸罐、二台膨胀机组和一台低温泵，其中第一进料经过第一板翅式换热器和第二板翅式换热器冷却后进第二气液分离器；第二气液分离器分离出的气体进第一膨胀机膨胀端膨胀后与第三气液分离器相连；第三气液分离器分离出的气体分两股，第四气液分离器分离出的气体进第三板翅式换热器与另一股干气产品进行热交换，第六气液分离器分离出的气体和循环气都进第二板翅式换热器；它具有流程简易、产品回收率高、节能、易操作、经济性能优良特点等。

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种PDH项目的冷箱低温分离方法，主要适用于催化工艺的PDH项目中对进料在细分的低温区域进行有效分离以及能量回收的冷箱低温分离方法。

背景技术：

丙烯是塑料、聚合物以及特种化学品制造的一种关键原料，在化工领域是仅次于乙烯的一种重要化工产品。通常丙烯是在炼制成品油过程中或裂解生产乙烯过程中的副产品,丙烷脱氢制丙烯(即PropaneDehydrogenation,英文简称为PDH)是丙烷在催化剂的作用下脱氢生成丙烯的工艺。因此PDH提供了一种新的技术路径,即以丙烷替代各种馏分油为原料来集中生产丙烯。随着炼油工艺丙烯产能逐年下降，预计至2020年，全球大约有20%的丙烯将通过专门的丙烯生产技术进行生产，丙烯专门生产工艺包括深度催化裂化、低碳烯烃裂解、烯烃复分解、甲醇制烯烃和丙烷脱氢等五种新兴工艺。相比较而言，丙烷脱氢具有技术成熟、产品质量好、转化率高、副产物少等优点，越来越成为市场追逐的生产工艺。丙烷脱氢工艺包括多种，应用最广的为UOP的Oleflex工艺和Lummus的Catofin工艺，前者对丙烷纯度要求更高，投资少，操作容易，而后者对丙烷纯度要求低，转化率高，但投资大，催化剂寿命短。目前，全球共有约75%丙烷脱氢生产装置采取Oleflex工艺，这种工艺技术中一个重要的组成部分是物料的低温分离过程，冷箱作为物料低温分离的重要设备在分离过程中起到了主要作用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种高效、节能、易操作，设备投资小，具备良好经济性的催化工艺PDH项目冷箱低温分离方法，这种方法有效利用分配的低温冷量使得各个板翅式换热器具有理想的换热性能，并通过膨胀机对外发电高效回收能量，节约了整个项目的能耗。

本发明的目的是通过如下工艺技术方法完成的，本发明所述的一种用于PDH项目的冷箱低温分离方法，所述的方法是通过主要由四台板翅式换热器、六台气液分离器、一台闪蒸罐、二台膨胀机组和一台低温泵组成的冷箱低温分离系统来实现的，所述第一板翅式换热器有一个热流通道和两个冷流通道，其中温度为35~50℃的第一进料经过的热流通道被冷却至-40~-55℃后进入第一气液分离器；

所述第一气液分离器分离出的气体物流进入第二板翅式换热器的热流通道，其中第二板翅式换热器设置有两个热流通道和两个冷流通道，上述气体物流在第二板翅式换热器第一热流通道被冷却至-100~-115℃后进入第二气液分离器；

所述第二气液分离器分离出的气体物流进入第一膨胀机组膨胀端，物流压力由0.8~1.2MPaG膨胀到0.5~0.7MPaG后连接第三气液分离器，第三气液分离器在温度-115~-130℃下分离出的气体分为两股物流：一股干气产品，一股循环气；循环气进入第二膨胀机组膨胀端，压力由0.5~0.7MPaG膨胀到0.2~0.4MPaG后与第四气液分离器相连；

所述第三板翅式换热器设置一个热流通道和一个冷流通道，干气产品进第三板翅式换热器热流通道，第四气液分离器在温度-130~-145℃下分离出的气体物流进入第三板翅式换热器冷流通道，两物流在第三板翅式换热器热交换后干气产品温度降到-125~-140℃，而循环气温度升高到-120~-135℃；

所述第四板翅式换热器设置一个热流通道和三个冷流通道，第二进料经过第四板翅式换热器热流通道被冷却至-40~-55℃分为两股，一股占5%~20%比例的物流进第二板翅式换热器的第二热流通道被继续冷却至-95~-110℃后,经过阀门节流和来自第三板翅式换热器的循环气在第二板翅式换热器的第一冷流通道中混合为该换热器提供冷量；另一股占80%~95%比例的物流与上述混合后的物流都进第五气液分离器，第五气液分离器在-50~-65℃下分离出的气体和液体连接第一板翅式换热器第一冷流通道，并复热为30~45℃后作为冷箱低温分离出的第一产出物。

作为优选：所述干气产品出第三板翅式换热器后进第六气液分离器，第六气液分离器在-125~-140℃下分离出的气体进第二板翅式换热器的第二冷流通道，复热后分成两股，一股进第一板翅式换热器第二冷流通道，另一股进第四板翅式换热器第一冷流通道，经过复热成30~45℃后两股物流再混合成一股作为冷箱低温分离出的第二产出物。

作为优选：所述第一气液分离器，第二气液分离器，第三气液分离器，第四气液分离器，第六气液分离器，分离出的液体通过阀门节流后进立式或卧式闪蒸罐，闪蒸罐在-45~-60℃下分离出来的液体进低温泵，经过加压后连接第四板翅式换热器第二冷流通道，复热成30~45℃后作为冷箱低温分离出的第三产出物。闪蒸罐分离出来的气体连接第四板翅式换热器第三冷流通道，复热成30~45℃后作为冷箱低温分离出的第四产出物。

本发明所述的冷箱低温分离方法在两股进料的前提下有四股产出物，这四股产出物都能满足催化工艺的PDH项目下游工艺的要求，并且回收率高，能耗少，易控制，操作性强。

附图说明：

图1是本发明的流程示意简图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作详细的介绍：图1所示，本发明所述的PDH项目的冷箱低温分离方法，它包括有四台板翅式换热器、七台气液分离器、二台膨胀机组和一台低温泵。

第一板翅式换热器E1有一个热流通道和两个冷流通道，其中温度为35~50℃的第一进料经过E1的热流通道被冷却至-40~-55℃后进入第一气液分离器V1,V1分离出的气体物流进入第二板翅式换热器E2的热流通道，其中第二板翅式换热器E2设置有两个热流通道和两个冷流通道，上述气体物流在第二板翅式换热器E2第一热流通道被冷却至-100~-115℃后进入第二气液分离器V2，第二气液分离器V2分离出的气体物流进入第一膨胀机组T1膨胀端，物流压力由1MPaG左右膨胀到0.6MPaG左右后连接第三气液分离器V3，第三气液分离器V3在温度-115~-130℃下分离出的气体分为两股物流：一股干气产品，一股循环气。循环气进入第二膨胀机组T2膨胀端，压力由0.6MPaG左右膨胀到0.3MPaG左右后与第四气液分离器相连。

所述第三板翅式换热器E3设置一个热流通道和一个冷流通道，干气产品进第三板翅式换热器E3热流通道，第四气液分离器V4在温度-130~-145℃下分离出的气体物流进入第三板翅式换热器E3冷流通道，两物流在第三板翅式换热器E3热交换后干气产品温度降到-125~-140℃，而循环气温度升高到-120~-135℃，循环气再作为冷流分别进入第二板翅式换热器E2的第一冷流通道提供冷量。

所述第四板翅式换热器E4设置一个热流通道和三个冷流通道，第二进料经过第四板翅式换热器热流通道被冷却至-40~-55℃后分为两股，一股占5%~20%比例的物流进第二板翅式换热器E2的第二热流通道被继续冷却至-95~-110℃后经过阀门节流和来自第三板翅式换热器E3的循环气在第二板翅式换热器E2的第一冷流通道中混合为该换热器提供冷量。另一股占80%~95%比例的物流与上述混合后的物流都进第五气液分离器V5，第五气液分离器V5分离出的气体和液体连接第一板翅式换热器E1第一冷流通道，在该换热器复热为30~45℃后作为冷箱低温分离出的第一产出物。

所述干气产品出第三板翅式换热器E3后进第六气液分离器V6，第六气液分离器V6在-125~-140℃下分离出的气体进第二板翅式换热器E2的第二冷流通道，复热后分成两股，一股进第一板翅式换热器E1第二冷流通道，另一股进第四板翅式换热器E4第一冷流通道，经过复热成30~45℃后两股物流再混合成一股作为冷箱低温分离出的第二产出物。

所述第一气液分离器V1，第二气液分离器V2，第三气液分离器V3，第四气液分离器V4，第六气液分离器V6，分离出的液体通过阀门节流后进闪蒸罐V7，闪蒸罐V7在-45~-60℃下分离出来的液体进低温泵P1，经过加压后连接第四板翅式换热器E4第二冷流通道，复热成30~45℃后作为冷箱低温分离出的第三产出物。闪蒸罐V7分离出来的气体连接第四板翅式换热器E4第三冷流通道，复热成30~45℃后作为冷箱低温分离出的第四产出物。