一种烯烃的全温程吸附萃取深度脱水除杂的净化方法技术

本发明专利技术公开一种烯烃的全温程吸附萃取深度脱水除杂的净化方法，粗烯烃原料气（液），依次进入气/液相吸附工序、萃取解吸工序以及萃取剂再生工序，水分及微量杂质组分被吸附剂吸附，吸附塔顶流出纯度大于或等于99.9~99.99%（v/v）的烯烃产品；吸附步骤完成后，采用萃取剂通入吸附塔进行萃取解吸工序溶解出水及微量杂质组分。萃取解吸气进入萃取剂再生工序回收萃取剂并经过处理后循环使用。本发明专利技术采用吸附‑萃取解吸工艺，通过吸附机理与萃取解吸溶解机理相结合，整个操作过程更加稳定与安全，能耗低、产品纯度高、设备投资与成本低，烯烃产品纯度大于等于99.9~99.99%，收率大于等于99%。

Purification of an olefin with full temperature absorption and extraction of deep dehydration

The invention discloses an olefin whole temperature range adsorption extraction depth in dehydration and purification method of mixed crude, olefin feedstock gas (liquid), in order to enter the gas / liquid phase adsorption desorption process, extraction process and extractant regeneration process, moisture and trace impurity components are adsorption, adsorption tower or outflow of purity equal to 99.9~99.99% (v/v) olefin products; adsorption step is completed, the extractant pass into the adsorption tower for extraction process of dissolved water and desorption of trace impurity components. The extraction and absorption of gas into the extractant regenerating process is used to recycle the extractant and recycle it after treatment. The invention adopts the adsorption desorption extraction process, through the combination of adsorption and desorption of the dissolved phase extraction mechanism, the whole process is more stable and safe operation, low energy consumption, high product purity, equipment investment and low cost, the olefin product purity is greater than or equal to 99.9~99.99%, the yield is more than or equal to 99%.

【技术实现步骤摘要】
一种烯烃的全温程吸附萃取深度脱水除杂的净化方法
本专利技术烯烃净化精制的
，更具体的说是涉及一种烯烃的全温程吸附萃取脱水除杂净化方法。
技术介绍
聚烯烃生产所需的烯烃单体，尤其是具有广泛用途的乙烯丙烯，其生产方法越来越多，诸如石油裂解、烃类蒸汽热裂解、烃类脱氢、甲醇制烯烃、乙醇缩合脱水制烯烃，以及石化干气回收烯烃等。然而，不同的生产方法对烯烃产品中所含有的杂质组分有所不同，在用来聚合生产高纯度的聚烯烃产品时，必须脱除各种微量或痕量的杂质，因而，所选择的除杂净化的方法也不尽相同。广泛应用的烃类（石油、天然气或非常规天然气等）裂解制烯烃与煤气化经合成甲醇制烯烃（MTO/MTP）两种方法，烯烃产品中的杂质组分大致相同，例如，炔烃、硫化物、氧、一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）等酸性组分、氨、有机胺、水等，脱除这些杂质的方法比较成熟。所不同的是，MTO/MTP生产的烯烃中的含氧化合物杂质较烃类裂解的烯烃产品要多得多，诸如甲醇、二甲醚（DME）、乙酸、乙醇、甲酮、甲基乙基酮等，这些含氧化合物常常与水混合在一起，影响聚合级的乙烯丙烯的生产及品质，比如会造成聚合反应催化剂的失活、污染生产环境、导致产品聚合性能下降等。从烯烃物流中除去含氧化合物等杂质，有几种方法，吸收法、精馏法、吸附法、催化反应法以及其净化集成法。吸收法主要用于脱硫脱碳，无法用于脱水及脱除含氧化物杂质；精馏法可以脱水除杂，但不适合对微量及痕量的含氧化合物及水等杂质的净化脱除，因为精馏的能耗过大，成本过高；而吸附法是目前从烯烃物流中脱水除去含氧化合物杂质最有效的方法。吸附法是利用专用吸附剂选择性吸附含氧化合物或水等组分而不吸附烯烃组分的特点，实现烯烃物流脱水与除杂的净化过程。第一，采用变温吸附（TSA）工艺。针对含氧化合物及水等作为吸附质的浓度很低、分压极小、极性较强特点，选择诸如A型、13X及复合型的特种分子筛作为吸附剂，进行变温吸附操作。但缺点是，变温吸附循环操作过程中的解吸步骤，即吸附剂再生，需要通入高温的水蒸气和氮气作为热载体进行解吸再生，高温（超过100~150℃）会导致部分滞留在吸附塔死空间内的烯烃发生聚合，影响吸附剂吸附效率，并且比较耗能；第二，采用TSA工艺最明显的缺点是，吸附与解吸步骤的匹配比较困难，两者之间的矛盾比较突出。通过加热解吸需要足够的加热时间，而吸附时间比较短。为了实现吸附与解吸的循环操作，势必通过预热、吸附塔内预充上一定温度的热载体等方式，操作复杂，投资增加；第三，脱水与脱除含氧化合物的吸附剂及操作条件不一样，实际操作中往往是脱水与脱除含氧化合物杂质分开的，分别设置干燥塔与吸附净化塔，增加了投资与操作成本；第四，吸附剂使用寿命。由于TSA循环操作存在温度变化周期，使得吸附剂使用过程中相应承受一定的周期性温度变化产生的温度应力，导致吸附剂使用寿命的缩短；第五，再生完全很困难。由于一些含氧化合物杂质组分，比如乙醇、乙醛、丙酮，以及二甲醚等，在较低浓度下极易与水形成互溶性的共沸，进而也容易在脱除含氧化合物的吸附剂上产生共吸附现象，使得解吸更加困难，必须进一步提高再生热载体的操作温度，吸附与解吸的矛盾也进一步加剧，成本上升，吸附剂使用寿命也进一步缩短。此时，对于脱水和脱含氧化合物的顺序安排及工艺选择，会极大地影响烯烃净化精制的效果。国外商业化的烯烃脱水除含氧化合物杂质净化精制过程，一般是先脱水，后除杂，主要是水的极性大于含氧化合物，避免后续除杂时水分子先于含氧化合物杂质被吸附。然而，微量及痕量的共沸物杂质造成的共吸附现象难以避免，使得解吸不完全，造成吸附剂使用寿命缩短；有时候，甚至连烯烃也会被吸附，影响了脱水除杂的吸附效率，也损失了少量的烯烃产品；第六，烃类裂解制烯烃与煤制烯烃所产出的烯烃产品杂质组分有所不同，导致两种烯烃的净化精制方法也有所不同。这样，无法将两种方法得到的粗烯烃混合在一起进行净化精制，生产成本会大量增加；第七，在有少量氢气（H2）存在下，高温高压很容易将烯烃氢化，影响烯烃产品的收率与纯度；第八，烯烃单体作为原料，气相进料与液相进料，极大地影响净化精制方法的选择、净化效果及技术经济指标；第九，作为热载体的再生气体，由于高温下被解吸出来的吸附质会与水蒸气发生反应，或吸附质之间发生反应，使得热载体再生极为困难，有时无法再生循环使用，导致污染环境或增加后续的处理成本。本专利技术人基于吸附（含液相与气相吸附）与萃取/临界萃取的分离原理及实际运用于烯烃深度脱水除杂（含氧化合物为主）的优缺点，集大成为一种全新的烯烃深度脱水除杂净化的专利技术。
技术实现思路
本专利技术提供一种烯烃的全温程吸附萃取深度脱水除杂的净化方法，吸附萃取（英文全称：AdsorptiveExtraction，简称：AE）是一种以吸附与接近超临界或超临界（以下简称“临界”）萃取分离工艺耦合在一起的技术，吸附与解吸再生循环过程中的吸附机理与解吸机理不尽相同，通过引入与吸附质相似物理特性或具有较大溶解力的临界流体，诸如临界的二氧化碳（CCO2）、碳三及以上组分（C3+）、甲醇乙醇，以及水等作为萃取剂，利用萃取剂对吸附质具有超强的选择性溶解能力和吸附质在萃取剂流体中具有较大的扩散能力，使得解吸再生完全彻底，无需考虑吸附过程中吸附质因深度吸附而导致解吸困难的局面，突破了传统变压吸附（PSA）、变温吸附（TSA）、变温变压吸附（TPSA）与全温程变压吸附（FTrPSA）过程仅限于通过变压、变温或变压变温来匹配与解决吸附与解吸之间的平衡与矛盾，使得吸附容易，解吸也容易，由此，解决了现有烯烃脱水除杂方法中诸如吸附与解吸矛盾突出、吸附剂使用寿命短、再生不完全、水与含氧化合物及共沸物存在共吸附、需要高温热载体再生、再生气体后续处理麻烦、操作成本高、烯烃收率与纯度指标容易受到净化工艺选择的影响等缺陷。同时，本专利技术可以在与吸附温度相同的操作条件下进行解吸，保证了原料混合物中某种易受温度变化或加氢的敏感性组分的稳定性，也适用于不同的生产工艺所得到的烯烃单体的气相或液相进料下的深度脱水除杂的精制与净化，并且处理量大，容易工业化。为实现上述新工艺及解决前述各种分离方法的技术问题，本专利技术采用以下技术方案：一种烯烃的全温程吸附萃取深度脱水除杂的净化方法，包括如下工序：（1）气相吸附工序，经过预处理单元脱除炔、氧（O2）、一氧化碳（CO）、砷/汞及酸性气体后的粗烯烃原料气，温度为30~120℃，常压至3.0MPa，进入一吸附塔，在吸附温度30~120℃及吸附压力为常压~3.0MPa下进行吸附，水及微量杂质作为吸附质，被装填在吸附塔中的吸附剂所吸附，待吸附饱和后进入下一步工序，萃取解吸工序；烯烃不被吸附而从吸附塔顶流出得到烯烃含量大于99.9~99.99%（v/v，以下类同）的烯烃产品；一个吸附塔吸附结束而进入萃取解吸工序时，另一吸附塔经过萃取解吸后再进入液相吸附工序，实现连续循环吸附操作；（2）萃取解吸工序，采用一种接近临界或超临界（以下简称“临界”）的二氧化碳（CCO2）作为萃取剂，萃取剂温度为30~120℃，压力为6.0~8.0MPa，从塔顶通入吸附饱和的吸附塔进行萃取解吸，萃取解吸温度与吸附操作温度相同，萃取解吸的操作压力6.0~8.0MPa，萃取剂从吸附剂表面及通道中萃取溶解出被本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种烯烃的全温程吸附萃取深度脱水除杂的净化方法，其特征在于，包括如下工序：（1）气相吸附工序，经过预处理单元脱除炔、氧（O2）、一氧化碳（CO）、砷/汞及酸性气体后的粗烯烃原料气，温度为30~120℃，常压至3.0MPa，进入一吸附塔，在吸附温度30~120℃及吸附压力为常压~3.0MPa下进行吸附，水及微量杂质作为吸附质，被装填在吸附塔中的吸附剂所吸附，待吸附饱和后进入下一步工序，萃取解吸工序；烯烃不被吸附而从吸附塔顶流出得到烯烃含量大于99.9~99.99%（v/v，以下类同）的烯烃产品；一个吸附塔吸附结束而进入萃取解吸工序时，另一吸附塔经过萃取解吸后再进入液相吸附工序，实现连续循环吸附操作；（2）萃取解吸工序，采用一种接近临界或超临界（以下简称“临界”）的二氧化碳（CCO2）作为萃取剂，萃取剂温度为30~120℃，压力为6.0~8.0MPa，从塔顶通入吸附饱和的吸附塔进行萃取解吸，萃取解吸温度与吸附操作温度相同，萃取解吸的操作压力6.0~8.0MPa，萃取剂从吸附剂表面及通道中萃取溶解出被吸附的水分及微量杂质，形成富集水的解吸气，简称“水气”，进入下一步工序，萃取剂再生工序；萃取解吸步骤完成后，通入烯烃原料气，再进入气相吸附工序，循环操作；（3）萃取剂再生工序，所述萃取解吸工序得到的水气进入萃取剂再生工序的分离釜，将压力降至6.0MPa以下，温度在30~120℃范围，从釜底得到含微量杂质的冷凝水排出；从釜顶逸出二氧化碳（CO2），经过加压或直接作为萃取剂，再进入萃取解吸工序，循环使用。...

【技术特征摘要】
1.一种烯烃的全温程吸附萃取深度脱水除杂的净化方法，其特征在于，包括如下工序：（1）气相吸附工序，经过预处理单元脱除炔、氧（O2）、一氧化碳（CO）、砷/汞及酸性气体后的粗烯烃原料气，温度为30~120℃，常压至3.0MPa，进入一吸附塔，在吸附温度30~120℃及吸附压力为常压~3.0MPa下进行吸附，水及微量杂质作为吸附质，被装填在吸附塔中的吸附剂所吸附，待吸附饱和后进入下一步工序，萃取解吸工序；烯烃不被吸附而从吸附塔顶流出得到烯烃含量大于99.9~99.99%（v/v，以下类同）的烯烃产品；一个吸附塔吸附结束而进入萃取解吸工序时，另一吸附塔经过萃取解吸后再进入液相吸附工序，实现连续循环吸附操作；（2）萃取解吸工序，采用一种接近临界或超临界（以下简称“临界”）的二氧化碳（CCO2）作为萃取剂，萃取剂温度为30~120℃，压力为6.0~8.0MPa，从塔顶通入吸附饱和的吸附塔进行萃取解吸，萃取解吸温度与吸附操作温度相同，萃取解吸的操作压力6.0~8.0MPa，萃取剂从吸附剂表面及通道中萃取溶解出被吸附的水分及微量杂质，形成富集水的解吸气，简称“水气”，进入下一步工序，萃取剂再生工序；萃取解吸步骤完成后，通入烯烃原料气，再进入气相吸附工序，循环操作；（3）萃取剂再生工序，所述萃取解吸工序得到的水气进入萃取剂再生工序的分离釜，将压力降至6.0MPa以下，温度在30~120℃范围，从釜底得到含微量杂质的冷凝水排出；从釜顶逸出二氧化碳（CO2），经过加压或直接作为萃取剂，再进入萃取解吸工序，循环使用。2.如权利要求1所述的一种烯烃的全温程吸附萃取深度脱水除杂的净化方法，其特征在于，所述的气相吸附工序粗烯烃原料气，经过预处理单元处理，包括钯催化剂催化加氢脱除炔烃、铜或锰催化剂催化脱氧（O2）、铜催化剂催化脱一氧化碳（CO）、固碱/有机胺脱除酸性气体、催化吸附脱砷/汞。3.如权利要求1所述的一种烯烃的全温程吸附萃取深度脱水除杂的净化方法，其特征在于，所述的气相吸附工序粗烯烃原料气，可以来自石油（轻质油、重质油、轻烃气、页岩气）蒸汽裂解、轻烃脱氢、煤气化经甲醇合成、乙醇缩合脱水制得的烯烃，以乙烯丙烯为主。4.如权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈运，刘开莉，蔡跃明，钟雨明，
申请(专利权)人：四川天采科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：四川,51