吸附分离甲醇制烯烃产品气中二氧化碳的方法转让专利

申请号 : CN201710435996.2

文献号 : CN107115759B

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相似专利:

发明人 : 陈明辉吴德荣俞佟吉沈俊白玫何琨

申请人 : 中石化上海工程有限公司中石化炼化工程(集团)股份有限公司

摘要 :

本发明涉及一种吸附分离甲醇制烯烃产品气中二氧化碳的方法,主要解决现有技术中存在CO2脱除率低、MTO产品气中剩余CO2含量高、产品气体质量不达标的问题。本发明通过采用一种吸附分离甲醇制烯烃产品气中二氧化碳的方法,采用加热、吸附‑吸收‑吸附三段串联、冷却等步骤脱除MTO产品气中CO2,并按MTO生产规模设置并联2~3组吸附单元,其中1~2组吸附,剩余1组再生以保持大规模MTO工业装置满负荷连续运行,使MTO产品气CO2含量≤2ppm,达到聚合级乙烯、聚合级丙烯质量标准的技术方案较好地解决了上述问题,可用于甲醇制烯烃的工业生产中。

权利要求 :

1.一种吸附分离甲醇制烯烃产品气中二氧化碳的方法,采用吸附-吸收-吸附三段串联连接方式分离脱除MTO产品气中的CO2,甲醇制备烯烃MTO装置中含CO2的产品气经过换热和加热到吸附温度后,首先进入一次吸附器进行初步吸附CO2的操作,然后经过化学吸收器进行化学吸收CO2的操作,最后经过二次吸附器进行最终吸附CO2的操作并通过过滤脱除夹带的微量分子筛微细粉末,再经过换热和冷却到工艺温度后外送,从而将MTO装置产品气中的CO2脱除,使产品气中的CO2含量达到聚合级乙烯、聚合级丙烯的质量标准;所述的一次吸附器、化学吸收器、二次吸附器为串联连接并组成1组吸附单元,根据MTO装置不同的生产规模,可设置并联的2~3组吸附单元,其中1~2组吸附单元进行吸附吸收操作,剩余1组吸附单元进行解吸再生操作,以保持MTO大规模商业化工业生产装置满负荷连续平稳运行;当进行CO2解吸再生时,经再生气进料加热器加热至再生温度后的再生气,进入需要再生的一次吸附器和二次吸附器进行解吸CO2和再生吸附剂的操作,再生后的再生气进入再生气出料收集器进一步处理;其中,一次吸附器吸附吸收操作的工艺参数为:操作温度为10~40℃;

操作压力为2.6~4.2MPaA;一次吸附器解吸再生操作的工艺参数为:操作温度为295~345℃;操作压力为0.20~0.50MPaA;一次吸附器设备主要参数为:长径比为2.0~4.0:1;吸附剂A型分子筛,其孔径为0.6~0.8nm;化学吸收器吸附吸收操作的工艺参数为:操作温度为

10~40℃;操作压力为2.5~4.1MPaA;化学吸收器无解吸再生操作;化学吸收器设备主要参数为:长径比为0.6~1.4:1;化学吸收剂为氧化钙CaO颗粒和氢氧化钠NaOH颗粒的碱性混合物,氧化钙和氢氧化钠的质量比为1.8~4.8:1;二次吸附器吸附吸收操作的工艺参数为:操作温度为10~40℃;操作压力为2.4~4.0MPaA;二次吸附器解吸再生操作的工艺参数为:操作温度为295~345℃;操作压力为0.10~0.40MPaA;二次吸附器设备主要参数为:长径比为

1.0~3.0:1;吸附剂采用X型分子筛,其孔径为0.3~0.5nm。

2.根据权利要求1所述吸附分离甲醇制烯烃产品气中二氧化碳的方法,其特征在于进出料换热器操作运行的工艺参数为:操作温度为-30~40℃;操作压力为2.2~4.4MPaA;进料加热器操作运行的工艺参数为:操作温度为0~40℃;操作压力为2.7~4.3MPaA。

3.根据权利要求2所述吸附分离甲醇制烯烃产品气中二氧化碳的方法,其特征在于进出料换热器操作运行的工艺参数为:操作温度为-20~30℃;操作压力为2.6~4.0MPaA;进料加热器操作运行的工艺参数为:操作温度为10~30℃;操作压力为3.1~3.9MPaA。

4.根据权利要求1所述吸附分离甲醇制烯烃产品气中二氧化碳的方法,其特征在于一次吸附器吸附吸收操作的工艺参数为:操作温度为20~30℃;操作压力为3.0~3.8MPaA;一次吸附器解吸再生操作的工艺参数为:操作温度为315~325℃;操作压力为0.30~

0.40MPaA;一次吸附器设备主要参数为:长径比为2.4~3.6:1;吸附剂采用硅铝比为2的A型分子筛;化学吸收器吸附吸收操作的工艺参数为:操作温度为20~30℃;操作压力为2.9~

3.7MPaA;化学吸收器设备主要参数为:长径比为0.8~1.2:1;二次吸附器吸附吸收操作的工艺参数为:操作温度为20~30℃;操作压力为2.8~3.6MPaA;二次吸附器解吸再生操作的工艺参数为:操作温度为315~325℃;操作压力为0.20~0.30MPaA;二次吸附器设备主要参数为:长径比为1.4~2.6:1;吸附剂采用硅铝比为3的X型分子筛。

5.根据权利要求1所述吸附分离甲醇制烯烃产品气中二氧化碳的方法,其特征在于出料过滤器操作运行的工艺参数为:操作温度为10~40℃;操作压力为2.3~3.9MPaA;出料冷却器操作运行的工艺参数为:操作温度为-30~30℃;操作压力为2.1~3.7MPaA。

6.根据权利要求5所述吸附分离甲醇制烯烃产品气中二氧化碳的方法,其特征在于出料过滤器操作运行的工艺参数为:操作温度为20~30℃;操作压力为2.7~3.5MpaA;出料冷却器操作运行的工艺参数为:操作温度为-20~10℃;操作压力为2.5~3.3MPaA。

7.根据权利要求1所述吸附分离甲醇制烯烃产品气中二氧化碳的方法,其特征在于再生气进料加热器操作运行的工艺参数为:操作温度为25~345℃;操作压力为0.25~

0.55MPaA;再生气出料收集器操作运行的工艺参数为:操作温度为25~345℃;操作压力为

0.05~0.35MPaA。

8.根据权利要求7所述吸附分离甲醇制烯烃产品气中二氧化碳的方法,其特征在于再生气进料加热器操作运行的工艺参数为:操作温度为315~325℃;操作压力为0.35~

0.45MPaA;再生气出料收集器操作运行的工艺参数为:操作温度为315~325℃;操作压力为

0.15~0.25MPaA。

9.根据权利要求1所述吸附分离甲醇制烯烃产品气中二氧化碳的方法,其特征在于化学吸收剂体积为化学吸收器体积的70~90%。

10.根据权利要求1所述吸附分离甲醇制烯烃产品气中二氧化碳的方法,其特征在于A型分子筛体积为一次吸附器体积的70~90%;X型分子筛体积为二次吸附器体积的70~

90%。

说明书 :

吸附分离甲醇制烯烃产品气中二氧化碳的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种吸附分离甲醇制烯烃产品气中二氧化碳的方法。

背景技术

[0002] 甲醇制烯烃(MTO)装置由催化反应单元和烯烃分离单元二部分组成,甲醇经催化反应单元生成乙烯、丙烯等目标产品,这些目标产品组成的产品气含有微量CO2组分需要在烯烃分离单元中加以脱除。烯烃分离单元与国内外成熟的乙烯装置分离单元类似,采用氢氧化钠NaOH水溶液碱洗方法脱除产品气中的CO2组分,但在碱洗过程中会产生废碱液和黄油,这些废液是环境治理重点关注的对象。通常,废碱液的处理方法是送到焚烧炉直接焚烧,既消耗大量的燃料气,又需要补充大量工业水制备新鲜碱液,由此增加了操作运行费用,还增加了整个工艺装置CO2的排放量。另外,在使用NaOH水溶液碱洗的过程中,还会产生一定量的高分子聚合物黄油,由于黄油粘度很高,极易堵塞碱洗塔的塔盘,而为了抑制减少黄油的产生,需要注入一定量的黄油抑制剂,由此增加了工艺装置的运行成本。
[0003] 除碱洗方法脱除产品气中的CO2外,还可以考虑其它脱除CO2的方法。现有技术中的专利申请号为CN201180027276.3碳氢化合物气体处理,公开了一种从碳氢化合物气流中采用冷却、膨胀、冷凝、分馏等步骤,去除CO2的方法及设备,通过该发明专利深冷冷凝分馏分离的技术方法,CO2含量从38.5%(摩尔)降低到13.5%(摩尔)。专利申请号为CN201310032509.X低温甲醇洗烷烃脱氢组合系统及其与烯烃分离系统的耦合系统,公开了一种回收脱除一氧化碳后的生成气中的氢气系统,同时减少CO2的排放。专利申请号为CN201510965864.1一种适用于含高烃富二氧化碳气体的脱烃工艺,公开了一种通过聚酰亚胺膜将二氧化碳气体脱烃的工艺,得到工业级液体二氧化碳和食品级液体二氧化碳。
[0004] 现有技术中的专利申请号CN201180027276.3和专利申请号CN201310032509.X以及专利申请号CN201510965864.1虽然避免了采用碱洗过程产生废液污染环境的不足,但是这些技术脱除CO2后的产品气中CO2含量高达13.5%,远远不能达到CO2含量≤5ppm的要求,存在CO2脱除率低、MTO产品气中剩余CO2含量高、产品气体质量不达标的问题。

发明内容

[0005] 本发明所要解决的技术问题是现有技术中存在CO2脱除率低、MTO产品气中剩余CO2含量高、产品气体质量不达标的问题,提供一种新的吸附分离甲醇制烯烃产品气中二氧化碳的方法。该方法具有CO2脱除率高、MTO产品气中剩余CO2含量低、产品气体质量达标的优点。
[0006] 为解决上述问题,本发明采用的技术方案如下:一种吸附分离甲醇制烯烃产品气中二氧化碳的方法,采用吸附-吸收-吸附三段串联连接方式分离脱除MTO产品气中的CO2,甲醇制备烯烃MTO装置中含CO2的产品气经过换热和加热到吸附温度后,首先进入一次吸附器进行初步吸附CO2的操作,然后经过化学吸收器进行化学吸收CO2的操作,最后经过二次吸附器进行最终吸附CO2的操作并通过过滤脱除夹带的微量分子筛微细粉末,再经过换热和冷却到工艺温度后外送,从而将MTO装置产品气中的CO2脱除,使产品气中的CO2含量达到聚合级乙烯、聚合级丙烯的质量标准;所述的一次吸附器、化学吸收器、二次吸附器为串联连接并组成1组吸附单元,根据MTO装置不同的生产规模,可设置并联的2~3组吸附单元,其中1~2组吸附单元进行吸附吸收操作,剩余1组吸附单元进行解吸再生操作,以保持MTO大规模商业化工业生产装置满负荷连续平稳运行;当进行CO2解吸再生时,经再生气进料加热器加热至再生温度后的再生气,进入需要再生的一次吸附器和二次吸附器进行解吸CO2和再生吸附剂的操作,再生后的再生气进入再生气出料收集器进一步处理;其中,一次吸附器吸附吸收操作的工艺参数为:操作温度为10~40℃;操作压力为2.6~4.2MPaA;一次吸附器解吸再生操作的工艺参数为:操作温度为295~345℃;操作压力为0.20~0.50MPaA;一次吸附器设备主要参数为:长径比为2.0~4.0:1;吸附剂A型分子筛,其孔径为0.6~0.8nm;化学吸收器吸附吸收操作的工艺参数为:操作温度为10~40℃;操作压力为2.5~4.1MPaA;化学吸收器无解吸再生操作;化学吸收器设备主要参数为:长径比为0.6~1.4:1;化学吸收剂为氧化钙CaO颗粒和氢氧化钠NaOH颗粒的碱性混合物,氧化钙和氢氧化钠的质量比为1.8~4.8:
1;二次吸附器吸附吸收操作的工艺参数为:操作温度为10~40℃;操作压力为2.4~
4.0MPaA;二次吸附器解吸再生操作的工艺参数为:操作温度为295~345℃;操作压力为
0.10~0.40MPaA;二次吸附器设备主要参数为:长径比为1.0~3.0:1;吸附剂采用X型分子筛,其孔径为0.3~0.5nm。
[0007] 上述技术方案中,优选地,进出料换热器操作运行的工艺参数为:操作温度为-30~40℃;操作压力为2.2~4.4MPaA;进料加热器操作运行的工艺参数为:操作温度为0~40℃;操作压力为2.7~4.3MPaA。
[0008] 上述技术方案中,更优选地,进出料换热器操作运行的工艺参数为:操作温度为-20~30℃;操作压力为2.6~4.0MPaA;进料加热器操作运行的工艺参数为:操作温度为10~
30℃;操作压力为3.1~3.9MPaA。
[0009] 上述技术方案中,优选地,一次吸附器吸附吸收操作的工艺参数为:操作温度为20~30℃;操作压力为3.0~3.8MPaA;一次吸附器解吸再生操作的工艺参数为:操作温度为315~325℃;操作压力为0.30~0.40MPaA;一次吸附器设备主要参数为:长径比为2.4~
3.6:1;吸附剂采用硅铝比为2的A型分子筛;化学吸收器吸附吸收操作的工艺参数为:操作温度为20~30℃;操作压力为2.9~3.7MPaA;化学吸收器设备主要参数为:长径比为0.8~
1.2:1;二次吸附器吸附吸收操作的工艺参数为:操作温度为20~30℃;操作压力为2.8~
3.6MPaA;二次吸附器解吸再生操作的工艺参数为:操作温度为315~325℃;操作压力为
0.20~0.30MPaA;二次吸附器设备主要参数为:长径比为1.4~2.6:1;吸附剂采用硅铝比为
3的X型分子筛。
[0010] 上述技术方案中,优选地,出料过滤器操作运行的工艺参数为:操作温度为10~40℃;操作压力为2.3~3.9MPaA;出料冷却器操作运行的工艺参数为:操作温度为-30~30℃;操作压力为2.1~3.7MPaA。
[0011] 上述技术方案中,更优选地,出料过滤器操作运行的工艺参数为:操作温度为20~30℃;操作压力为2.7~3.5MpaA;出料冷却器操作运行的工艺参数为:操作温度为-20~10℃;操作压力为2.5~3.3MPaA。
[0012] 上述技术方案中,优选地,再生气进料加热器操作运行的工艺参数为:操作温度为25~345℃;操作压力为0.25~0.55MPaA;再生气出料收集器操作运行的工艺参数为:操作温度为25~345℃;操作压力为0.05~0.35MPaA。
[0013] 上述技术方案中,更优选地,再生气进料加热器操作运行的工艺参数为:操作温度为315~325℃;操作压力为0.35~0.45MPaA;再生气出料收集器操作运行的工艺参数为:操作温度为315~325℃;操作压力为0.15~0.25MPaA。
[0014] 上述技术方案中,优选地,化学吸收剂体积为化学吸收器体积的70~90%。
[0015] 上述技术方案中,优选地,A型分子筛体积为一次吸附器体积的70~90%;X型分子筛体积为二次吸附器体积的70~90%。
[0016] 由于采用本发明所述的一种分子筛吸附分离MTO产品气中CO2的方法,因此:(1)烯烃分离单元将不再使用碱洗工艺流程,原有碱液系统将全部停用,避免了新鲜碱液的消耗,从而减少了碱液系统的运营费用。(2)在不减少目标产品乙烯和丙烯产量的前提下,不再产生废碱液和黄油,可以做到废碱液和黄油的零排放、黄油抑制剂的零消耗。(3)原有专门焚烧处理废碱液的焚烧系统也将停用,从而大大减少燃料气的消耗及相关的运营费用。(4)提高了CO2脱除率,使产品气的CO2含量达到聚合级乙烯、聚合级丙烯的质量标准,较好地解决了现有技术存在的问题。本发明首先加热MTO装置产品气,然后采用由吸附-吸收-吸附三段串联组成的吸附单元脱除MTO产品气中的CO2,最后过滤、冷却MTO产品气;并按MTO装置生产规模设置并联的2~3组吸附单元,其中1~2组吸附操作,剩余1组再生操作,以保持MTO大规模商业化工业生产装置满负荷连续运行,从而使新鲜碱液、黄油抑制剂零消耗,废碱液和黄油零排放;同时,脱除CO2后MTO产品气中的CO2含量≤2ppm,达到聚合级乙烯、聚合级丙烯的质量标准,取得了较好的技术效果。

附图说明

[0017] 图1为本发明所述方法的流程示意图。
[0018] 图1中,以并联3组吸附单元,其中2组吸附操作,剩余1组再生操作为,11、~14为MTO产品气,21、22为再生气,31为进出料换热器,32为进料加热器,33为出料过滤器,34为出料冷却器,35为再生气进料加热器,36为再生气出料收集器,101、201、301为一次吸附器,102、202、302为化学吸收器,103、203、303为二次吸附器。
[0019] 来自界外上游系统的MTO产品气11,经进出料换热器31预热至一定温度,再经进料加热器32进一步加热达到吸附温度后,MTO产品气12首先分别进入一次吸附器101和201进行初步吸附CO2的操作,然后分别经过化学吸收器102和202进行化学吸收CO2的操作,最后分别经过二次吸附器103和203进行最终吸附CO2的操作;已经脱除夹带CO2的MTO产品气13经出料过滤器33过滤脱除所夹带的微量分子筛细粉末颗粒,经进出料换热器31预冷至一定温度并回收部分热量,再经出料冷却器34进一步冷却达到工艺所要求的温度后,MTO产品气14外送下游系统。同时,经再生气进料加热器35加热至再生温度后的再生气21,进入需要再生的一次吸附器301和二次吸附器303进行解吸CO2和再生吸附剂的操作;化学吸收器302不需要再生操作,再生气从旁路通过化学吸收器302,再生后的再生气22进入再生气出料收集器36进一步加以处理。
[0020] 下面通过实施例对本发明作进一步的阐述,但不仅限于本实施例。

具体实施方式

[0021] 【实施例1】
[0022] 采用本发明吸附分离MTO产品气中二氧化碳的方法,MTO装置的公称生产能力为180万吨/年甲醇,需要脱除CO2的MTO产品气流量为40500千克/小时,其组成如下:
[0023]产品气组分名称 甲烷 乙烯 乙烷 丙烯 CO2 合计
产率/重量% 0.004 98.633 1.188 0.022 0.153 100.000
[0024] 根据MTO装置所述的生产规模,需要设置并联的2组吸附单元,其中1组吸附单元(设备101、102、103)进行吸附吸收操作,剩余1组吸附单元(设备201、202、203)进行解吸再生操作,以保持大规模商业化MTO工业生产装置满负荷连续平稳运行。本发明的工艺和方法如下:来自界外上游系统的MTO产品气(11),经进出料换热器(31)预热至一定温度,再经进料加热器(32)进一步加热达到吸附温度后,MTO产品气(12)首先进入一次吸附器(101)进行初步吸附CO2的操作,然后经过化学吸收器(102)进行化学吸收CO2的操作,最后经过二次吸附器(103)进行最终吸附CO2的操作;已经脱除夹带CO2的MTO产品气(13)经出料过滤器(33)过滤脱除所夹带的微量分子筛微细粉末,经进出料换热器(31)预冷至一定温度并回收部分热量,再经出料冷却器(34)进一步冷却达到工艺所要求的温度后,MTO产品气(14)外送下游系统。同时,经再生气进料加热器(35)加热至再生温度后的再生气(21),进入需要再生的一次吸附器(201)和二次吸附器(203)进行解吸CO2和再生吸附剂的操作;化学吸收器(202)不需要再生操作,再生气从旁路通过化学吸收器(202),再生后的再生气(22)进入再生气出料收集器(36)进一步加以处理。
[0025] 本发明吸附吸收操作的工艺参数如下:
[0026] 进出料换热器壳侧入口操作温度为-21℃,出口操作温度为4℃,操作压力为3.2MPaA;
[0027] 进料加热器入口操作温度为4℃,出口操作温度为20℃,操作压力为3.1MPaA;
[0028] 一次吸附器操作温度为20℃,操作压力为3.0MPaA,一次吸附器设备长径比为2.7:1;化学吸收器操作温度为20℃,操作压力为2.9MPaA,化学吸收器设备长径比为0.9:1,化学吸收剂CaO:NaOH质量比为2.9:1;
[0029] 二次吸附器操作温度为20℃,操作压力为2.8MPaA,二次吸附器设备长径比为1.8:1;出料过滤器操作温度为20℃,操作压力为2.7MPaA;
[0030] 进出料换热器管侧入口操作温度为20℃,出口操作温度为-5℃,操作压力为2.6MPaA;
[0031] 出料冷却器入口操作温度为-5℃,出口操作温度为-21℃,操作压力为2.5MPaA;
[0032] 本发明解吸再生操作的工艺参数如下:
[0033] 再生气进料加热器入口操作温度为25℃,出口操作温度为305℃,操作压力为0.30MPaA;
[0034] 一次吸附器操作温度为305℃,操作压力为0.25MPaA;
[0035] 二次吸附器操作温度为305℃,操作压力为0.15MPaA;
[0036] 再生气出料收集器入口操作温度为305℃,出口操作温度为25℃,操作压力为0.10MPaA。
[0037] 化学吸收剂体积为化学吸收器体积的75.8%,A型分子筛体积为一次吸附器体积的82.1%,X型分子筛体积为二次吸附器体积的83.6%。
[0038] 由此,MTO产品气通过加热、吸附-吸收-吸附三段串联处理、冷却等工艺过程以脱除CO2,净化后的MTO产品气中CO2含量为1.9ppm;MTO产品气再进一步分离精制,得到纯度≥99.95mol%的聚合级乙烯产品和纯度≥99.6mol%的聚合级丙烯产品。
[0039] 【实施例2】
[0040] 按照实施例1所述的条件和步骤,只是工艺参数改变,本发明吸附吸收操作的工艺参数如下:
[0041] 进出料换热器壳侧入口操作温度为-30℃,出口操作温度为0℃,操作压力为2.8MPaA;
[0042] 进料加热器入口操作温度为0℃,出口操作温度为10℃,操作压力为2.7MPaA;
[0043] 一次吸附器操作温度为10℃,操作压力为2.6MPaA,一次吸附器设备长径比为2.0:1;化学吸收器操作温度为10℃,操作压力为2.5MPaA,化学吸收器设备长径比为0.6:1,化学吸收剂CaO:NaOH质量比为1.8:1;
[0044] 二次吸附器操作温度为10℃,操作压力为2.4MPaA,二次吸附器设备长径比为1.0:1;出料过滤器操作温度为10℃,操作压力为2.3MPaA;
[0045] 进出料换热器管侧入口操作温度为10℃,出口操作温度为-20℃,操作压力为2.2MPaA;出料冷却器入口操作温度为-20℃,出口操作温度为-30℃,操作压力为2.1MPaA;
[0046] 本发明解吸再生操作的工艺参数如下:
[0047] 再生气进料加热器入口操作温度为25℃,出口操作温度为295℃,操作压力为0.25MPaA;
[0048] 一次吸附器操作温度为295℃,操作压力为0.20MPaA;
[0049] 二次吸附器操作温度为295℃,操作压力为0.10MPaA;
[0050] 再生气出料收集器入口操作温度为295℃,出口操作温度为25℃,操作压力为0.05MPaA。
[0051] 化学吸收剂体积为化学吸收器体积的70.0%,A型分子筛体积为一次吸附器体积的70.0%,X型分子筛体积为二次吸附器体积的70.0%。
[0052] 由此,MTO产品气通过加热、吸附-吸收-吸附三段串联处理、冷却等工艺过程以脱除CO2,净化后的MTO产品气中CO2含量为2.0ppm;MTO产品气再进一步分离精制,得到纯度≥99.95mol%的聚合级乙烯产品和纯度≥99.6mol%的聚合级丙烯产品。
[0053] 【实施例3】
[0054] 按照实施例1所述的条件和步骤,只是工艺参数改变,本发明吸附吸收操作的工艺参数如下:
[0055] 进出料换热器壳侧入口操作温度为20℃,出口操作温度为30℃,操作压力为4.4MPaA;进料加热器入口操作温度为30℃,出口操作温度为40℃,操作压力为4.3MPaA;
[0056] 一次吸附器操作温度为40℃,操作压力为4.2MPaA,一次吸附器设备长径比为4.0:1;化学吸收器操作温度为40℃,操作压力为4.1MPaA,化学吸收器设备长径比为1.4:1,化学吸收剂CaO:NaOH质量比为4.8:1;
[0057] 二次吸附器操作温度为40℃,操作压力为4.0MPaA,二次吸附器设备长径比为3.0:1;出料过滤器操作温度为40℃,操作压力为3.9MPaA;
[0058] 进出料换热器管侧入口操作温度为40℃,出口操作温度为30℃,操作压力为3.8MPaA;出料冷却器入口操作温度为30℃,出口操作温度为20℃,操作压力为3.7MPaA;
[0059] 本发明解吸再生操作的工艺参数如下:
[0060] 再生气进料加热器入口操作温度为25℃,出口操作温度为345℃,操作压力为0.55MPaA;
[0061] 一次吸附器操作温度为345℃,操作压力为0.50MPaA;
[0062] 二次吸附器操作温度为345℃,操作压力为0.40MPaA;
[0063] 再生气出料收集器入口操作温度为345℃,出口操作温度为25℃,操作压力为0.35MPaA。
[0064] 化学吸收剂体积为化学吸收器体积的90.0%,A型分子筛体积为一次吸附器体积的90.0%,X型分子筛体积为二次吸附器体积的90.0%。
[0065] 由此,MTO产品气通过加热、吸附-吸收-吸附三段串联处理、冷却等工艺过程以脱除CO2,净化后的MTO产品气中CO2含量为1.6ppm;MTO产品气再进一步分离精制,得到纯度≥99.95mol%的聚合级乙烯产品和纯度≥99.6mol%的聚合级丙烯产品。
[0066] 【实施例4】
[0067] 按照实施例1所述的条件和步骤,只是MTO装置反应生成的产品气中乙烯/丙烯比为E/P=0.8:1.0;由此,MTO产品气的组成也改变,其组成如下:
[0068]组分名称 水 氢气 甲烷 乙烷 乙烯 丙烷 丙烯 碳四及以上 CO2 合计
产率/质量% 2.98 0.11 0.58 1.33 32.91 4.66 41.88 15.40 0.15 100.00[0069] 化学吸收剂体积为化学吸收器体积的78.6%,A型分子筛体积为一次吸附器体积的83.2%,X型分子筛体积为二次吸附器体积的84.1%。
[0070] 采用本发明所述吸附分离MTO产品气中二氧化碳的方法,MTO产品气通过加热、吸附-吸收-吸附三段串联处理、冷却等工艺过程以脱除CO2,净化后的MTO产品气中CO2含量为1.9ppm;MTO产品气再进一步分离精制,得到纯度≥99.95mol%的聚合级乙烯产品和纯度≥
99.6mol%的聚合级丙烯产品。
[0071] 【实施例5】
[0072] 按照实施例1所述的条件和步骤,只是MTO装置反应生成的产品气中乙烯/丙烯比为E/P=1.0:1.0;由此,MTO产品气的组成也改变,其组成如下:
[0073]组分名称 水 氢气 甲烷 乙烷 乙烯 丙烷 丙烯 碳四及以上 CO2 合计
产率/质量% 3.14 0.17 1.57 0.78 39.12 2.57 38.06 14.51 0.08 100.00[0074] 化学吸收剂体积为化学吸收器体积的79.7%,A型分子筛体积为一次吸附器体积的84.6%,X型分子筛体积为二次吸附器体积的85.8%。
[0075] 采用本发明所述吸附分离MTO产品气中二氧化碳的方法,MTO产品气通过加热、吸附-吸收-吸附三段串联处理、冷却等工艺过程以脱除CO2,净化后的MTO产品气中CO2含量为1.8ppm;MTO产品气再进一步分离精制,得到纯度≥99.95mol%的聚合级乙烯产品和纯度≥
99.6mol%的聚合级丙烯产品。
[0076] 【实施例6】
[0077] 按照实施例5所述的条件和步骤,只是MTO装置反应生成的产品气中乙烯/丙烯比为E/P=1.2:1.0;由此,MTO产品气的组成也改变,其组成如下:
[0078]组分名称 水 氢气 甲烷 乙烷 乙烯 丙烷 丙烯 碳四及以上 CO2 合计
产率/质量% 3.25 0.37 1.81 1.47 41.82 3.15 34.18 13.82 0.13 100.00[0079] 采用本发明所述吸附分离MTO产品气中二氧化碳的方法,MTO产品气通过加热、吸附-吸收-吸附三段串联处理、冷却等工艺过程以脱除CO2,净化后的MTO产品气中CO2含量为
1.9ppm;MTO产品气再进一步分离精制,得到纯度≥99.95mol%的聚合级乙烯产品和纯度≥
99.6mol%的聚合级丙烯产品。
[0080] 【实施例7】
[0081] 按照实施例5所述的条件和步骤,只是MTO装置反应生成的产品气组成改变,其组成如下:
[0082]组分名称 氢气 甲烷 乙烯 乙烷 丙烯 丙烷 碳四及以上 水 CO2 合计
产率/摩尔% 2.81 3.64 46.51 0.87 30.16 1.95 8.19 5.81 0.06 100.00[0083] 采用本发明所述吸附分离MTO产品气中二氧化碳的方法,MTO产品气通过加热、吸附-吸收-吸附三段串联处理、冷却等工艺过程以脱除CO2,净化后的MTO产品气中CO2含量为
1.8ppm;MTO产品气再进一步分离精制,得到纯度≥99.95mol%的聚合级乙烯产品和纯度≥
99.6mol%的聚合级丙烯产品。
[0084] 【实施例8】
[0085] 按照实施例5所述的条件和步骤,只是MTO装置的公称生产能力扩大为360万吨/年甲醇,根据MTO装置的生产规模,需要设置并联的3组吸附单元,每组吸附单元由吸附-吸收-吸附三段串联连接组成,其中2组吸附单元(设备101、102、103和设备201、202、203)进行吸附吸收操作,剩余1组吸附单元(设备301、302、303)进行解吸再生操作,以保持大规模商业化MTO工业生产装置满负荷连续平稳运行。
[0086] 采用本发明所述吸附分离MTO产品气中二氧化碳的方法,MTO产品气通过加热、吸附-吸收-吸附三段串联处理、冷却等工艺过程以脱除CO2,净化后的MTO产品气中CO2含量为1.9ppm;MTO产品气再进一步分离精制,得到纯度≥99.95mol%的聚合级乙烯产品和纯度≥
99.6mol%的聚合级丙烯产品。
[0087] 【对比例1】
[0088] 现有技术采用氢氧化钠NaOH水溶液碱洗方法脱除CO2需要消耗一定流量的新鲜碱液和黄油抑制剂,同时排放一定流量的废碱液和黄油,需要加以专门环保处理,达标以后才能排放。而采用深冷冷凝分馏分离的技术方法脱除产品气中的CO2,脱除CO2后的产品气中CO2含量为13.5%,产品气体质量不达标。而采用碱洗-水洗的方法,虽然可以脱除MTO反应气中的二氧化碳,使产品质量达标;但是,在碱洗-水洗过程中,会产生废碱液和黄油,这些废碱液和黄油需要送环保部门进行专门的无害化处理后,达标排放,由此增加了MTO工艺装置的运行成本。