王子宗, 刘洪谦, 王基铭

化工学报 2019, 70 (1): 136-145. DOI:10.11949/j.issn.0438-1157.20171033

摘要（544）

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以170万吨/年甲醇制丙烯（MTP）实际装置为背景，对MTP分离流程进行了研究和优化，借鉴石脑油乙烯装置分离的经验，并针对MTP产品气的组成特点，优化形成了适合MTP产品气分离的顺序、前脱丙烷和前脱乙烷分别组合装置自身物料做吸收剂的中冷油吸收技术的三种分离流程，省去了乙烯制冷系统。通过对全流程模拟计算数据的对比分析，优选出了前脱乙烷组合装置自身物料做吸收剂的中冷油吸收技术分离流程。对优化组合采用脱乙烷预分离技术、脱甲烷塔尾气回收分凝分馏塔技术、吸收剂物流的选择、碳二分离高度热耦合技术进行了研究，并通过对全流程模拟计算数据的比较分析，优选出了最优化的分离流程，即前脱乙烷中冷油吸收流程组合预分离技术、用自身物流混合碳四做吸收剂、分凝分馏塔回收脱甲烷塔尾气技术和高度热耦合的脱碳二分离技术。在没有乙烯、碳四和碳五循环回MTP反应器及尾气中乙烯损失满足设计要求的前提下，采用此优选分离流程，产品气压缩机和丙烯压缩机双机功率为19.8 MW。

混合烯烃分离流程主要有顺序、前脱丙烷和前脱乙烷三种[9,11,12,13]，为便于流程模拟和对比，首先对现有170万吨/年 Lurgi MTP装置进行标定，对现有装置进行模拟，在物料平衡和换热器热负荷距设计值误差5%的前提下，确定了后续流程方案对比的模拟策略和方法。在此基础上，设计如下：(1)假设粗乙烯全部进入脱碳二系统分离得到聚合级乙烯产品，不考虑粗乙烯和混合碳四返回MTP反应器进行歧化反应；(2)分离部分关键塔器如脱甲烷塔、脱乙烷塔、脱丙烷塔、乙烯精馏塔、丙烯精馏塔和凝液汽提塔的分离任务完全按照170万吨MTP装置相关塔器的设计规定，其中乙烯精馏塔产品纯度为聚合级乙烯，丙烯精馏塔产品纯度为聚合级丙烯; (3)装置处理甲醇能力为170万吨/年，产品气压缩机和丙烯压缩机的多变效率取83%，丙烯冷剂温度等级分别为7℃、-27℃和-40℃；(4)产品气采用四段压缩；(5)分别用丙烷C₃H₈、混合碳四C_4S做吸收剂；(6)用中冷油吸收和膨胀节流技术回收脱甲烷塔尾气中的乙烯[14,15]；(7)中冷油吸收采用组合吸收塔技术 [14,15,16,17,18,19]；(8)暂不考虑甲醇和二甲醚脱除对流程的影响；(9)先假定前脱丙烷和前脱乙烷流程采用清晰切割技术; (10)产品气压缩机一段吸入的物料组成见表1。