一种丙烷脱氢反应产物复叠制冷分离系统及方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114576928A(43)申请公布日2022.06.03(21)申请号202011372198.8(22)申请日2020.11.30(71)申请人惠生工程（中国）有限公司地址201210上海市浦东新区中国(上海)自由贸易试验区中科路699号(72)发明人田靖吴笛吴铁锁丁干红李延生吕建宁(74)专利代理机构上海科盛知识产权代理有限公司31225专利代理师陈天宝(51)Int.Cl.F25J3/08(2006.01)权利要求书2页说明书12页附图2页(54)发明名称一种丙烷脱氢反应产物复叠制冷分离系统及方法(57)摘要本发明涉及一种丙烷脱氢反应产物复叠制冷分离系统及方法，包括依次耦合连接的复叠制冷循环单元、多级冷却闪蒸分离单元和液体产品加压输送单元；多级冷却闪蒸分离单元通过多级换热器和多级闪蒸分离器相结合实现了反应产物分级冷却分离和原料新鲜丙烷的气化；复叠制冷循环单元向所述多级冷却闪蒸分离单元提供不同级别的冷量需求以及相应热量需求；液体产品加压输送单元将多级冷却闪蒸分离单元得到的液体产品汇聚、闪蒸并加压输送。本发明通过各单元间的耦合，实现了反应产物的分离工艺要求、反应进料完全气化以及冷量充分利用，流程简单、单位产品能耗低、反应产物回收率高、产品纯度高、可快速开停车，增强了装置对不同工况和产品规模的适应性。CN114576928ACN114576928A权利要求书1/2页1.一种丙烷脱氢反应产物复叠制冷分离系统，其特征在于，包括依次耦合连接的复叠制冷循环单元(3)、多级冷却闪蒸分离单元(1)和液体产品加压输送单元(2)；所述多级冷却闪蒸分离单元(1)通过多级换热器和多级闪蒸分离器相结合实现了反应产物分级冷却分离和原料新鲜丙烷的气化；所述复叠制冷循环单元(3)向所述多级冷却闪蒸分离单元(1)提供不同级别的冷量需求以及相应热量需求；所述液体产品加压输送单元(2)将多级冷却闪蒸分离单元(1)得到的液体产品汇聚、闪蒸并加压输送。2.根据权利要求1所述的一种丙烷脱氢反应产物复叠制冷分离系统，其特征在于，所述多级冷却闪蒸分离单元(1)包括多级冷却换热器、多级闪蒸分离器，所述的冷却换热器与闪蒸分离器交替连接。3.根据权利要求2所述的一种丙烷脱氢反应产物复叠制冷分离系统，其特征在于，所述冷却换热器为板翅式换热器，所述闪蒸分离器中设有除沫装置，闪蒸分离器将冷却后的反应产品气进行闪蒸分离。4.根据权利要求2所述的一种丙烷脱氢反应产物复叠制冷分离系统，其特征在于，所述多级冷却闪蒸分离单元(1)中还包括：丙烷分配调节阀，设置于新鲜丙烷输出多级冷却闪蒸分离单元(1)的出料管线上，丙烷分配调节阀根据预设的氢/烃比设置为一级或多级，实现新鲜丙烷的分配；氢气比例调节阀，设于末级闪蒸分离器顶部出口处，实现反应联合进料中的氢气比例调节；液体产品流量调节阀，设于多级闪蒸分离器的底部出口，实现分离后液体产品流量调节。5.根据权利要求1所述的一种丙烷脱氢反应产物复叠制冷分离系统，其特征在于，所述液体产品加压输送单元(2)包括相互连接的：液体产品缓冲罐(202)，将多级冷却闪蒸分离单元(1)得到的液体产品进行缓冲、汇聚、闪蒸，得到液体产品和液体产品低压闪蒸气；液体产品闪蒸气冷却分离器(201)，将所述液体产品缓冲罐(202)中的液体产品低压闪蒸气冷却分离；液体产品加压输送设备(203)，对液体产品缓冲罐(202)中的液体产品进行加压输送。6.根据权利要求1所述的一种丙烷脱氢反应产物复叠制冷分离系统，其特征在于，所述复叠制冷循环单元(3)包括三种不同制冷剂的制冷循环系统；所述复叠制冷循环单元(3)包括依次并联的A制冷循环系统(301)、B制冷循环系统(302)和C制冷循环系统(303)。7.根据权利要求6所述的一种丙烷脱氢反应产物复叠制冷分离系统，其特征在于，所述A制冷循环系统(301)中的制冷介质包括丙烯、丙烷中的一种或两种；所述B制冷循环系统(302)中的制冷介质包括乙烯、乙烷中的一种或两种；所述C制冷循环系统(303)中的制冷介质包括甲烷、氮气中的一种或两种。8.根据权利要求6所述的一种丙烷脱氢反应产物复叠制冷分离系统，其特征在于，所述A制冷循环系统(301)、B制冷循环系统(302)和C制冷循环系统(303)之间能够相互提供冷2CN114576928A权利要求书2/2页量，并能够向多级冷却闪蒸分离单元(1)提供冷量和热量，以及满足液体产品闪蒸气冷却分离器(201)冷量需求。9.一种丙烷脱氢反应产物复叠制冷分离方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：将丙烷脱氢反应产物送入多级冷却闪蒸单元(1)，经过多级换热器逐级冷却到目标温度，将多级换热器之间部分冷凝后的反应产物抽出进行级间闪蒸分离；经末级换热器冷却到目标温