本发明涉及一种回收丙烯的工艺，特别是丙烯环氧化反应生成环氧丙烷装置中，回收循环丙烯的节能工艺。
背景技术：
环氧丙烷（po）是非常重要的有机化合物原料，是仅次于聚丙烯和丙烯腈的第三大丙烯类衍生物。主要用于生产聚醚、丙二醇和各类非离子表面活性剂等，其中聚醚多元醇是生产聚氨酯泡沫、保温材料、弹性体、胶粘剂和涂料等的重要原料，各类非离子型表面活性剂在石油、化工、农药、纺织、日化等行业得到广泛应用。
目前环氧丙烷生产方法主要有氯醇法、共氧化法（po/苯乙烯、po/叔丁醇）、双氧水法和过氧化氢异丙苯法。氯醇法由于生产过程中会产生大量含氯化钙的废水，环境污染十分严重，国家已停止对新建氯醇法环氧丙烷装置的审批。
共氧化法分为异丁烷共氧化法和乙苯共氧化法两种联产工艺，前者联产叔丁醇，后者联产苯乙烯，生产过程至少包括以下步骤：(1)异丁烷或乙苯氧化生成相应的过氧化物；(2)相应的过氧化物与过量丙烯反应，生成环氧丙烷和相应的叔丁醇或甲基苄醇，未反应丙烯循环使用；(3)甲基苄醇脱水，生成苯乙烯。有联产品的共氧化法克服了三废问题，同时联产物可出售，具有良好的市场优越性，竞争优势较强。
双氧水法以丙烯和过氧化氢为原料，过氧化氢完全转化，未反应丙烯循环使用。工艺流程简单，生成过程中只生成环氧丙烷和水，没有其他联产物，投资相对较少，基本无污染，是一种环境友好的工艺。
过氧化氢异丙苯法将异丙苯氧化成过氧化氢异丙苯(chp)，再用chp与过量的丙烯环氧化成环氧丙烷，同时得到的二甲基苄醇，再脱水、加氢后生成异丙苯循环使用。该法污染小，无联产物生成，可降低因联产大量副产物带来的市场风险。
在丙烯环氧化反应时，为保证乙苯过氧化氢/叔丁基过氧化氢/双氧水/过氧化异丙苯反应完全，通常使用过量丙烯，如丙烯/过氧化物的摩尔比为2-30，因此反应产物里有大量的丙烯，为了提高环氧化反应的选择性和降低装置的物耗，需要将反应产物中的丙烯进行回收利用，且循环丙烯需要较高的纯度，脱除丙烯中的乙烷、co2、co、丙烷等杂质，避免这些组分在循环体系中的累积。
专利201410355476.7采用高压丙烯回收塔、低压丙烯回收塔和脱丙烷塔的装置来回收丙烯，该装置回收的丙烯中的轻组分如乙烷、co2、co并未脱除，影响了丙烯的纯度，这些惰性组分会在系统中累积，co2形成的酸性物质会腐蚀设备，降低装置的操作周期，同时低压丙烯回收塔需要采用-20℃的冷剂使塔顶气冷凝，能耗高，经济性较差。
专利201410355936.6采用高压丙烯回收塔、闪蒸罐、低压丙烯回收塔、丙烯循环压缩机和脱丙烷塔组成的装置来回收丙烯，低压丙烯回收塔塔顶气选用压缩机增压后送回高压丙烯回收塔，避免了-20℃的冷剂的使用，高压丙烯回收塔侧线采出丙烯，塔顶脱除了轻组分如乙烷、co2、co等，有利于丙烯纯度的提高和能耗的降低。然而脱丙烷塔中丙烯和丙烷的沸点接近，很难分离，分离时需要消耗大量的蒸汽和循环水，且轻组分的脱除受到高压丙烯回收塔操作压力的限制，脱除效果不佳，丙烯的纯度仅能达到95%。
技术实现要素：
针对现有技术中丙烯回收存在能耗高的问题，本发明提供一种循环丙烯回收的节能工艺，本发明结合丙烯热泵压缩机，通过工艺改进可有效降低丙烯回收单元的能耗。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下，
一种循环丙烯回收的节能工艺，适用于共氧化法环氧丙烷装置，包括以下步骤：
a）设有脱丙烷塔和脱丙烷塔再沸器，含杂质的粗丙烯原料从脱丙烷塔塔顶进入，分离后，塔顶得到含轻组分丙烯物流，塔釜得到含重组分的丙烷物流并将其外排；侧线得到回收的高纯度丙烯物流；
b）设有丙烯热泵压缩机和脱乙烷塔，从脱丙烷塔塔顶分离的含轻组分丙烯物流经丙烯热泵压缩机增压升温后分为两股：第一股物流进入脱乙烷塔底部，第二股物流作为热源进入脱丙烷塔再沸器的壳侧；
c）设有脱丙烷塔回流罐，从脱丙烷塔再沸器壳侧放热冷凝后出来的第二股物流进入脱丙烷塔回流罐，罐内油相作为回流液至脱丙烷塔塔顶，水相物将其外排；
d）：第一股物流进入脱乙烷塔从塔顶分离得到含轻组分乙烷物流并将其外排，从脱乙烷塔塔底得到的塔釜丙烯物流送至高压丙烯回收塔回流罐。
作为本发明的优选实施例：所述含杂质的粗丙烯原料为高压丙烯回收塔的部分回流液。
在本发明中：脱丙烷塔回收的丙烯不在塔顶采出，而在侧线采出的目的是为了将粗丙烯原料中含的轻组分如乙烷、co2、co等送至脱乙烷塔，脱除轻组分，提高循环丙烯的纯度。
上述技术方案中，所述脱丙烷塔的操作压力为1.0-2.5mpag，优选1.5-2.0mpag；塔顶操作温度为40-60℃，塔釜操作温度为40-60℃，理论塔板数为40-90。
本发明中：从脱丙烷塔塔顶物流送至丙烯热泵压缩机增压升温后分为两股，一股作为热源送至脱丙烷塔再沸器，冷凝后再送至脱丙烷塔回流罐。由于丙烷和丙烯的沸点接近，分离困难，为了得到高纯度的丙烯需要消耗大量的能量。本发明节能工艺中，采用热泵技术，脱丙烷塔塔顶增压升温后的气体作为热源加热塔再沸器，脱丙烷塔的消耗仅为丙烯热泵压缩机的电耗。与现有工艺相比，减少了塔顶气循环水和塔釜再沸器蒸汽的使用，节能效果明显。
本发明中：从丙烯热泵压缩机增压后的另一股气体直接送入脱乙烷塔釜，减少了尾气增压机的电耗。上述技术方案中，所述丙烯热泵压缩机的压缩比为1.4-2.5，出口压力为2.5-3.5mpag，优选2.7-3.2mpag。
本发明中：脱丙烷塔塔顶物流经丙烯热泵压缩机增压后再进入脱乙烷塔，使脱乙烷塔的操作压力比现有工艺高，更有利于乙烷、co2、co等轻组分和丙烯的分离，得到的丙烯纯度更高。上述技术方案中，所述脱乙烷塔的操作压力为2.5-3.5mpag，优选2.7-3.2mpag；塔顶操作温度为50-80℃，塔釜操作温度为50-80℃，理论塔板数为10-40。
本发明通过工艺设计，既降低了能耗，实现了节能减排目标，又保证并提高了丙烯的收率，丙烯的收率可达99.9%以上；同时循环丙烯的纯度可达97%，并适用于多种丙烯环氧化反应生成环氧丙烷的工艺流程，得到了较好的节能效果。
附图说明
图1为对比实施例的原理图；
图2为本发明的原理结构图；
其中，1-脱丙烷塔；2-丙烯热泵压缩机；3-脱丙烷塔回流罐；4-脱丙烷塔再沸器；5-脱乙烷塔；6-脱丙烷塔冷凝器；7-脱丙烷塔回流泵；8-丙烯增压泵。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。
本实施例中：物流i指的为含杂质的粗丙烯原料，物流ⅱ指含重组分的丙烷物流，物流ⅲ为回收的高纯度丙烯物流，物流ⅳ指水相物流，物流ⅴ指含轻组分乙烷物流，物流ⅵ指塔釜丙烯物流。粗丙烯原料中含有乙烷、co2、co、丙烷等杂质。
实施例1
以某27万吨环氧丙烷联产60万吨苯乙烯装置（年操作时间8000小时）为例，物流i中乙烷的含量为0.9%，丙烯的含量为95.4%，丙烷的含量为2.9%，co和co2的含量为0.3%，水含量为0.5%。
如图2所示，本工艺流程所涉及设备为：脱丙烷塔1、脱丙烷塔再沸器4、丙烯热泵压缩2、脱丙烷塔回流罐3和脱乙烷塔5。具体地操作流程为：
物流i从脱丙烷塔1塔顶进入，分离后，塔顶得到含轻组分丙烯物流，塔釜得到物流ⅱ并将其外排；侧线得到物流ⅲ；脱丙烷塔1的操作压力为1.8mpag，塔顶操作温度为46℃，塔釜操作温度为54℃，理论塔板数为70；
从脱丙烷塔塔顶分离的含轻组分丙烯物流经丙烯热泵压缩机2增压升温后分为两股：第一股物流进入脱乙烷塔5底部，第二股物流作为热源进入脱丙烷塔再沸器4的壳侧；其中丙烯热泵压缩机2压缩比为1.6，出口压力为2.9mpag；
从脱丙烷塔再沸器壳侧放热冷凝后出来的第二股物流进入脱丙烷塔回流罐3，罐内油相作为回流液至脱丙烷塔1塔顶，水相物即物流ⅳ将其外排；
从丙烯热泵压缩机2增压升温后分配的第一股物流进入脱乙烷塔5从塔顶分离得到物流ⅴ并将其外排，从脱乙烷塔塔底得到的物流ⅵ送至高压丙烯回收塔回流罐。其中脱乙烷塔5的操作压力为2.8mpag，塔顶操作温度为55℃，塔釜操作温度为66℃，理论塔板数为20。
经检测，本工艺实现丙烯的收率为99.95%，回收丙烯的纯度为97%。本工艺过程中，消耗仅为丙烯热泵压缩机的电耗，该压缩机配置电机功率为1000kw，按照《石油化工设计能耗标准》gb/t-50441计算，该部分能耗6.3kg标油/t环氧丙烷。
实施例2
某27万吨环氧丙烷联产73万吨叔丁醇装置（年操作时间8000小时），物流i中乙烷的含量为0.7%，丙烯的含量为95.7%，丙烷的含量为3.5%，o2的含量为0.1%。
采用如图2的节能工艺，总体的工艺过程与实施例1相同，而设备的具体操作参数为：脱丙烷塔的操作压力为1.8mpag，塔顶操作温度为46℃，塔釜操作温度为60℃，理论塔板数为70。丙烯热泵压缩机压缩比为1.6，出口压力为2.9mpag。脱乙烷塔的操作压力为2.8mpag，塔顶操作温度为50℃，塔釜操作温度为66℃，理论塔板数为15。
经检测和计算：丙烯的收率为99.95%，回收丙烯的纯度为97%。该过程中，消耗仅为丙烯热泵压缩机的电耗，该压缩机配置电机功率为1000kw。
实施例3
某27万吨过氧化氢异丙苯法环氧丙烷装置（年操作时间8000小时），物流i中乙烷的含量为0.8%，丙烯的含量为95.4%，丙烷的含量为3.5%，co和co2的含量为0.3%。
采用如图1的节能工艺，总体的工艺过程与实施例1相同，而设备的具体操作参数为：脱丙烷塔的操作压力为1.8mpag，塔顶操作温度为46℃，塔釜操作温度为58℃，理论塔板数为70；丙烯热泵压缩机压缩比为1.6，出口压力为2.9mpag；脱乙烷塔的操作压力为2.8mpag，塔顶操作温度为53℃，塔釜操作温度为67℃，理论塔板数为18。
本实施例中，丙烯的收率为99.95%，回收丙烯的纯度为97%。该过程中，消耗仅为丙烯热泵压缩机的电耗，该压缩机配置电机功率为1000kw。
比较例
采用如图1所示工艺流程，物流i组成与实施例1相同，脱丙烷塔1塔顶气相经脱丙烷塔冷凝器6循环水冷却后，进入脱丙烷塔回流罐3进行油水分离，油相经脱丙烷塔回流泵7增压后作为回流液至脱丙烷塔塔顶，经丙烯增压泵增压8的物流作为回收丙烯至环氧化反应器，水相物流将其外排。脱丙烷塔再沸器4采用低压蒸汽为热源，塔釜得到丙烷及少量丙烯物流并将其外排。脱除乙烷在高压丙烯塔顶实现，能耗较低。
该过程中，脱丙烷塔冷凝器使用循环水460t/h，脱丙烷塔再沸器使用蒸汽10.5t/h，脱丙烷塔回流泵的电耗为34kw，该部分能耗17.5kg标油/t环氧丙烷。
采用本发明的节能技术与图1所示工艺流程相比较，丙烯回收单元能耗可降低11.2kg标油/t环氧丙烷，能耗降低64%，节能效果明显。
1.一种循环丙烯回收的节能工艺，适用于共氧化法环氧丙烷装置，其特征在于包括以下步骤：
a）设有脱丙烷塔和脱丙烷塔再沸器，含杂质的粗丙烯原料从脱丙烷塔塔顶进入，分离后，塔顶得到含轻组分丙烯物流，塔釜得到含重组分的丙烷物流并将其外排；侧线得到回收的高纯度丙烯物流；
b）设有丙烯热泵压缩机和脱乙烷塔，从脱丙烷塔塔顶分离的含轻组分丙烯物流经丙烯热泵压缩机增压升温后分为两股：第一股物流进入脱乙烷塔底部，第二股物流作为热源进入脱丙烷塔再沸器的壳侧；
c）设有脱丙烷塔回流罐，从脱丙烷塔再沸器壳侧放热冷凝后出来的第二股物流进入脱丙烷塔回流罐，罐内油相作为回流液至脱丙烷塔塔顶，水相物将其外排；
d）第一股物流进入脱乙烷塔从塔顶分离得到含轻组分乙烷物流并将其外排，从脱乙烷塔塔底得到的塔釜丙烯物流送至高压丙烯回收塔回流罐。
2.根据权利要求l所述循环丙烯回收的节能工艺，其特征在于：所述含杂质的粗丙烯原料为高压丙烯回收塔的部分回流液。
3.根据权利要求l所述循环丙烯回收的节能工艺，其特征在于：所述脱丙烷塔的操作压力为1.0-2.5mpag，塔顶操作温度为40-60℃，塔釜操作温度为40-60℃，理论塔板数为40-90。
4.根据权利要求l所述循环丙烯回收的节能工艺，其特征在于：所述丙烯热泵压缩机的压缩比为1.4-2.5，出口压力为2.5-3.5mpag。
5.根据权利要求l所述循环丙烯回收的节能工艺，其特征在于：所述脱乙烷塔的操作压力为2.5-3.5mpag，塔顶操作温度为50-80℃，塔釜操作温度为50-80℃，理论塔板数为10-40。
技术总结