[发明专利]从甲醇制烯烃方法回收乙烯

说明书

技术领域

在一个方面，本文中公开的实施方式涉及含氧化合物转化为烯烃的方法，例如甲醇转化为烯烃(MTO)的方法(含氧化合物制烯烃和甲醇制烯烃在本文中可以互换地使用)，并从反应器流出物回收所述烯烃。在另一个方面，本文中公开的实施方式涉及利用从MTO流出物分离和回收乙烯的吸收剂，例如C₂-C₁₀烃吸收剂，在一个或多个萃取蒸馏和/或蒸馏级中从MTO反应器流出物分离和回收乙烯，并且有效利用产物流以提供混合致冷剂，所述混合致冷剂可以用于在所述烯烃回收方法中改善分离效率、增加乙烯回收率、减少资本费用(部件数)和/或减少运行费用(能量消耗、维护)。

背景技术

石油源的有限可用性和高成本已经导致从这样的石油源生产基础日用化学品及其衍生物的成本增加。于是，为了在竞争性成本下从非石油源生产这些化学品，已经开发了各种替代性竞争技术并在商业上实施。

一种这样的技术包括催化转化甲醇制烯烃(MTO)。甲醇是可容易得到的原料，其可从石油以及非石油源例如通过发酵生物质、或从合成气体制造。

典型的MTO方法，如在此以其全部内容并入的美国专利4,499,327中公开的，包括将甲醇与沸石催化剂例如铝硅酸盐在温度和压力条件下接触，以便产生轻烯烃，例如乙烯。乙烯是极有价值的日用化学品，用于生产在许多商业以及消费产品和应用中使用的各种衍生物，例如聚乙烯。

在通过MTO方法生产的乙烯可销售和使用之前，有必要使用在合乎需要的富乙烯流中通过将乙烯与其他组分和杂质分离来回收乙烯组分的方法。例如，取决于原料组成、反应条件和副反应的程度，MTO流出物可含有其他轻烯烃和二烯烃、以及轻链烷烃例如甲烷和乙烷。

从MTO工艺流出物分离和回收乙烯的一种方法包括在深冷温度下使用闪蒸级和蒸馏，如US 7166757和US 4499327所述。由于专用的容器冶金技术和制冷设备的资金成本、以及运行成本包括用于能量密集型冷冻系列的压缩和冷却的运行成本，深冷分离可以是很昂贵的。所述压缩和冷却可以通过例如从所述回收单元内或从另一个附近加工单元的乙烯制冷压缩机提供的乙烯致冷剂提供。所述深冷温度还可能导致从MTO工艺流出物中的任何NOx形成不想要的N₂O₃。

US 20100105973中公开了在非深冷温度下从MTO工艺流出物分离和回收乙烯的另一种方法。在较高的温度下运行并可能避免形成N₂O₃时，较高的运行温度可以限制从MTO流出物回收乙烯和丙烯的程度。

发明内容

在一个方面，本文中公开的实施方式涉及从甲醇制烯烃反应器流出物回收烯烃的方法。所述方法可以包括：将出自甲醇制烯烃反应器系统的包含甲烷、乙烯和乙烷的流出物进给到吸收脱甲烷塔；将所述流出物的至少一部分与所述吸收脱甲烷塔中的吸收剂接触以回收包含甲烷和乙烯的塔顶蒸汽馏分以及包含所述吸收剂、乙烯和乙烷的塔底馏分；通过一个或多个萃取蒸馏和/或蒸馏级分离所述塔底馏分以回收乙烯馏分和乙烷馏分；在第一换热器中冷却和部分冷凝所述塔顶蒸汽馏分到约-40℃或更高的温度；在第二换热器中通过用包含甲烷和乙烷的混合致冷剂间接换热，将至少一部分所述冷却和部分冷凝的塔顶蒸汽馏分冷却和部分冷凝到低于约-40℃的温度；将未冷凝的蒸汽与在所述第一和第二换热器中冷凝的液体分离以形成塔顶液体馏分和甲烷馏分；将所述塔顶液体馏分作为回流进给到所述吸收脱甲烷塔；合并所述甲烷和乙烷馏分的至少一部分以形成所述混合致冷剂。

在另一个方面，本文中公开的实施方式涉及从甲醇制烯烃反应器流出物回收烯烃的方法。所述方法可以包括：将出自甲醇制烯烃反应器系统的包含甲烷、乙烯和乙烷的流出物进给到吸收脱甲烷塔；将所述流出物的至少一部分与所述吸收脱甲烷塔中的吸收剂接触以回收包含甲烷和乙烯的塔顶蒸汽馏分以及包含所述吸收剂、乙烯和乙烷的塔底馏分；通过一个或多个萃取蒸馏和/或蒸馏级分离所述塔底馏分以回收乙烯馏分和乙烷馏分；在第一换热器中冷却和部分冷凝所述塔顶蒸汽馏分到约-40℃或更高的温度；在第二换热器中通过用包含甲烷和乙烷的混合致冷剂间接换热，将所述冷却和部分冷凝的塔顶蒸汽馏分冷却和进一步冷凝到低于约-40℃的温度；分离在所述第一和第二换热器中冷凝的液体以形成塔顶液体馏分和甲烷馏分；将所述塔顶液体馏分作为回流进给到所述吸收脱甲烷塔；和合并所述甲烷和乙烷馏分的至少一部分以形成所述混合致冷剂。