[发明专利]一种从甲醇制丙烯产品气中回收乙烯的系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及低碳烯烃精制领域，更进一步说，涉及一种从甲醇制丙烯产品气中回收乙烯的系统及方法。

背景技术

乙烯、丙烯是石油化学工业的基础原料，随着经济的发展、石油资源的匮乏，做为乙烯生产原料的石脑油、轻柴油等原料面临越来越严重的短缺局面。随着乙烯和丙烯的需求逐年增加，丙烯/乙烯需求比呈上升趋势，丙烯/乙烯产出比呈下降趋势,因此，催化裂解(含催化裂解制烯烃CPP、深度催化裂解DCC、烯烃催化裂解OCC、Superflex和ACO)、甲醇制烯烃(MTO)或甲醇制丙烯(MTP)等以增产丙烯为目的低碳烯烃生产技术应运而生。

这些烯烃生产技术的丙烯乙烯质量比(P/E)通常在0.6以上，MTO和MTP的P/E则大于1,其中MTP的P/E>>1，而传统蒸汽裂解制乙烯装置的P/E通常在0.5以下。传统石脑油蒸汽裂解气中甲烷氢含量较高，普遍采用深冷方法分离甲烷和乙烯。深冷分离方法均需要-100℃的深冷条件，需要乙烯制冷压缩机，甚至需要甲烷制冷压缩机为其提供冷量。装置对冷箱要求高，使得工程投资加大，压缩机能耗上升。

对于CPP、DCC、OCC、Superflex和ACO、MTO或MTP等低碳烯烃生产技术，尤其是MTP、MTO,产品气中甲烷氢含量较低，丙烯、乙烯含量高，碳五以上的高碳烃含量较少，脱甲烷塔需要的冷量相对较小。

US7714180提出了一种烯烃回收的工艺方法。根据该方法，产品气经压缩后首先经过脱丁烷塔脱除C₅⁺重组分，从塔顶出来的C₄轻组分再进一步压缩，冷却后先后进入脱甲烷塔、脱乙烷塔、脱丙烷塔，脱丙烷塔塔底混合碳四做吸收剂去脱甲烷塔吸收塔顶气中的乙烯，提高乙烯回收率。

该发明避免采用深冷分离工艺，而是采用油吸收工艺，降低了投资。但是，使用混合碳四吸收剂循环量大且流程长，能耗大。如果碳四中含有较多的丁二烯时，会使下游相关设备结焦严重。

中国专利200810201217.3提出了一种MTO/MTP产品气中轻烃的分离方法。根据该方法，轻烃产品预处理后直接进入脱乙烷塔，塔顶C₂轻组分再进入吸收塔，用乙烷做吸收剂，以提高乙烯回收率。采用这种方法避免了使用乙烯制冷压缩机，采用乙烷做吸收剂，部分乙烷从吸收塔塔顶损失掉作燃料气，但是当反应过程产生的乙烷少于吸收塔损失的乙烷时，使用乙烷做吸收剂就不合适。

CN101973831A发明了一种低碳烯烃分离方法。采用的是前脱丙烷分离流程。脱丙烷塔塔顶C₃轻组分进一步压缩冷却后进入脱甲烷塔，脱甲烷塔塔顶用乙烷做吸收剂，以提高乙烯的回收率。脱甲烷塔塔底碳二～碳三去脱乙烷塔进行碳二和碳三的分离，碳二进乙烯精馏塔，侧线采出乙烯，塔顶不凝气返回压缩机，塔底乙烷全部冷却后作为脱甲烷塔吸收剂或部分作为燃料气采出。碳三去丙烯精馏塔，塔顶采出丙烯，塔底采出丙烷做LPG副产品。考虑到有些反应过程产生的乙烷量较少，该专利从丙烯塔塔底抽部分丙烷做乙烷吸收剂的补充。

因使用乙烷做吸收剂，脱甲烷塔塔顶尾气中乙烷含量在20％以上。吸收剂在流程中较长的循环路径、吸收剂对乙烯塔和丙烯塔进料浓度的稀释都增加了装置的能耗。

用乙烷做吸收剂时，吸收塔塔顶尾气中乙烷含量很高，而大型MTO/MTP装置常将循环乙烷进行蒸汽裂解，用乙烷做吸收剂时要充分考虑乙烷的再利用和尾气损失问题。

CN100398498C披露了一种甲醇转化制取低碳烯烃(DMTO)气体的分离方法，最常规前脱乙烷分离流程，对四段压缩后的流程进行改进。根据该发明，在五段压缩和脱乙烷塔回流罐之间设计加氢转化，脱除乙炔及反应再生过程中产生的氧化物，冷凝冷却后的物流经脱乙烷塔回流罐，液相做为脱乙烷塔回流，气相进入深冷脱甲烷塔。