[发明专利]一种从高丙烯轻烃或甲醇制丙烯产品气中回收乙烯的系统及方法

说明书

本发明公开了一种从高丙烯轻烃或甲醇制丙烯产品气中回收乙烯的系统及方法。系统包括:第一、第二脱乙烷塔、干燥器、加氢反应器、脱甲烷塔、脱甲烷塔尾气回收单元、乙烯精馏塔，所述脱甲烷塔尾气回收单元由组合吸收塔、膨胀机和第二气液分离罐组成；组合吸收塔的上部是深冷精馏塔段，下部是吸收塔段。本发明采用前脱乙烷前加氢、双塔脱乙烷、中冷C₃～C₆轻烃混合物吸收脱甲烷塔尾气，吸收剂来自第一脱乙烷塔和脱丙烷塔塔底产品，第二脱乙烷塔和乙烯精馏塔直接热耦合。本发明能提高装置乙烯回收率，减少吸收剂损失，进一步降低产品气乙烯回收部分的能耗和投资。

技术领域

本发明涉及高丙烯含量的低碳烯烃精制领域，进一步地说，是涉及一种从高丙烯轻烃或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，特别是以煤基合成气制丙烯、甲烷脱氢偶联制丙烯等技术开拓了廉价的丙烯原料来源。

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，尤其是煤基合成气制丙烯、甲烷脱氢偶联制丙烯、MTO和MTP等产品气中甲烷氢含量较低，丙烯、乙烯含量高，碳六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。