[发明专利]一种回收利用烯烃分离尾气压力能的系统

说明书

本发明公开了一种回收利用烯烃分离装置尾气压力能的系统和方法，包含一台预冷器、一台气液分离器和一台膨胀机，系统简单且成熟，投资少，利用尾气本身压力能回收尾气中的乙烯和丙烯。因本工艺保证脱甲烷塔塔顶的乙烯、丙烯损失很小，所以可选用低压脱丙烷塔塔顶液和脱乙烷塔塔釜液代替原工艺的丙烷或碳四洗液，这避免了原技术中因循环流程长而导致的设备庞大及操作费用高等问题；新建装置可以降低设备投资和安装成本。

技术领域

本发明属于煤化工行业的烯烃高效分离领域，涉及一种回收利用烯烃分离装置尾气压力能的系统和方法。

技术背景

目前，甲醇制烯烃技术已经实现工业化，开辟了由煤炭或天然气生产基础有机化工原料的新工艺路线，烯烃分离单元是该工艺路线中的重要一环，目的在于获得聚合级的乙烯和丙烯。在前脱丙烷工艺中，脱甲烷塔是烯烃分离单元中众多分离设备之一，其作用在于实现甲烷、氢气等轻组分与C2以上组分的分离，塔底得到C2+产品送至脱乙烷塔进一步处理，塔顶得到以甲烷、氢气为主的产品，经减压、回收冷量后用作燃料气。

在现有的技术中，为了降低脱甲烷塔顶物流中乙烯的损失量，脱甲烷塔塔顶操作温度为-10℃，操作压力约为2.65MPa(g)，采用-40℃丙烯作为塔顶冷凝剂，然而在该操作条件下，仍然有3.2mol％的乙烯自塔顶损失。同时，为了防止丙烯自脱甲烷塔塔顶损失，脱甲烷塔洗涤液采用丙烯精馏塔釜液(主要组分为丙烷)，整个系统中丙烷循环量(mass)达到进料中丙烷流量的5～6倍，由此带来的缺点是丙烯精馏塔处理负荷偏高、塔径巨大，从而导致投资成本和能耗较高，并且运输及安装难度较大，同时，由于丙烷中有大量二甲醚存在，导致脱甲烷塔、脱乙烷塔及丙烯精馏塔二甲醚浓度提高5～6倍，一方面造成丙烯产品二甲醚升高而缩短丙烯产品保护床运行周期，另一方面造成脱甲烷塔塔顶甲烷尾气中二甲醚超标而使尾气无法用于干燥器再生。另外，脱甲烷塔塔顶尾气由高压态直接由阀门减压，存在较大的压力能浪费。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明提出一种回收利用烯烃分离装置尾气压力能的系统和方法，其特点是利用尾气膨胀获得系统所需冷量，最大化回收尾气的压力能；所回收的凝液温度低于原工艺，有助于脱甲烷塔的稳定操作；脱甲烷塔洗涤液由丙烷为主的物流改为丙烯为主物流，大幅降低丙烯精馏塔的处理负荷，既可以减小该塔的塔径(减少设备投资和运输、安装成本)，又可以减小操作回流比(减少操作费用)；采用新工艺脱乙烷塔与脱甲烷塔只有0.3MPa的压差，可用普通离心泵代替原工艺的高速离心泵将脱乙烷塔塔釜物料送入脱甲烷塔进行洗涤与吸收降低设备投资成本；脱乙烷塔塔釜物料中二甲醚的含量是丙烯精馏塔塔釜丙烷四分之一，这样丙烯精馏塔进料和脱甲烷塔塔顶尾气中二甲醚浓度就大大降低，由于丙烯精馏塔进料二甲醚含量大幅度降低，丙烯产品保护床运行周期会显著延长甚至不用再生，脱甲烷塔塔顶尾气二甲醚浓度的降低再加上膨胀机深度制冷，其中的乙烯、丙烯及二甲醚含量都会降低，这股尾气就完全满足该装置干燥器再生的质量条件，因而可以先作为干燥装置的再生气使用，然后再用作燃料气；另外，利用甲烷尾气作为干燥器的再生气，在再生结束后，不必用实物料置换再生氮气，不仅减少物料浪费，而且简化了操作步骤，具有一举多得的效果。

针对原前脱乙烷的烯烃分离技术，由于本发明在乙烯回收塔塔顶使用了膨胀机，将塔顶尾气温度降低值-100℃左右，尾气中乙烯和丙烯的含量都低于原工艺的设计值，这样用脱乙烷塔塔釜物料代替低压脱丙烷塔塔釜物料作为乙烯回收塔的洗涤液，乙烯及碳四的损失会远低于原工艺，而且高压脱丙烷塔进料降低32％，低压脱丙烷塔的进料降低57％，大大降低两个脱丙烷塔操作费用。另外脱乙烷塔的操作压力比乙烯回收塔高0.3MPa，洗涤液不用泵即可进入乙烯回收塔，节省2台高速离心泵及其运行费用。而乙烯回收塔尾气中的乙烯、丙烯及二甲醚含量符合该装置干燥器的再生条件，因此就能利用这股尾气进行干燥器再生，而后再进入燃料气管网，这就大大降低了干燥器的再生费用。

本发明提出的一种回收利用烯烃分离装置尾气压力能的系统和方法，其具体步骤包括：