[发明专利]气体混合物的低温分离

权利要求书

1、一种用于从包括甲烷、乙烯和乙烷的烃原料气中回收乙烯的低温分离方法，其中冷加压气流在许多顺序排列的分离单元中得到分离，各个所述分离单元在操作上相连接，从而通过来自上部垂直分离器部分的重力流动而将冷凝的液体积聚在较低的蓄液器部分，来自较低蓄液器部分的气体经由上部垂直分离器部分以向上方向通过并冷却，由此使向上流动的气体在所述分离器部分中部分冷凝，从而形成与向上流动气流直接接触的回流液体；该方法包括下列步骤：

(a)将原料气导入初级分离区，该区具有许多连续连接的逐步变冷的分离单元，以将原料气分离成在低温下回收的初级富甲烷气流和至少一个富C₂烃组分和含有微量甲烷的初级液体冷凝物流；

(b)将所述至少一个初级液体冷凝物流从初级分离区送至具有连续连接的脱甲烷塔区的分馏系统，其中在第一脱甲烷塔分馏区中采用235°K-290°K之间的低温，从初级液体冷凝物流中回收大量作为第一脱甲烷塔塔顶馏出物蒸气流的甲烷，并回收富乙烷和乙烯的基本上无甲烷的第一液体脱甲烷底部流；

(c)在低于235°K的超低温第二脱甲烷塔区中将至少一部分第一脱甲烷塔塔顶馏出物蒸汽流进一步分离，从而回收第一液态富乙烯C₂烃粗产物流和基本上无C₂烃的第二脱甲烷塔超低温塔顶馏出物蒸气流；

(d)将至少部分液体脱甲烷底部流和所述第一富乙烯烃粗产物流分离而获得一种提纯的乙烯产物。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于它包括进一步步骤：将液体脱甲烷底部流分馏，从中去除乙烷和重质烃，并提供在步骤（d）中分馏出来的第二粗乙烯流。

3、如权利要求1所述的方法，其特征在于各个分离单元包括用于通过来自上部分馏柱热交换器的重力流动来将冷凝液体蓄集在下部分馏柱桶容器中的分馏柱单元，所述热交换器包括许多垂直布置的间接热交换通道，来自下部桶容器的气体从中向上方向通过，以通过所述热交换通道中的间接热交换由致冷剂液体冷却，由此使向上流动的气体部分冷凝在所述通道的垂直表面而形成所述回流液体。

4、如权利要求3所述的方法，其特征在于液体冷凝物是由至少三个连续连接的分馏区回收的，并且至少一部分所述第一脱甲烷塔塔顶蒸汽流以直接热交换关系与来自在操作上连接在第一和第二脱甲烷塔区之间的逆流接触单元中的中间分馏区的中间液体流接触，其中来自所述逆流接触区的液体被导至第二脱甲烷塔区的低级阶段，来自所述逆流接触区的蒸气被导至第二脱甲烷塔区的高级阶段。

5、如权利要求4所述的方法，其特征在于它包括下列步骤：将第二脱甲烷塔塔顶馏出物蒸汽流送至末级分馏柱单元以获得用于再循环至第二脱甲塔区顶部部分的末级超低温回流液流以及富甲烷末级分馏柱顶端蒸气流。

6、如权利要求1所述的方法，其特征在于所述原料气包括10至50%（mole）乙烯、5至20%（乙烷）、10至40%甲烷、10至40%氢气和不超过10%C₂烃。