[发明专利]回收乙烯和氢的吸收方法

说明书

本发明涉及处理烃类气体如裂化气和炼厂排出气以回收一种或多种所希望得到的组分。

自从四十年代，在热解炉中热裂化烃料生产乙烯的技术已经成熟。将热解炉气冷却、压缩、脱硫醇、干燥，再送到乙烯厂的回收段，其中第一分馏塔是在大约-150℃操作下的馏分头部脱甲烷塔。将脱甲烷塔底物流进料到脱乙烷塔，而含富氢的脱甲烷塔顶部物流送到深冷装置，从燃料气流中回收附加乙烯。排除馏分组成尾部乙炔系统，例如串联两台乙炔反应器，通常置于脱乙烷塔和C₂分割塔之间。甲基乙炔和丙二烯反应器置于脱丙烷塔和C₂分割塔之间。这种设置反应器会引起产生大量的绿油、由烯烃和二烯烃生成的聚合物，它们很可能在C₂分割塔中冻结或在乙烷蒸发器中聚积。通过处理来自热泵式脱乙烷塔或脱丙烷塔(它们与馏分头部催化乙炔加氢反应器相连接)的塔顶气，绿油问题可被限制。

从含有这些不饱和化合物的裂化气、炼厂气和合成气中分离和回收烯烃的多种方法均是溶剂吸收技术领域里的公知方法。有些方法是利用某种链烷烃化合物作为吸收油，还有些方法是利用芳烃吸收油作为溶剂，在吸收塔或吸收塔一萃取塔中设置再沸器。

Y.R.Mehra的美国专利4,743,282中介绍了一种处理裂化气的方法，将裂化气压缩、冷却、脱硫醇然后干燥，并且在两种贫溶剂的各回路中连续逆流萃取，生产C₂^＝以上的烃类产品、富甲烷气产品以及富氢气体产品。

Y.R.Mehra的美国专利4,832,718中介绍了一种提纯氢的方法，即在乙烯萃取塔内，用来自至少一个闪蒸段的溶剂滑流，然后用甲烷萃取塔中的贫溶剂，在压力不大于3,448kPa下，连续逆流萃取含烯烃的气体流。

Y.R.Mehra的美国专利5,019,143中介绍了一种连续方法，即在具有至少一个再沸器的脱甲烷吸收塔中，将含氢的排出气流在任何压力下与萃取过的物理溶剂的主物流接触，然后再与贫溶剂的清洗物流接触。

在热裂化气或催化裂化气或炼厂排出气中存在大量的氢气，氢通常与烯烃如乙烯和丙烯有关，除了氢以外，这些气体一般包括甲烷、一氧化碳、二氧化碳、乙烯、乙烷、乙炔、甲基乙炔、丙二烯、丙烯、丙烷、丁二烯、丁烯、丁烷、 C₅烃、C₆～C₈烃、非芳烃、苯、甲苯、二甲苯、乙苯、苯乙烯、204℃的C₉汽油、204℃以上的燃料油以及水。

于1991年10月3日在荷兰举行的KTI研讨会上，KTI/AET乙烯回收法的发明人介绍了该发明，将馏分头部热泵式脱丙烷塔与第四段压缩机、馏分头部选择催化乙炔加氢反应器系统以及干燥段组合，然后进料到吸收C₂烃和C₃烃及产生塔顶物的吸收塔—萃取塔中，其中塔顶物被送到小型自动制冷(一种膨胀器装置)脱甲烷塔，在此能回收全部C₂烃。将富溶剂送到溶剂再生器，其中脱甲烷的C₂烃和C₃烃作为塔顶产物被回收，并且产生贫溶剂，在加热回收后返回到吸收塔—萃取塔。不要求乙烯制冷。C₂烃和C₃烃在普通的脱乙烷塔中进一步分离，生产C₂馏分和C₃馏分，然后将它们分别在超分馏塔中处理，生成聚合级的乙烯和丙烯产品。将分别从超分馏塔中排出的乙烷和丙烷作为塔底产物循环和裂化，在热解炉中消灭。

在1991年10月14日的European Chemical News，第26页上报道了这个研讨会，但该文章除了提供近似的方框流程图外，几乎没有提到该方法的吸收部分。

但是，在KTI研讨会上介绍的方法中并没有提供分离和回收既使大量氢中的一部分的装置，而在热裂化气或催化裂化气或炼厂排出气中一般存在大量的氢。在这些气体中的所有氢被当作部分燃气产品而排掉。因此，要额外提供回收这些氢的方法和装置。

本发明首先涉及回收乙烯，即通过处理冷却的、脱硫醇的及压缩的烃气物流，它们含有氢、甲烷、一氧化碳、乙烯、乙烷、乙炔以及C₃烃，还有乙烯厂裂化气体流和/或炼厂排出气体流中的重质烃类，将该烃气物流通过热泵式脱丙烷塔，该塔与馏分头部选择催化乙炔加氢反应器系统相连接，生产出C₃和较轻质的塔顶物流，并作为进料气物流送到脱甲烷吸收塔。