從甲醇制烯烴方法回收乙烯的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]在一個(gè)方面，本文中公開(kāi)的實(shí)施方式涉及含氧化合物轉(zhuǎn)化為烯烴的方法，例如甲醇轉(zhuǎn)化為烯烴(MTO)的方法(含氧化合物制烯烴和甲醇制烯烴在本文中可以互換地使用)，并從反應(yīng)器流出物回收所述烯烴。在另一個(gè)方面，本文中公開(kāi)的實(shí)施方式涉及利用從MTO流出物分離和回收乙烯的吸收劑，例如C2-CJg吸收劑，在一個(gè)或多個(gè)萃取蒸餾和/或蒸餾級(jí)中從MTO反應(yīng)器流出物分離和回收乙烯，并且有效利用產(chǎn)物流以提供混合致冷劑，所述混合致冷劑可以用于在所述烯烴回收方法中改善分離效率、增加乙烯回收率、減少資本費(fèi)用(部件數(shù))和/或減少運(yùn)行費(fèi)用(能量消耗、維護(hù))。
【背景技術(shù)】
[0002]石油源的有限可用性和高成本已經(jīng)導(dǎo)致從這樣的石油源生產(chǎn)基礎(chǔ)日用化學(xué)品及其衍生物的成本增加。于是，為了在競(jìng)爭(zhēng)性成本下從非石油源生產(chǎn)這些化學(xué)品，已經(jīng)開(kāi)發(fā)了各種替代性競(jìng)爭(zhēng)技術(shù)并在商業(yè)上實(shí)施。
[0003]一種這樣的技術(shù)包括催化轉(zhuǎn)化甲醇制烯烴(MTO)。甲醇是可容易得到的原料，其可從石油以及非石油源例如通過(guò)發(fā)酵生物質(zhì)、或從合成氣體制造。
[0004]典型的MTO方法，如在此以其全部?jī)?nèi)容并入的美國(guó)專(zhuān)利4，499，327中公開(kāi)的，包括將甲醇與沸石催化劑例如鋁硅酸鹽在溫度和壓力條件下接觸，以便產(chǎn)生輕烯徑，例如乙烯。乙烯是極有價(jià)值的日用化學(xué)品，用于生產(chǎn)在許多商業(yè)以及消費(fèi)產(chǎn)品和應(yīng)用中使用的各種衍生物，例如聚乙烯。
[0005]在通過(guò)MTO方法生產(chǎn)的乙烯可銷(xiāo)售和使用之前，有必要使用在合乎需要的富乙烯流中通過(guò)將乙烯與其他組分和雜質(zhì)分離來(lái)回收乙烯組分的方法。例如，取決于原料組成、反應(yīng)條件和副反應(yīng)的程度，MTO流出物可含有其他輕烯烴和二烯烴、以及輕鏈烷烴例如甲烷和乙燒。
[0006]從MTO工藝流出物分離和回收乙烯的一種方法包括在深冷溫度下使用閃蒸級(jí)和蒸餾，如US 7166757和US 4499327所述。由于專(zhuān)用的容器冶金技術(shù)和制冷設(shè)備的資金成本、以及運(yùn)行成本包括用于能量密集型冷凍系列的壓縮和冷卻的運(yùn)行成本，深冷分離可以是很昂貴的。所述壓縮和冷卻可以通過(guò)例如從所述回收單元內(nèi)或從另一個(gè)附近加工單元的乙烯制冷壓縮機(jī)提供的乙烯致冷劑提供。所述深冷溫度還可能導(dǎo)致從MTO工藝流出物中的任何NOx形成不想要的N2O3。
[0007]US 20100105973中公開(kāi)了在非深冷溫度下從MTO工藝流出物分離和回收乙烯的另一種方法。在較高的溫度下運(yùn)行并可能避免形成N2O3時(shí)，較高的運(yùn)行溫度可以限制從MTO流出物回收乙烯和丙烯的程度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]在一個(gè)方面，本文中公開(kāi)的實(shí)施方式涉及從甲醇制烯烴反應(yīng)器流出物回收烯烴的方法。所述方法可以包括:將出自甲醇制烯烴反應(yīng)器系統(tǒng)的包含甲烷、乙烯和乙烷的流出物進(jìn)給到吸收脫甲烷塔；將所述流出物的至少一部分與所述吸收脫甲烷塔中的吸收劑接觸以回收包含甲烷和乙烯的塔頂蒸汽餾分以及包含所述吸收劑、乙烯和乙烷的塔底餾分；通過(guò)一個(gè)或多個(gè)萃取蒸餾和/或蒸餾級(jí)分離所述塔底餾分以回收乙烯餾分和乙烷餾分；在第一換熱器中冷卻和部分冷凝所述塔頂蒸汽餾分到約-40°C或更高的溫度；在第二換熱器中通過(guò)用包含甲烷和乙烷的混合致冷劑間接換熱，將至少一部分所述冷卻和部分冷凝的塔頂蒸汽餾分冷卻和部分冷凝到低于約_40°C的溫度；將未冷凝的蒸汽與在所述第一和第二換熱器中冷凝的液體分離以形成塔頂液體餾分和甲烷餾分；將所述塔頂液體餾分作為回流進(jìn)給到所述吸收脫甲烷塔；合并所述甲烷和乙烷餾分的至少一部分以形成所述混合致冷劑。
[0009]在另一個(gè)方面，本文中公開(kāi)的實(shí)施方式涉及從甲醇制烯烴反應(yīng)器流出物回收烯烴的方法。所述方法可以包括:將出自甲醇制烯烴反應(yīng)器系統(tǒng)的包含甲烷、乙烯和乙烷的流出物進(jìn)給到吸收脫甲烷塔；將所述流出物的至少一部分與所述吸收脫甲烷塔中的吸收劑接觸以回收包含甲烷和乙烯的塔頂蒸汽餾分以及包含所述吸收劑、乙烯和乙烷的塔底餾分；通過(guò)一個(gè)或多個(gè)萃取蒸餾和/或蒸餾級(jí)分離所述塔底餾分以回收乙烯餾分和乙烷餾分；在第一換熱器中冷卻和部分冷凝所述塔頂蒸汽餾分到約_40°C或更高的溫度；在第二換熱器中通過(guò)用包含甲烷和乙烷的混合致冷劑間接換熱，將所述冷卻和部分冷凝的塔頂蒸汽餾分冷卻和進(jìn)一步冷凝到低于約-40°C的溫度；分離在所述第一和第二換熱器中冷凝的液體以形成塔頂液體餾分和甲烷餾分；將所述塔頂液體餾分作為回流進(jìn)給到所述吸收脫甲烷塔；和合并所述甲烷和乙烷餾分的至少一部分以形成所述混合致冷劑。
[0010]在一個(gè)方面，本文中公開(kāi)的實(shí)施方式涉及從甲醇制烯烴反應(yīng)器流出物回收烯烴的方法。所述方法可以包括:將出自甲醇制烯烴反應(yīng)器系統(tǒng)的包含甲烷、乙烯和乙烷的流出物進(jìn)給到吸收脫甲烷塔；將所述流出物的至少一部分與所述吸收脫甲烷塔中的吸收劑接觸以回收包含甲烷和乙烯的塔頂蒸汽餾分以及包含所述吸收劑、乙烯和乙烷的塔底餾分；通過(guò)一個(gè)或多個(gè)萃取蒸餾和/或蒸餾級(jí)分離所述塔底餾分以回收乙烯餾分和乙烷餾分；在第一換熱器中冷卻和部分冷凝所述塔頂蒸汽餾分到約-40°C或更高的溫度；分離所述冷卻的塔頂蒸汽餾分以形成蒸汽餾分和第一塔頂液體餾分；在第二換熱器中通過(guò)用包含甲烷和乙烷的混合致冷劑間接換熱，將至少一部分所述蒸汽餾分冷卻和部分冷凝到低于約_40°C的溫度；分離所述蒸汽餾分以形成甲烷餾分和第二塔頂液體餾分；將所述第一和第二塔頂液體餾分的至少一部分作為回流進(jìn)給到所述吸收脫甲烷塔；和合并所述甲烷和乙烷餾分的至少一部分以形成所述混合致冷劑。
[0011]在一個(gè)方面，本文中公開(kāi)的實(shí)施方式涉及從混合烴流回收輕烯烴的方法。所述方法可以包括:將包含甲烷、乙烯和乙烷的混合烴流進(jìn)給到吸收脫甲烷塔；將所述流出物的至少一部分與所述吸收脫甲烷塔中的吸收劑接觸以回收包含甲烷和乙烯的塔頂蒸汽餾分以及包含所述吸收劑、乙烯和乙烷的塔底餾分；通過(guò)一個(gè)或多個(gè)萃取蒸餾和/或蒸餾級(jí)分離所述塔底餾分以回收乙烯餾分和乙烷餾分；在第一換熱器中冷卻和部分冷凝所述塔頂蒸汽餾分到約_40°C或更高的溫度；在第二換熱器中通過(guò)用包含甲烷和乙烷的混合致冷劑間接換熱，將至少一部分所述冷卻和部分冷凝的塔頂蒸汽餾分冷卻和部分冷凝到低于約_40°C的溫度；將未冷凝的蒸汽與在所述第一和第二換熱器中冷凝的液體分離以形成塔頂液體餾分和甲烷餾分；將所述塔頂液體餾分作為回流進(jìn)給到所述吸收脫甲烷塔；和合并所述甲烷和乙烷餾分的至少一部分以形成所述混合致冷劑。
[0012]在一個(gè)方面，本文中公開(kāi)的實(shí)施方式涉及用于甲醇轉(zhuǎn)化為烯烴和回收所述烯烴的系統(tǒng)。所述系統(tǒng)可以包括:甲醇制烯烴反應(yīng)器系統(tǒng)，用于將甲醇轉(zhuǎn)化為包含甲烷、乙烯和乙烷的反應(yīng)器流出物；吸收脫甲烷塔，用于將所述反應(yīng)器流出物的至少一部分與吸收劑接觸以回收包含甲烷和乙烯的塔頂蒸汽餾分以及包含所述吸收劑、乙烯和乙烷的塔底餾分；一個(gè)或多個(gè)萃取蒸餾和/或蒸餾級(jí)，用于分離所述塔底餾分以回收乙烯餾分和乙烷餾分；第一換熱器，用于冷卻和部分冷凝所述塔頂蒸汽餾分到約-40°C或更高的溫度；第二換熱器，用于通過(guò)以包含甲烷和乙烷的混合致冷劑間接換熱，將至少一部分所述冷卻和部分冷凝的塔頂蒸汽餾分冷卻和部分冷凝到低于約_40°C的溫度；分離塔，用于將未冷凝的蒸汽與在所述第一和第二換熱器中冷凝的液體分離以形成塔頂液體餾分和甲烷餾分；流送管線，用于將所述塔頂液體餾分作為回流進(jìn)給到所述吸收脫甲烷塔；流送管線、容器或混合室，用于合并至少一部分所述甲烷和乙烷餾分以形成所述混合致冷劑。
[0013]其他方面和優(yōu)點(diǎn)從以下的描述和所附的權(quán)利要求中將是顯而易見(jiàn)的。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是根據(jù)本文中公開(kāi)的實(shí)施方式，將含氧化合物轉(zhuǎn)化為烯烴并回收所述烯烴的方法的簡(jiǎn)化流程圖。
[0015]圖2是根據(jù)本文中公開(kāi)的實(shí)施方式的方法的簡(jiǎn)化工藝流程圖。
[0016]為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，從圖中省略了輔助設(shè)備。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，雖然沒(méi)有明確示出，但也可以使用其他設(shè)備和裝置，包括但不限于泵、壓縮機(jī)、換熱器、鼓、容器、反應(yīng)器、流送管線、閥和控制回路。
【具體實(shí)施方式】
[0017]在一個(gè)方面，本文中公開(kāi)的實(shí)施方式涉及含氧化合物轉(zhuǎn)化為烯烴的方法，例如甲醇轉(zhuǎn)化為烯烴(MTO)的方法(含氧化合物制烯烴和甲醇制烯烴在本文中可以互換地使用)，并從反應(yīng)器流出物回收所述烯烴。在另一個(gè)方面，本文中公開(kāi)的實(shí)施方式涉及利用從MTO流出