一種從高丙烯輕烴或甲醇制丙烯產(chǎn)品氣中回收乙烯的系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及高丙烯含量的低碳烯烴精制領(lǐng)域，進(jìn)一步地說，是涉及一種從高丙烯 輕烴或甲醇制丙烯產(chǎn)品氣中回收乙烯的系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 乙烯、丙烯是石油化學(xué)工業(yè)的基礎(chǔ)原料，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、石油資源的匱乏，做為 乙烯生產(chǎn)原料的石腦油、輕柴油等原料面臨越來越嚴(yán)重的短缺局面。隨著乙烯和丙烯的需 求逐年增加，丙烯/乙烯需求比呈上升趨勢，丙烯/乙烯產(chǎn)出比呈下降趨勢，因此，催化裂 解（含催化裂解制烯烴CPP、深度催化裂解DCC、烯烴催化裂解OCC、Superflex和AC0)、甲 醇制烯烴（ΜΤ0)或甲醇制丙烯（MTP)等以增產(chǎn)丙烯為目的低碳烯烴生產(chǎn)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，特 別是以煤基合成氣制丙烯、甲烷脫氫偶聯(lián)制丙烯等技術(shù)開拓了廉價的丙烯原料來源。
[0003] 這些烯烴生產(chǎn)技術(shù)的丙烯乙烯質(zhì)量比（P/E)通常在0. 6以上，ΜΤ0和MTP的P/E 則大于1，其中MTP的P/E>>1，而傳統(tǒng)蒸汽裂解制乙烯裝置的P/E通常在0. 5以下。傳統(tǒng) 石腦油蒸汽裂解氣中甲烷氫含量較高，普遍采用深冷方法分離甲烷和乙烯。深冷分離方法 均需要-KKTC的深冷條件，需要乙烯制冷壓縮機(jī)，甚至需要甲烷制冷壓縮機(jī)為其提供冷量。 裝置對冷箱要求高，使得工程投資加大，壓縮機(jī)能耗上升。
[0004] 對于CPP、DCC、OCC、Superflex和AC0、MT0或MTP等低碳烯烴生產(chǎn)技術(shù)，尤其是煤 基合成氣制丙烯、甲烷脫氫偶聯(lián)制丙烯、ΜΤ0和MTP等產(chǎn)品氣中甲烷氫含量較低，丙烯、乙烯 含量高，碳六以上的高碳烴含量較少，脫甲烷塔需要的冷量相對較小。
[0005]US7714180提出了一種烯烴回收的工藝方法。根據(jù)該方法，產(chǎn)品氣經(jīng)壓縮后首先 經(jīng)過脫丁烷塔脫除C5+重組分，從塔頂出來的C4輕組分再進(jìn)一步壓縮，冷卻后先后進(jìn)入脫甲 烷塔、脫乙烷塔、脫丙烷塔，脫丙烷塔塔底混合碳四做吸收劑去脫甲烷塔吸收塔頂氣中的乙 烯，提高乙烯回收率。
[0006] 該發(fā)明避免采用深冷分離工藝，而是采用油吸收工藝，降低了投資。但是，使用混 合碳四吸收劑循環(huán)量大且流程長，能耗大。如果碳四中含有較多的丁二烯時，會使下游相關(guān) 設(shè)備結(jié)焦嚴(yán)重。
[0007] 中國專利200810201217. 3提出了一種ΜΤ0/ΜΤΡ產(chǎn)品氣中輕烴的分離方法。根據(jù) 該方法，輕烴產(chǎn)品預(yù)處理后直接進(jìn)入脫乙烷塔，塔頂C2輕組分再進(jìn)入吸收塔，用乙烷做吸收 劑，以提高乙烯回收率。采用這種方法避免了使用乙烯制冷壓縮機(jī)，采用乙烷做吸收劑，部 分乙烷從吸收塔塔頂損失掉作燃料氣，但是當(dāng)反應(yīng)過程產(chǎn)生的乙烷少于吸收塔損失的乙烷 時，使用乙烷做吸收劑就不合適。
[0008]CN101973831A發(fā)明了一種低碳烯烴分離方法。采用的是前脫丙烷分離流程。脫 丙烷塔塔頂C3輕組分進(jìn)一步壓縮冷卻后進(jìn)入脫甲烷塔，脫甲烷塔塔頂用乙烷做吸收劑，以 提高乙烯的回收率。脫甲烷塔塔底碳二~碳三去脫乙烷塔進(jìn)行碳二和碳三的分離，碳二進(jìn) 乙烯精餾塔，側(cè)線采出乙烯，塔頂不凝氣返回壓縮機(jī)，塔底乙烷全部冷卻后作為脫甲烷塔吸 收劑或部分作為燃料氣采出。碳三去丙烯精餾塔，塔頂采出丙烯，塔底采出丙烷做LPG副產(chǎn) 品?？紤]到有些反應(yīng)過程產(chǎn)生的乙烷量較少，該專利從丙烯塔塔底抽部分丙烷做乙烷吸收 劑的補(bǔ)充。
[0009] 因使用乙烷做吸收劑，脫甲烷塔塔頂尾氣中乙烷含量在20%以上。吸收劑在流程 中較長的循環(huán)路徑、吸收劑對乙烯塔和丙烯塔進(jìn)料濃度的稀釋都增加了裝置的能耗。
[0010] 用乙烷做吸收劑時，吸收塔塔頂尾氣中乙烷含量很高，而大型ΜΤ0/ΜΤΡ裝置常將 循環(huán)乙烷進(jìn)行蒸汽裂解，用乙烷做吸收劑時要充分考慮乙烷的再利用和尾氣損失問題。
[0011]CN100398498C披露了 一種甲醇轉(zhuǎn)化制取低碳烯烴（DMT0)氣體的分離方法，最常 規(guī)前脫乙烷分離流程，對四段壓縮后的流程進(jìn)行改進(jìn)。根據(jù)該發(fā)明，在五段壓縮和脫乙烷塔 回流罐之間設(shè)計加氫轉(zhuǎn)化，脫除乙炔及反應(yīng)再生過程中產(chǎn)生的氧化物，冷凝冷卻后的物流 經(jīng)脫乙烷塔回流罐，液相做為脫乙烷塔回流，氣相進(jìn)入深冷脫甲烷塔。
[0012]CN101353286A提出了一種非深冷低碳烴分離方法。該方法將預(yù)處理過的反應(yīng)器出 口氣體冷卻到10°C~-37°c后送到預(yù)切割塔（脫甲烷塔）。預(yù)切割塔塔頂含甲烷氫、碳二和 少量碳三的尾氣冷卻后進(jìn)吸收塔，用碳三、碳四、碳五及烴類的混合物組成的吸收劑將預(yù)切 割塔塔頂產(chǎn)物中的碳二烴類吸收下來，輕質(zhì)氣體由頂部排出，吸收塔塔底產(chǎn)品返回預(yù)切割 塔（脫甲烷塔）；預(yù)切割塔（脫甲烷塔）塔釜含碳二及更重組分的產(chǎn)物進(jìn)脫乙烷塔進(jìn)行碳 二和碳三清洗切割，塔頂?shù)玫教级s分；塔釜得到碳三及更重組分。該專利預(yù)切割塔塔頂尾 氣和吸收劑都需要用乙烯冷劑冷卻，尾氣中的大量吸收劑不能有效回收，被白白燒到。該專 利只適用于產(chǎn)品氣丙烯乙烯質(zhì)量比（P/E) 的工藝，如甲醇制烯烴（ΜΤ0)，不適用于甲醇 制丙烯（MTP)這種P/E>>1烯烴工藝。
[0013]CN202081036U發(fā)明了一種MTP產(chǎn)品氣輕烴分離的方法，該專利采用前脫丙烷流 程。產(chǎn)品氣二段壓縮后，經(jīng)水洗、堿洗進(jìn)入壓縮機(jī)第三段進(jìn)行壓縮，壓縮后的產(chǎn)品氣經(jīng)過凝 聚、干燥后進(jìn)脫丙烷塔。在壓縮機(jī)段間設(shè)置有凝析液汽提塔，用于分離壓縮機(jī)段間凝液中 的輕烴。凝液汽提塔頂部的輕烴氣體返回壓縮機(jī)二段入口，塔底的重?zé)N送至脫丁烷塔。脫 丙烷塔設(shè)在壓縮機(jī)三段和四段之間，且采用常規(guī)精餾；脫丙烷塔塔頂氣相產(chǎn)品經(jīng)壓縮機(jī)四 段壓縮后進(jìn)脫乙烷塔，塔底產(chǎn)品去碳四循環(huán)；脫乙烷塔塔頂產(chǎn)品進(jìn)脫甲烷塔，塔底產(chǎn)品進(jìn)丙 烯精餾塔；脫甲烷塔塔頂安放尾氣過冷器，用節(jié)流制冷方式回收自身冷量并減小乙烯損失， 塔底產(chǎn)品進(jìn)乙烯精餾塔。該專利基本上延續(xù)了傳統(tǒng)MTP裝置的設(shè)計思路，脫甲烷塔塔頂采 用乙烯冷劑，裝置能耗問題沒有得到太大改善。
[0014]CN101747128B公開了一種甲烷制低碳烯烴氣體的分離方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中 脫甲烷塔頂氣體中乙烯損失大的缺點(diǎn)。該專利的特征是在脫甲烷塔頂設(shè)置膨脹機(jī)，在脫甲 烷塔內(nèi)設(shè)置內(nèi)置式冷凝器，脫甲烷塔內(nèi)的氣相物流，經(jīng)過內(nèi)置式冷凝器冷卻到一 45°C~一 60°C，從脫甲烷塔塔頂出來的氣相進(jìn)入膨脹機(jī)，將溫度過冷到一 90°C~一 120°C，壓力降到 0.IMPaG~0. 6MPaG，出膨脹機(jī)的物流進(jìn)行氣液分離，其中氣體物流復(fù)熱后出界區(qū)，液相物 流進(jìn)氣體壓縮機(jī)前二段吸入罐，或返回脫甲烷塔，脫甲烷塔底物流進(jìn)入其他烯烴分離單元 分離出乙烯和丙烯產(chǎn)品，所述脫甲烷塔吸收劑為C3、C4和C5+餾分中的一種以上物質(zhì)。
[0015] 該專利中的脫甲烷塔內(nèi)置冷凝器實際上是乙烯裝置上經(jīng)常提到的分凝分餾器 (D印hlegmator)，類似技術(shù)實際應(yīng)用時經(jīng)常遇到尾氣中乙烯含量超標(biāo)現(xiàn)象。
[0016]CN102476976A發(fā)明了一種吸收分離回收輕烴的方法，該專利采用前脫乙烷流程， 用C3H6、C4或C5液態(tài)烴作吸收劑，回收脫甲烷塔尾氣中的乙烯，吸收塔底的吸收劑富液返回 前脫乙烷塔進(jìn)行解吸。該專利并沒有對吸收塔尾氣中的烯烴和吸收劑回收方法做進(jìn)一步聲 明。
[0017] 低碳烯烴分離方法的優(yōu)劣主要體現(xiàn)在能耗、產(chǎn)品回收率和綜合經(jīng)濟(jì)評價三個方 面，尤其是產(chǎn)品回收率和能耗。低碳烯烴分離過程乙烯損失主要發(fā)生脫甲烷塔、乙烯精餾 塔，而脫甲烷塔系統(tǒng)乙烯損失占烯烴分離系統(tǒng)乙烯損失的60%以上，脫甲烷塔系統(tǒng)的能耗 降低對裝置能耗降低起著至關(guān)重要的作用。
[0018] 很多專利都聲稱吸收劑可以是碳四或碳五，但在具體實施時，碳四或碳五吸收劑 來自流程后面的脫丙烷塔或脫丁烷塔，吸收塔塔底的富吸收劑需要經(jīng)過兩三個塔才能完成 再生循環(huán)，需要多次再沸和冷凝，設(shè)備投資和能耗都不經(jīng)濟(jì)。
[0019] 個別專利提出甲醇制烯烴裝置脫甲烷塔尾氣可以利用低溫膨脹進(jìn)行回收，而這些 專利規(guī)定的由冷箱、膨脹機(jī)組成的尾氣回收技術(shù)跟傳統(tǒng)乙烯裝置脫甲烷塔尾氣膨脹冷凝技 術(shù)比較接近，冷量利用率不高。
[0020] 有必要尋找有針對性的高丙烯輕烴或甲醇制丙烯（MTP)產(chǎn)品氣乙烯回收技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0021] 為解決現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)的問題，本發(fā)明提供了一種從高丙烯輕烴或甲醇制丙烯產(chǎn) 品氣中回收乙烯的系統(tǒng)及方法。能提高裝置乙烯回收率，減少吸收劑損失，進(jìn)一步降低產(chǎn)品 氣乙烯回收部分的能耗和投資。
[0022] 本發(fā)明的目的之一是提供一種從高丙烯輕烴或甲醇制丙烯產(chǎn)品氣中回收乙烯的 系統(tǒng)。
[0023] 包括：第一、第二脫乙烷塔、干燥器、加氫反應(yīng)器、脫甲烷塔、脫甲烷塔尾氣回收單 元、乙烯精饋塔，
[0024] 所述脫甲烷塔尾氣回收單元由組合吸收塔、膨脹機(jī)和第二氣液分離罐組成；組合 吸收塔的上部是深冷精餾塔段，下部是吸收塔段；
[0025] 第一脫乙烷塔頂部依次連接干燥器和加氫反應(yīng)器，加氫反應(yīng)器下部連接脫甲烷 塔；第一脫乙烷塔底部管線分成兩支，分別連接著組合吸收塔的吸收塔段和脫丙烷塔；