[發明專利]從含有烴類的混合氣中分離回收乙烯、乙烷、丙烯和氫氣的方法

有效

• 申請號: 00113109.5
• 申請日: 2000-08-18
• 公開（公告）號: CN1338449A
• 公開（公告）日: 2002-03-06
• 發明（設計）人: 李東林
• 申請（專利權）人: 成都華西化工科技股份有限公司;成都華西化工研究所
• 主分類號: C07C11/04
• 分類號: C07C11/04;C07C11/06;C07C9/06;C07C7/11;C07C7/12;C01B3/50;F25J3/00
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本發明涉及一種從含有烴類的混合氣中分離回收乙烯、乙烷、丙烯和氫氣的方法。

在原油加工過程中，大多數加工裝置都副產相當數量的輕烴，熱裂化裝置、催化裂化裝置、焦化裝置富產的輕烴都含有大量的烯烴。

催化裂化是在催化劑的作用下，裂化減壓柴油、常壓重油、減壓渣油以生產汽油和輕柴油的加工手段，加工過程生產汽、柴油的同時，副產大量烯烴氣體。在一定條件下，副產的烯烴氣體中，碳四以下氣體生成量可以達到30％以上。熱裂化是減壓柴油、減壓重油裂化生產輕質油的重油輕質化的重要手段，在混相裂化時，1m³原油副產氣體量18～80m³，在氣相裂化時，1m³原油副產氣體量在170m³以上，隨著裂化溫度的提高，乙烯的含量還會增加。焦化過程是使重質油加熱裂化，并伴有縮合反應生成輕質油和焦炭的加工手段，加工過程中也副產含有大量烯烴的氣體。

目前，美國丙烯產量的50～60％來自催化裂化，歐洲和日本的裂解裝置以餾份油裂解為主，煉廠加工深度較低，但催化裂化生產丙烯仍占丙烯產量的25％。催化干氣中也含有大量的乙烯，回收催化干氣中的乙烯，近年來也引起廣泛的注意。

《乙烯工學》P22-23介紹了日本神戶制鋼所曾對采用活性炭吸附分離法回收低濃度乙烯氣體中的乙烯進行過研究，其中試裝置得到的乙烯純度和乙烯回收率為85～90％，由于經濟性差，難以實現工業化。《石油化工手冊》(2)P127介紹了美國TENNECO化學品公司以該公司回收一氧化碳的四氯化鋁銅吸收技術(COSORB法)為基礎，開發了由廢氣回收乙烯的ESEP法。該法系由溶解在芳香族溶劑的CuAlCl₄絡合物從氣體混合物中吸收乙烯，由于絡和劑對雜質組份如水、硫化物非常敏感，需要將他們作深度脫除，前處理較復雜，同時絡合劑對烯烴之間的選擇性較差，難以得到高純度的乙烯。

《石油化工手冊》(2)P127-128介紹了深冷分離法從煉廠氣中回收乙烯，這種方法有很大的缺點是煉廠氣中除了烯烴外，還含有大量的氫和甲烷，直接用深冷分離法從煉廠氣中回收乙烯裝置的能耗和投資都較大，而且難以得到高純度的氫氣，所以一直沒有得到應用和推廣。

本發明目的是提供一種經濟、節能的從含有烴類的混合氣中分離回收乙烯、乙烷、丙烯、氫的方法，采用本方法在較低能量消耗的基礎上，獲得高純度餾份的同時，獲得高提取率。

按本發明，上述目的是通過以下方式實現的，含有烴類的混合氣藉助于吸收過程，最好是藉助于化學吸收過程將含有烴類的混合氣中的酸性氣體脫除。藉助于吸附過程，最好是藉助于變壓吸附過程，將含有烴類的混合氣分離成為一股富集有氫、甲烷的氣體餾份和一股富集有乙烯、乙烷、丙烯的氣體餾份。將富集有乙烯、乙烷、丙烯的氣體餾份，藉助于深冷分離過程，分別得到乙烯餾份、乙烷餾份、丙烯餾份和較重烴類餾份。將富集有氫和甲烷的氣體餾份藉助于另一吸附過程，最好是變壓吸附過程，得到氫氣餾份和富集有甲烷的氣體餾份。

藉助于本發明方法能夠從含有烴類的混合氣中獲得聚合級的乙烯、丙烯和高純度的氫氣。

雖然采用吸附過程，尤其是變壓吸附過程和深冷分離過程的聯合技術，要比單獨采用兩者之一的單一技術復雜一些，這些缺點更多地被本發明方法可以達到的優點所補償。

根據《乙烯工學》P337-356中介紹的單一技術的深冷分離裝置，脫除含有烴類的混合氣中的氫和甲烷，是含有烴類的混合氣分離裝置中投資最大、能耗最多的環節，需要在-90～-140℃之間的低溫條件下進行氫和甲烷的脫除，其冷凍功耗占全裝置的冷凍功耗的50％以上。為了提高深冷分離裝置的操作溫度，深冷分離裝置一般都要求在較高的壓力下進行分離過程，含有烴類的混合氣中的40～60％的氫和甲烷(在某些情況下，還有其它輕組份，如催化干氣中的氮等)也隨著被壓縮到較高的壓力，而在某些場合，壓縮氫和甲烷是不需要的，這就導致了能源的浪費。