[發明專利]用貧液效應在脫甲烷過程中回收尾氣中乙烯的方法及系統

有效

• 申請號: 201210468124.3
• 申請日: 2012-11-19
• 公開（公告）號: CN103449950A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 羅自堅;徐文浩
• 申請（專利權）人: 中國寰球工程公司
• 主分類號: C07C11/04
• 分類號: C07C11/04;C07C7/00;C07C7/11;C07C7/04
• 代理公司: 北京科龍寰宇知識產權代理有限責任公司 11139
• 代理人: 孫皓晨;丁金玲

技術領域

本發明涉及一種輕烴分離方法及分離系統，特別是涉及用貧液效應在脫甲烷過程中回收尾氣中乙烯的方法及系統。

背景技術

輕烴分離，指的是乙烯裝置等相關生產裝置對其回收的氫氣及碳一至碳五烴類混合物(縮寫：H₂-C₁-C₅)進行的分離。

氫氣與甲烷混和物縮寫為C₁^-，碳一及更重餾分縮寫為C₁⁺，碳二餾分縮寫為C₂，氫氣與甲烷的分離縮寫為H₂/CH₄分離，C₁^-與C₂⁺的分離縮寫為C₁^-/C₂⁺分離，C₁^-與C₂的分離縮寫為C₁^-/C₂分離。

輕烴分離工藝中的C₁^-/C₂⁺分離或C₁^-/C₂分離亦稱“脫甲烷”。脫甲烷通常需經過兩個緊密相聯的系統來完成，一個是前端激冷系列(簡稱“前冷”)，另一個是脫甲烷塔系。前冷通常由多個進料分離設備與多臺板翅式換熱器組合而成，每個進料分離設備稱為前冷的一“級”。進料首先進入前冷。前冷對進料進行逐級冷卻、冷凝、閃蒸，將氫氣及一部分甲烷與另一部分甲烷及幾乎全部C₂⁺餾分分開。這一步可稱為“初步的”脫甲烷。前冷的末級分離設備的氣相出料即氫氣及一部分甲烷(本發明所稱“尾氣”)被送去進行H₂/CH₄分離。包括末級在內的各級分離設備的液相出料，即另一部分甲烷及幾乎全部C₂⁺餾分，被送到脫甲烷塔系進行“最終的”脫甲烷。

前冷的作用相當于一座水平放置的分餾塔，每一“級”相當于分餾塔的一塊理論板?！凹墶睌翟蕉?，“塔”的理論板數就越多，達到同樣分離要求的能耗就越低。這里的“分離要求”指的是，要將損失在尾氣中的乙烯數量控制在效費比盡可能高的合理范圍內。由于丙烯、乙烯復疊制冷能夠提供的冷凍劑溫度級位數有限，前冷的“級”數顯然不可能太多?！凹墶睌颠^多將導致投資過大，系統過于復雜，在工程實踐中難以實現。

在前冷“級”數有限的條件下，損失在尾氣中乙烯數量往往偏高而不能令人滿意。怎樣才能在達到預期的控制乙烯損失目標的同時，讓能耗也較低呢？只有設法回收可能損失在尾氣中的乙烯。為此，現有技術的做法是將原來相當于一塊理論板的某幾“級”或末一“級”，變成具有多塊理論板的分餾子系統。具體型式有兩種：

-用分凝分餾器(一種具有傳熱、傳質雙重功能的組合設備)取代某幾個“級”；

-用尾氣精餾塔(含回流罐等)，取代末級進料分離罐。

第一種做法因投資太高，向工程市場推廣受限；第二種做法與第一種做法原理相同，也因增加了整個前冷的理論塔板數而節能，投資雖比第一種做法低但仍較高，節能效果卻不顯著。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：為脫甲烷過程提供一種用貧液效應回收尾氣中乙烯的分離方法及分離系統，只增加較少投資，便可在控制尾氣中乙烯損失的同時實現較顯著的節能效果。本發明適用于輕烴分離所有類型的脫甲烷過程。