[發明專利]一種從MTO/DTO產品氣中回收乙烯的系統及方法

有效

• 申請號: 201310216950.3
• 申請日: 2013-06-03
• 公開（公告）號: CN104211554A
• 公開（公告）日: 2014-12-17
• 發明（設計）人: 劉罡;王振維;王子宗;陳海
• 申請（專利權）人: 中國石油化工集團公司;中國石化工程建設有限公司
• 主分類號: C07C11/04
• 分類號: C07C11/04;C07C7/00
• 代理公司: 北京思創畢升專利事務所 11218
• 代理人: 周媛

技術領域

本發明涉及低碳烯烴分離領域，更進一步說，涉及一種從MTO/DTO產品氣中回收乙烯的系統及方法。

背景技術

隨著經濟的發展，對低碳烯烴的需求日漸攀升，同時由于石油資源的日漸緊缺，作為乙烯生產原料的石腦油、輕柴油等原料資源，面臨著越來越嚴重的短缺局面。因此，甲醇制烯烴(Methanol?To?Olefin，以下簡稱MTO)或從二甲醚制烯烴(Dimethyl?ether?To?Olefin，以下簡稱DTO)技術的應用已引起了各方面的關注。MTO技術或DTO技術是指以煤基或天然氣基合成的甲醇或二甲醚為原料，借助類似催化裂化裝置的流化床反應形式，生產乙烯、丙烯等低碳烯烴的工藝技術。該技術工藝可以較高選擇性地生產輕質烯烴，并可在較寬范圍內靈活調節丙烯與乙烯比。

一般地，經過MTO反應裝置使甲醇催化反應后的產品氣中含有氫氣、甲烷、乙烯、乙烷、丙烯、丙烷和丁烯或戊烯等高碳烯烴，以及水、一氧化碳和二氧化碳氣體。DTO的裂解反應產物與MTO相近。為了得到聚合級的乙烯產品，MTO/DTO產品氣的分離和回收技術是非常重要的。目前已公開的技術一般為：在回收烯烴前，通常需要通過常規的汽液分離操作，以獲得以碳二飽和烴與不飽和烴為主要組分的混合物，將獲得的碳二進行飽和烴與非飽和烴的分離精制，以獲得符合產品要求的乙烯。在分離過程中，碳二飽和烴、不飽和烴與碳一及氫的分離會有少量乙烯進入碳一及氫為主要組分的物流中，對于這部分乙烯如不回收則會導致損失。一個詳細的工藝描述可見美國專利US5811621。在所公開的乙烯回收工藝中，為了提高乙烯的回收率,脫甲烷塔頂物料再次壓縮升壓,壓縮后的氣體為脫甲烷塔再沸器提供熱量并部分冷凝,不凝氣中含進料的3-4%乙烯排出界外，損失了少量的乙烯，因此乙烯的回收率還不令人滿意，通常約95%～97%。中國專利200510105587.3，提出了另外一種乙烯回收方案，首先將MTO/DTO產品氣壓縮至將產品氣升壓至2.0－4.0MpaG；隨后經冷卻干燥后進入脫乙烷塔，使碳二及輕組份與碳三及重組份分離；脫乙烷塔塔頂物料加氫后進入脫甲烷塔，實現絕大多數碳二與甲烷、氫組分的分離，少量甲烷和氫組份從脫甲烷塔頂部脫除；脫甲烷塔的釜物料進入乙烯精餾塔，精餾得到合格的乙烯產品。為提高乙烯回收率，其中脫甲烷塔頂物料經冷卻后的尾氣被送入一個乙烯回收裝置，采用下述物料中的至少一種：

a、脫乙烷塔塔頂和/或其回流罐的碳二組分，

b、乙烯精餾塔系統中的碳二混合物和/或乙烯。

作為此回收裝置使用的冷劑，回收脫甲烷塔頂排出的尾氣中的部分乙烯。此方案中，進入乙烯回收裝置的尾氣中含有一定量的乙烯組分，同時所使用的冷劑所能達到的低溫溫度有限，一般不超過-90攝氏度，在此溫度下乙烯回收裝置排出的不凝氣中仍含有一部分乙烯，從而限制了乙烯收率的提高。

UOP公司在“PROCESS?FOR?PRODUCTION?ETHYLENE”WO01/25174中，提出用變壓吸附技術回收脫甲烷塔頂乙烯，聲稱可以達到99.5%的乙烯回收率，并提供99.5%純度的乙烯產品。但此方法使用PSA技術，操作復雜，日常維護所費工作量大。

因此，非常需要提供一種有較簡單流程的，能更高效率地從甲醇制烯烴裝置和/或二甲醚轉化烯烴裝置的產品氣中回收乙烯的方法，以獲得聚合級的乙烯產品，同時希望降低能耗。

發明內容

為解決現有技術中存在的問題，本發明提供了一種從MTO/DTO產品氣中回收乙烯的系統及方法。將甲烷氫脫除單元中采出的含碳一、碳二的液相節流后作為乙烯回收單元中的冷劑，一方面對來自甲烷氫脫除單元的氣相采出物料進行冷凝分離，另一方面作為尾氣冷凝分離裝置的冷劑。本發明選取的冷劑含有大量具有很強焦耳-湯姆孫效應的碳一組分，節流后的溫度可低于攝氏零下100度，從而顯著提高對于尾氣中乙烯組分的回收效率，使本方法的乙烯回收率≥99.7%，且不需要額外的乙烯制冷系統。

本發明的目的之一是提供一種從MTO/DTO產品氣中回收乙烯的系統。

包括：碳二及輕組分與碳三及重組分分離單元、甲烷氫脫除單元、尾氣回收單元及乙烯精餾單元，碳二及輕組分與碳三及重組分分離單元包括脫乙烷塔，甲烷氫脫除單元包括脫甲烷塔，尾氣回收單元包括尾氣冷卻裝置和尾氣冷凝分離裝置，尾氣冷卻裝置包括尾氣冷卻器和尾氣冷卻器分離罐，尾氣冷凝分離裝置包括尾氣冷凝器，乙烯精餾單元包括乙烯塔，

所述脫甲烷塔頂部出口連接尾氣冷卻器。