一種從高丙烯輕烴或甲醇制丙烯產品氣中回收乙烯的系統及方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及高丙烯含量的低碳烯烴精制領域，進一步地說，是涉及一種從高丙烯 輕烴或甲醇制丙烯產品氣中回收乙烯的系統及方法。
【背景技術】
[0002] 乙烯、丙烯是石油化學工業的基礎原料，隨著經濟的發展、石油資源的匱乏，做為 乙烯生產原料的石腦油、輕柴油等原料面臨越來越嚴重的短缺局面。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)等以增產丙烯為目的低碳烯烴生產技術應運而生，特 別是以煤基合成氣制丙烯、甲烷脫氫偶聯制丙烯等技術開拓了廉價的丙烯原料來源。
[0003] 這些烯烴生產技術的丙烯乙烯質量比（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，而傳統蒸汽裂解制乙烯裝置的P/E通常在0. 5以下。傳統 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，甚至需要甲烷制冷壓縮機為其提供冷量。 裝置對冷箱要求高，使得工程投資加大，壓縮機能耗上升。
[0004] 對于CPP、DCC、OCC、Superflex和AC0、MT0或MTP等低碳烯烴生產技術，尤其是煤 基合成氣制丙烯、甲烷脫氫偶聯制丙烯、ΜΤ0和MTP等產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。根據該方法，產品氣經壓縮后首先 經過脫丁烷塔脫除C5+重組分，從塔頂出來的C4輕組分再進一步壓縮，冷卻后先后進入脫甲 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 設備結焦嚴重。
[0007] 中國專利200810201217. 3提出了一種ΜΤ0/ΜΤΡ產品氣中輕烴的分離方法。根據 該方法，輕烴產品預處理后直接進入脫乙烷塔，塔頂C2輕組分再進入吸收塔，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，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，但是當反應過程產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輕組分進一步壓縮冷卻后進入脫甲烷塔，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~碳三去脫乙烷塔進行碳二和碳三的分離，碳二進 乙烯精餾塔，側線采出乙烯，塔頂不凝氣返回壓縮機，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 品。考慮到有些反應過程產生的乙烷量較少，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 中較長的循環路徑、吸收劑對乙烯塔和丙烯塔進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 循環乙烷進行蒸汽裂解，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 一種甲醇轉化制取低碳烯烴（DMT0)氣體的分離方法，最常 規前脫乙烷分離流程，對四段壓縮后的流程進行改進。根據該發明，在五段壓縮和脫乙烷塔 回流罐之間設計加氫轉化，脫除乙炔及反應再生過程中產生的氧化物，冷凝冷卻后的物流 經脫乙烷塔回流罐，液相做為脫乙烷塔回流，氣相進入深冷脫甲烷塔。
[0012]CN101353286A提出了一種非深冷低碳烴分離方法。該方法將預處理過的反應器出 口氣體冷卻到10°C~-37°c后送到預切割塔（脫甲烷塔）。預切割塔塔頂含甲烷氫、碳二和 少量碳三的尾氣冷卻后進吸收塔，用碳三、碳四、碳五及烴類的混合物組成的吸收劑將預切 割塔塔頂產物中的碳二烴類吸收下來，輕質氣體由頂部排出，吸收塔塔底產品返回預切割 塔（脫甲烷塔）；預切割塔（脫甲烷塔）塔釜含碳二及更重組分的產物進脫乙烷塔進行碳 二和碳三清洗切割，塔頂得到碳二餾分；塔釜得到碳三及更重組分。該專利預切割塔塔頂尾 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 利只適用于產品氣丙烯乙烯質量比（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發明了一種MTP產品氣輕烴分離的方法，該專利采用前脫丙烷流 程。產品氣二段壓縮后，經水洗、堿洗進入壓縮機第三段進行壓縮，壓縮后的產品氣經過凝 聚、干燥后進脫丙烷塔。在壓縮機段間設置有凝析液汽提塔，用于分離壓縮機段間凝液中 的輕烴。凝液汽提塔頂部的輕烴氣體返回壓縮機二段入口，塔底的重烴送至脫丁烷塔。脫 丙烷塔設在壓縮機三段和四段之間，且采用常規精餾；脫丙烷塔塔頂氣相產品經壓縮機四 段壓縮后進脫乙烷塔，塔底產品去碳四循環；脫乙烷塔塔頂產品進脫甲烷塔，塔底產品進丙 烯精餾塔；脫甲烷塔塔頂安放尾氣過冷器，用節流制冷方式回收自身冷量并減小乙烯損失， 塔底產品進乙烯精餾塔。該專利基本上延續了傳統MTP裝置的設計思路，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，以解決現有技術中 脫甲烷塔頂氣體中乙烯損失大的缺點。該專利的特征是在脫甲烷塔頂設置膨脹機，在脫甲 烷塔內設置內置式冷凝器，脫甲烷塔內的氣相物流，經過內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入膨脹機，將溫度過冷到一 90°C~一 120°C，壓力降到 0.IMPaG~0. 6MPaG，出膨脹機的物流進行氣液分離，其中氣體物流復熱后出界區，液相物 流進氣體壓縮機前二段吸入罐，或返回脫甲烷塔，脫甲烷塔底物流進入其他烯烴分離單元 分離出乙烯和丙烯產品，所述脫甲烷塔吸收劑為C3、C4和C5+餾分中的一種以上物質。
[0015] 該專利中的脫甲烷塔內置冷凝器實際上是乙烯裝置上經常提到的分凝分餾器 (D印hlegmator)，類似技術實際應用時經常遇到尾氣中乙烯含量超標現象。
[0016]CN102476976A發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一步聲 明。
[0017] 低碳烯烴分離方法的優劣主要體現在能耗、產品回收率和綜合經濟評價三個方 面，尤其是產品回收率和能耗。低碳烯烴分離過程乙烯損失主要發生脫甲烷塔、乙烯精餾 塔，而脫甲烷塔系統乙烯損失占烯烴分離系統乙烯損失的60%以上，脫甲烷塔系統的能耗 降低對裝置能耗降低起著至關重要的作用。
[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過兩三個塔才能完成 再生循環，需要多次再沸和冷凝，設備投資和能耗都不經濟。
[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行回收，而這些 專利規定的由冷箱、膨脹機組成的尾氣回收技術跟傳統乙烯裝置脫甲烷塔尾氣膨脹冷凝技 術比較接近，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)產品氣乙烯回收技術。
【發明內容】
[0021] 為解決現有技術中出現的問題，本發明提供了一種從高丙烯輕烴或甲醇制丙烯產 品氣中回收乙烯的系統及方法。能提高裝置乙烯回收率，減少吸收劑損失，進一步降低產品 氣乙烯回收部分的能耗和投資。
[0022] 本發明的目的之一是提供一種從高丙烯輕烴或甲醇制丙烯產品氣中回收乙烯的 系統。
[0023] 包括：第一、第二脫乙烷塔、干燥器、加氫反應器、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器，加氫反應器下部連接脫甲烷 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；