气；13_低压氢<气；14_循环乙烧；15-氣气水冷器；16_氣气再压缩机；17_裂解气；20_脱甲烷塔釜液；21_循环乙烷汽化器；24?26-1#?3#脱甲烷塔进料分离罐；27-氢/甲烷分离罐；28_脱甲烷塔第一进料激冷器；29_脱甲烷塔第二进料激冷器；33_脱甲烷塔；34_脱甲烷塔再沸器；35_脱甲烷塔冷凝器；36_碳二回收塔冷凝器；37_回流泵；
39-碳二回收塔；41_氢/甲烷膨胀机；42_膨胀机入口混合罐；43_节流阀；44_出口分离罐；45-氣气分流控制器；46_甲烧/氣分离器系统。
【具体实施方式】
[0040]下面结合实施例，进一步说明本发明。
[0041]实施例
[0042]如图2所示，一种轻烃深冷分离回收装置。
[0043]包括:脱甲烷塔33、碳二回收塔39、1#?7#尾气换热器、1#?3#脱甲烷塔进料分离罐，
[0044]所述装置设置有甲烷/氢分离系统，包括:1#尾气换热器1、氢/甲烷分离罐27和氢气分流控制器45 ;3#脱甲烷塔进料分离罐26顶部管线经1#尾气换热器I后连接氢/甲烷分离罐27，氢/甲烷分离罐27底部管线经1#尾气换热器I后连接脱甲烷塔33 ;氢/甲烷分离罐27顶部出口管线上设置氢气分流控制器45，氢气分流控制器45的分流管线连接氢气甲烷膨胀机系统；
[0045]脱甲烷塔33顶部连接碳二回收塔39，碳二回收塔39内设置冷凝器，碳二回收塔底部连接脱甲烷塔33，碳二回收塔39顶部连接氢气甲烷膨胀机系统；
[0046]氢气甲烷膨胀机系统包括:膨胀机入口混合罐42、膨胀机41、出口分离罐44 ;氢气分流控制器45的分流管线与碳二回收塔39顶部管线合并后连接膨胀机入口混合罐42，膨胀机入口混合罐42顶部连接膨胀机41，膨胀机41出口管线和膨胀机入口混合罐42出口管线合并后连接出口分离罐44，出口分离罐44底部管线分成两支，一支连接碳二回收塔39内的冷凝器，另一支经尾气换热器后送出界外。
[0047]其中，
[0048]所述碳二回收塔39采用分凝分馏塔型式。
[0049]干燥脱水的裂解气进入激冷系统后，通过普通釜式换热器和多个串联的板翅式尾气换热器，经各级丙烯冷剂、循环乙烷、脱甲烷塔釜液和各级乙烯冷剂等，逐级冷却到-45?-55°C、-70?-72°C和-96?_98°C，由脱甲烷塔1#、2#和3#进料气液分离罐分离出其中的液相，自下而上依次作为脱甲烷塔33的第一、第二和第三股进料。
[0050]最后剩余的裂解气含有绝大部分的H2与CO、一半多的CH4以及少量的C2’s等送入甲烷/氢分离器系统，经最冷端1#尾气换热器进一步冷却到-152?_182°C甚至以下，进入氢/甲烷分离罐。罐底分离出的液相，主要为CH4和C2’s，由调节阀控制返回1#尾气换热器复热至-1orc以上后，作为脱甲烷塔的最上一股(第四股)进料，充分回收其中的碳二组分。罐顶分出的气体为95?99mol%浓度的高纯氢气，由氢气分流控制器分流出一少部分，经裂解气激冷系统回收冷量后复热到常温(30°C )，直接作为高压氢气产品；另一大部分则送往后续氢气、甲烷膨胀机系统。
[0051]脱甲烷塔再沸器用丙烯冷剂做热源，保证塔釜不含CH4;塔顶用乙烯冷剂冷却到-98°C左右。塔底釜液产品经激冷系统复热，部分汽化后送下游单元；塔顶气相流出物送入碳二回收塔下部，回收乙烯，提高其回收率。碳二回收塔由氢/甲烷膨胀机出口的一部分液相甲烷冷凝回流，可控制其塔顶产品中乙烯含量在0.2mol%以下；塔底液相返回脱甲烷塔顶一起做回流。
[0052]碳二回收塔顶气相产品与甲烷/氢分离器系统分流出的氢气汇合，一起进入氢/甲烷膨胀机入口混合罐，气相作为膨胀机的进料，液相由液位控制经节流阀减压后，绕过膨胀机直接与其排出物料混合，共同排入膨胀机出口气液分离罐。分离罐分出的气相为第二股氢气产品，纯度在92mol %以上，为激冷系统提供最冷级的致冷冷量；液相为高纯甲烷，由液位控制排出，一部分先为碳二洗涤塔顶提供冷量，然后与另一部分一道继续为激冷系统提供深冷冷量。
[0053]在激冷系统的后半部分，两股氢气产品、甲烷尾气、循环乙烷和乙烯产品经丙烯冷剂等回收冷量后，均被复热到约30°C。高压氢气送甲烷化单元或直接外送；低压氢气经再压缩机升高至约2.5MPaG后外送，其中氢气压缩机一段由膨胀机驱动。甲烷尾气经再压缩机升压至0.50MPaG左右，送干燥器再生系统使用，最终送裂解炉作燃料。
【主权项】
1.一种轻烃深冷分离回收装置，包括:脱甲烷塔、碳二回收塔、1#?7#尾气换热器、1#?3#脱甲烷塔进料分离罐，其特征在于: 所述装置设置有甲烷/氢分离系统，包括:1#尾气换热器、氢/甲烷分离罐和氢气分流控制器；3#脱甲烷塔进料分离罐顶部管线经1#尾气换热器后连接氢/甲烷分离罐，氢/甲烷分离罐底部管线经1#尾气换热器后连接脱甲烷塔；氢/甲烷分离罐顶部出口管线上设置氢气分流控制器，氢气分流控制器的分流管线连接氢气甲烷膨胀机系统； 脱甲烷塔顶部连接碳二回收塔，碳二回收塔内设置冷凝器，碳二回收塔底部连接脱甲烷塔，碳二回收塔顶部连接氢气甲烷膨胀机系统； 氢气甲烷膨胀机系统包括:膨胀机入口混合罐、膨胀机、出口分离罐；氢气分流控制器的分流管线与碳二回收塔顶部管线合并后连接膨胀机入口混合罐，膨胀机入口混合罐顶部连接膨胀机，膨胀机出口管线和膨胀机入口混合罐出口管线合并后连接出口分离罐，出口分离罐底部管线分成两支，一支连接碳二回收塔内的冷凝器，另一支经尾气换热器后送出界外。2.如权利要求1所述的轻烃深冷分离回收装置，其特征在于: 所述碳二回收塔采用分凝分馏塔型式。3.一种采用如权利要求1或2所述装置的轻烃深冷分离回收方法，其特征在于所述方法包括: 1)干燥脱水的裂解气经换热和冷却后，由1#、2#和3#脱甲烷塔进料气液分离罐分离出其中的液相，自下而上依次作为脱甲烷塔的第一、第二和第三股进料； 2)3#脱甲烷塔进料气液分离罐的气相经1#尾气换热器换热后进入氢/甲烷分离罐，氢/甲烷分离罐分离的液相经1#尾气换热器换热后作为脱甲烷塔的第四股进料；氢/甲烷分离罐分离的气相部分作为高压氢气送出界外，部分分流至氢气甲烷膨胀机系统； 3)脱甲烷塔顶气相送入碳二回收塔，回收乙烯，碳二回收塔塔底回流至脱甲烷塔； 4)碳二回收塔顶气相与甲烷/氢分离系统分流出的氢气汇合，进入膨胀机入口混合罐，气相作为膨胀机的进料，液相与膨胀机出口物料混合，进入出口气液分离罐，分出的气相为第二股氢气产品，分出的液相一部分为碳二回收塔内的冷凝器提供冷量，另一部分为尾气换热器提供深冷冷量。4.如权利要求3所述的轻烃深冷分离回收方法，其特征在于: 步骤(2)中，氢/甲烷分离罐分离的气相分流至氢气甲烷膨胀机系统的比例在63?100%之间。5.如权利要求3所述的轻烃深冷分离回收方法，其特征在于: 步骤(3)中，碳二回收塔进料以甲烷为主，塔顶温度在_108°C以下。6.如权利要求3所述的轻烃深冷分离回收方法，其特征在于 步骤(4)中，膨胀机进料中氢气的体积百分含量为83?92%。7.如权利要求3所述的轻烃深冷分离回收方法，其特征在于: 甲烷/氢分离系统所需的深冷冷量的68?83%由膨胀机提供。
【专利摘要】本发明公开了一种轻烃深冷分离回收装置及方法。所述装置设置有甲烷/氢分离系统，包括：1#尾气换热器、氢/甲烷分离罐和氢气分流控制器；3#脱甲烷塔进料分离罐顶部管线经1#尾气换热器后连接氢/甲烷分离罐，氢/甲烷分离罐底部管线经1#尾气换热器后连接脱甲烷塔；氢/甲烷分离罐顶部出口管线上设置氢气分流控制器，氢气分流控制器的分流管线连接氢气甲烷膨胀机系统。本发明通过对干燥后的轻烃裂解气进行激冷分离，可得高纯H2，并将CH4和C2’s几乎完全分离，特别适应于以乙烷为裂解原料的乙烯装置。
【IPC分类】F25J3/02, F25J5/00
【公开号】CN105276924
【申请号】CN201410455184
【发明人】赵百仁, 李广华, 王振维, 盛在行, 高耸, 刘罡
【申请人】中国石化工程建设有限公司, 中石化炼化工程（集团）股份有限公司
【公开日】2016年1月27日
【申请日】2014年9月9日