一种从高丙烯轻烃或甲醇制丙烯产品气中回收乙烯的系统及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及高丙烯含量的低碳烯烃精制领域，进一步地说，是涉及一种从高丙烯 轻烃或甲醇制丙烯产品气中回收乙烯的系统及方法。
【背景技术】
[0002] 乙烯、丙烯是石油化学工业的基础原料，随着经济的发展、石油资源的匮乏，做为 乙烯生产原料的石脑油、轻柴油等原料面临越来越严重的短缺局面。随着乙烯和丙烯的需 求逐年增加，丙烯/乙烯需求比呈上升趋势，丙烯/乙烯产出比呈下降趋势，因此，催化裂 解（含催化裂解制烯烃CPP、深度催化裂解DCC、烯烃催化裂解OCC、Superflex和AC0)、甲 醇制烯烃（ΜΤ0)或甲醇制丙烯（MTP)等以增产丙烯为目的低碳烯烃生产技术应运而生，特 别是以煤基合成气制丙烯、甲烷脱氢偶联制丙烯等技术开拓了廉价的丙烯原料来源。
[0003] 这些烯烃生产技术的丙烯乙烯质量比（P/E)通常在0. 6以上，ΜΤ0和MTP的P/E 则大于1，其中MTP的P/E>>1，而传统蒸汽裂解制乙烯装置的P/E通常在0. 5以下。传统 石脑油蒸汽裂解气中甲烷氢含量较高，普遍采用深冷方法分离甲烷和乙烯。深冷分离方法 均需要-KKTC的深冷条件，需要乙烯制冷压缩机，甚至需要甲烷制冷压缩机为其提供冷量。 装置对冷箱要求高，使得工程投资加大，压缩机能耗上升。
[0004] 对于CPP、DCC、OCC、Superflex和AC0、MT0或MTP等低碳烯烃生产技术，尤其是煤 基合成气制丙烯、甲烷脱氢偶联制丙烯、ΜΤ0和MTP等产品气中甲烷氢含量较低，丙烯、乙烯 含量高，碳六以上的高碳烃含量较少，脱甲烷塔需要的冷量相对较小。
[0005]US7714180提出了一种烯烃回收的工艺方法。根据该方法，产品气经压缩后首先 经过脱丁烷塔脱除C5+重组分，从塔顶出来的C4轻组分再进一步压缩，冷却后先后进入脱甲 烷塔、脱乙烷塔、脱丙烷塔，脱丙烷塔塔底混合碳四做吸收剂去脱甲烷塔吸收塔顶气中的乙 烯，提高乙烯回收率。
[0006] 该发明避免采用深冷分离工艺，而是采用油吸收工艺，降低了投资。但是，使用混 合碳四吸收剂循环量大且流程长，能耗大。如果碳四中含有较多的丁二烯时，会使下游相关 设备结焦严重。
[0007] 中国专利200810201217. 3提出了一种ΜΤ0/ΜΤΡ产品气中轻烃的分离方法。根据 该方法，轻烃产品预处理后直接进入脱乙烷塔，塔顶C2轻组分再进入吸收塔，用乙烷做吸收 剂，以提高乙烯回收率。采用这种方法避免了使用乙烯制冷压缩机，采用乙烷做吸收剂，部 分乙烷从吸收塔塔顶损失掉作燃料气，但是当反应过程产生的乙烷少于吸收塔损失的乙烷 时，使用乙烷做吸收剂就不合适。
[0008]CN101973831A发明了一种低碳烯烃分离方法。采用的是前脱丙烷分离流程。脱 丙烷塔塔顶C3轻组分进一步压缩冷却后进入脱甲烷塔，脱甲烷塔塔顶用乙烷做吸收剂，以 提高乙烯的回收率。脱甲烷塔塔底碳二~碳三去脱乙烷塔进行碳二和碳三的分离，碳二进 乙烯精馏塔，侧线采出乙烯，塔顶不凝气返回压缩机，塔底乙烷全部冷却后作为脱甲烷塔吸 收剂或部分作为燃料气采出。碳三去丙烯精馏塔，塔顶采出丙烯，塔底采出丙烷做LPG副产 品。考虑到有些反应过程产生的乙烷量较少，该专利从丙烯塔塔底抽部分丙烷做乙烷吸收 剂的补充。
[0009] 因使用乙烷做吸收剂，脱甲烷塔塔顶尾气中乙烷含量在20%以上。吸收剂在流程 中较长的循环路径、吸收剂对乙烯塔和丙烯塔进料浓度的稀释都增加了装置的能耗。
[0010] 用乙烷做吸收剂时，吸收塔塔顶尾气中乙烷含量很高，而大型ΜΤ0/ΜΤΡ装置常将 循环乙烷进行蒸汽裂解，用乙烷做吸收剂时要充分考虑乙烷的再利用和尾气损失问题。
[0011]CN100398498C披露了 一种甲醇转化制取低碳烯烃（DMT0)气体的分离方法，最常 规前脱乙烷分离流程，对四段压缩后的流程进行改进。根据该发明，在五段压缩和脱乙烷塔 回流罐之间设计加氢转化，脱除乙炔及反应再生过程中产生的氧化物，冷凝冷却后的物流 经脱乙烷塔回流罐，液相做为脱乙烷塔回流，气相进入深冷脱甲烷塔。
[0012]CN101353286A提出了一种非深冷低碳烃分离方法。该方法将预处理过的反应器出 口气体冷却到10°C~-37°c后送到预切割塔（脱甲烷塔）。预切割塔塔顶含甲烷氢、碳二和 少量碳三的尾气冷却后进吸收塔，用碳三、碳四、碳五及烃类的混合物组成的吸收剂将预切 割塔塔顶产物中的碳二烃类吸收下来，轻质气体由顶部排出，吸收塔塔底产品返回预切割 塔（脱甲烷塔）；预切割塔（脱甲烷塔）塔釜含碳二及更重组分的产物进脱乙烷塔进行碳 二和碳三清洗切割，塔顶得到碳二馏分；塔釜得到碳三及更重组分。该专利预切割塔塔顶尾 气和吸收剂都需要用乙烯冷剂冷却，尾气中的大量吸收剂不能有效回收，被白白烧到。该专 利只适用于产品气丙烯乙烯质量比（P/E) 的工艺，如甲醇制烯烃（ΜΤ0)，不适用于甲醇 制丙烯（MTP)这种P/E>>1烯烃工艺。
[0013]CN202081036U发明了一种MTP产品气轻烃分离的方法，该专利采用前脱丙烷流 程。产品气二段压缩后，经水洗、碱洗进入压缩机第三段进行压缩，压缩后的产品气经过凝 聚、干燥后进脱丙烷塔。在压缩机段间设置有凝析液汽提塔，用于分离压缩机段间凝液中 的轻烃。凝液汽提塔顶部的轻烃气体返回压缩机二段入口，塔底的重烃送至脱丁烷塔。脱 丙烷塔设在压缩机三段和四段之间，且采用常规精馏；脱丙烷塔塔顶气相产品经压缩机四 段压缩后进脱乙烷塔，塔底产品去碳四循环；脱乙烷塔塔顶产品进脱甲烷塔，塔底产品进丙 烯精馏塔；脱甲烷塔塔顶安放尾气过冷器，用节流制冷方式回收自身冷量并减小乙烯损失， 塔底产品进乙烯精馏塔。该专利基本上延续了传统MTP装置的设计思路，脱甲烷塔塔顶采 用乙烯冷剂，装置能耗问题没有得到太大改善。
[0014]CN101747128B公开了一种甲烷制低碳烯烃气体的分离方法，以解决现有技术中 脱甲烷塔顶气体中乙烯损失大的缺点。该专利的特征是在脱甲烷塔顶设置膨胀机，在脱甲 烷塔内设置内置式冷凝器，脱甲烷塔内的气相物流，经过内置式冷凝器冷却到一 45°C~一 60°C，从脱甲烷塔塔顶出来的气相进入膨胀机，将温度过冷到一 90°C~一 120°C，压力降到 0.IMPaG~0. 6MPaG，出膨胀机的物流进行气液分离，其中气体物流复热后出界区，液相物 流进气体压缩机前二段吸入罐，或返回脱甲烷塔，脱甲烷塔底物流进入其他烯烃分离单元 分离出乙烯和丙烯产品，所述脱甲烷塔吸收剂为C3、C4和C5+馏分中的一种以上物质。
[0015] 该专利中的脱甲烷塔内置冷凝器实际上是乙烯装置上经常提到的分凝分馏器 (D印hlegmator)，类似技术实际应用时经常遇到尾气中乙烯含量超标现象。
[0016]CN102476976A发明了一种吸收分离回收轻烃的方法，该专利采用前脱乙烷流程， 用C3H6、C4或C5液态烃作吸收剂，回收脱甲烷塔尾气中的乙烯，吸收塔底的吸收剂富液返回 前脱乙烷塔进行解吸。该专利并没有对吸收塔尾气中的烯烃和吸收剂回收方法做进一步声 明。
[0017] 低碳烯烃分离方法的优劣主要体现在能耗、产品回收率和综合经济评价三个方 面，尤其是产品回收率和能耗。低碳烯烃分离过程乙烯损失主要发生脱甲烷塔、乙烯精馏 塔，而脱甲烷塔系统乙烯损失占烯烃分离系统乙烯损失的60%以上，脱甲烷塔系统的能耗 降低对装置能耗降低起着至关重要的作用。
[0018] 很多专利都声称吸收剂可以是碳四或碳五，但在具体实施时，碳四或碳五吸收剂 来自流程后面的脱丙烷塔或脱丁烷塔，吸收塔塔底的富吸收剂需要经过两三个塔才能完成 再生循环，需要多次再沸和冷凝，设备投资和能耗都不经济。
[0019] 个别专利提出甲醇制烯烃装置脱甲烷塔尾气可以利用低温膨胀进行回收，而这些 专利规定的由冷箱、膨胀机组成的尾气回收技术跟传统乙烯装置脱甲烷塔尾气膨胀冷凝技 术比较接近，冷量利用率不高。
[0020] 有必要寻找有针对性的高丙烯轻烃或甲醇制丙烯（MTP)产品气乙烯回收技术。
【发明内容】
[0021] 为解决现有技术中出现的问题，本发明提供了一种从高丙烯轻烃或甲醇制丙烯产 品气中回收乙烯的系统及方法。能提高装置乙烯回收率，减少吸收剂损失，进一步降低产品 气乙烯回收部分的能耗和投资。
[0022] 本发明的目的之一是提供一种从高丙烯轻烃或甲醇制丙烯产品气中回收乙烯的 系统。
[0023] 包括：第一、第二脱乙烷塔、干燥器、加氢反应器、脱甲烷塔、脱甲烷塔尾气回收单 元、乙烯精馈塔，
[0024] 所述脱甲烷塔尾气回收单元由组合吸收塔、膨胀机和第二气液分离罐组成；组合 吸收塔的上部是深冷精馏塔段，下部是吸收塔段；
[0025] 第一脱乙烷塔顶部依次连接干燥器和加氢反应器，加氢反应器下部连接脱甲烷 塔；第一脱乙烷塔底部管线分成两支，分别连接着组合吸收塔的吸收塔段和脱丙烷塔；