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CN104884413B - 从甲醇制烯烃方法回收乙烯 - Google Patents

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CN104884413B CN201380065015.XA CN201380065015A CN104884413B CN 104884413 B CN104884413 B CN 104884413B CN 201380065015 A CN201380065015 A CN 201380065015A CN 104884413 B CN104884413 B CN 104884413B
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Abstract

通过将甲醇制烯烃反应器流出物首先进给到吸收脱甲烷塔，以将所述流出物与吸收剂接触来回收包含甲烷和乙烯的塔顶馏分以及包含所述吸收剂、乙烯和乙烷的塔底馏分，从而可以从所述流出物回收烯烃。分离所述塔底馏分以回收乙烯馏分和乙烷馏分。所述塔顶馏分在第一换热器中被冷却和部分冷凝到‑40℃或更高的温度。所生成的流，或其一部分，可以通过用混合致冷剂间接换热，被进一步冷却和冷凝到低于‑40℃的温度。未冷凝的蒸汽与所述冷凝液分离，形成液体馏分和甲烷馏分。所述液体馏分作为回流被进给到所述吸收脱甲烷塔，并且所述甲烷和乙烷馏分合并以形成所述混合致冷剂。

Description

从甲醇制烯烃方法回收乙烯
技术领域
在一个方面，本文中公开的实施方式涉及含氧化合物转化为烯烃的方法，例如甲醇转化为烯烃(MTO)的方法(含氧化合物制烯烃和甲醇制烯烃在本文中可以互换地使用)，并从反应器流出物回收所述烯烃。在另一个方面，本文中公开的实施方式涉及利用从MTO流出物分离和回收乙烯的吸收剂，例如C2-C10烃吸收剂，在一个或多个萃取蒸馏和/或蒸馏级中从MTO反应器流出物分离和回收乙烯，并且有效利用产物流以提供混合致冷剂，所述混合致冷剂可以用于在所述烯烃回收方法中改善分离效率、增加乙烯回收率、减少资本费用(部件数)和/或减少运行费用(能量消耗、维护)。
背景技术
石油源的有限可用性和高成本已经导致从这样的石油源生产基础日用化学品及其衍生物的成本增加。于是，为了在竞争性成本下从非石油源生产这些化学品，已经开发了各种替代性竞争技术并在商业上实施。
一种这样的技术包括催化转化甲醇制烯烃(MTO)。甲醇是可容易得到的原料，其可从石油以及非石油源例如通过发酵生物质、或从合成气体制造。
典型的MTO方法，如在此以其全部内容并入的美国专利4,499,327中公开的，包括将甲醇与沸石催化剂例如铝硅酸盐在温度和压力条件下接触，以便产生轻烯烃，例如乙烯。乙烯是极有价值的日用化学品，用于生产在许多商业以及消费产品和应用中使用的各种衍生物，例如聚乙烯。
在通过MTO方法生产的乙烯可销售和使用之前，有必要使用在合乎需要的富乙烯流中通过将乙烯与其他组分和杂质分离来回收乙烯组分的方法。例如，取决于原料组成、反应条件和副反应的程度，MTO流出物可含有其他轻烯烃和二烯烃、以及轻链烷烃例如甲烷和乙烷。
从MTO工艺流出物分离和回收乙烯的一种方法包括在深冷温度下使用闪蒸级和蒸馏，如US 7166757和US 4499327所述。由于专用的容器冶金技术和制冷设备的资金成本、以及运行成本包括用于能量密集型冷冻系列的压缩和冷却的运行成本，深冷分离可以是很昂贵的。所述压缩和冷却可以通过例如从所述回收单元内或从另一个附近加工单元的乙烯制冷压缩机提供的乙烯致冷剂提供。所述深冷温度还可能导致从MTO工艺流出物中的任何NOx形成不想要的N2O3。
US 20100105973中公开了在非深冷温度下从MTO工艺流出物分离和回收乙烯的另一种方法。在较高的温度下运行并可能避免形成N2O3时，较高的运行温度可以限制从MTO流出物回收乙烯和丙烯的程度。
发明内容
在一个方面，本文中公开的实施方式涉及从甲醇制烯烃反应器流出物回收烯烃的方法。所述方法可以包括：将出自甲醇制烯烃反应器系统的包含甲烷、乙烯和乙烷的流出物进给到吸收脱甲烷塔；将所述流出物的至少一部分与所述吸收脱甲烷塔中的吸收剂接触以回收包含甲烷和乙烯的塔顶蒸汽馏分以及包含所述吸收剂、乙烯和乙烷的塔底馏分；通过一个或多个萃取蒸馏和/或蒸馏级分离所述塔底馏分以回收乙烯馏分和乙烷馏分；在第一换热器中冷却和部分冷凝所述塔顶蒸汽馏分到约-40℃或更高的温度；在第二换热器中通过用包含甲烷和乙烷的混合致冷剂间接换热，将至少一部分所述冷却和部分冷凝的塔顶蒸汽馏分冷却和部分冷凝到低于约-40℃的温度；将未冷凝的蒸汽与在所述第一和第二换热器中冷凝的液体分离以形成塔顶液体馏分和甲烷馏分；将所述塔顶液体馏分作为回流进给到所述吸收脱甲烷塔；合并所述甲烷和乙烷馏分的至少一部分以形成所述混合致冷剂。
在另一个方面，本文中公开的实施方式涉及从甲醇制烯烃反应器流出物回收烯烃的方法。所述方法可以包括：将出自甲醇制烯烃反应器系统的包含甲烷、乙烯和乙烷的流出物进给到吸收脱甲烷塔；将所述流出物的至少一部分与所述吸收脱甲烷塔中的吸收剂接触以回收包含甲烷和乙烯的塔顶蒸汽馏分以及包含所述吸收剂、乙烯和乙烷的塔底馏分；通过一个或多个萃取蒸馏和/或蒸馏级分离所述塔底馏分以回收乙烯馏分和乙烷馏分；在第一换热器中冷却和部分冷凝所述塔顶蒸汽馏分到约-40℃或更高的温度；在第二换热器中通过用包含甲烷和乙烷的混合致冷剂间接换热，将所述冷却和部分冷凝的塔顶蒸汽馏分冷却和进一步冷凝到低于约-40℃的温度；分离在所述第一和第二换热器中冷凝的液体以形成塔顶液体馏分和甲烷馏分；将所述塔顶液体馏分作为回流进给到所述吸收脱甲烷塔；和合并所述甲烷和乙烷馏分的至少一部分以形成所述混合致冷剂。
在一个方面，本文中公开的实施方式涉及从甲醇制烯烃反应器流出物回收烯烃的方法。所述方法可以包括：将出自甲醇制烯烃反应器系统的包含甲烷、乙烯和乙烷的流出物进给到吸收脱甲烷塔；将所述流出物的至少一部分与所述吸收脱甲烷塔中的吸收剂接触以回收包含甲烷和乙烯的塔顶蒸汽馏分以及包含所述吸收剂、乙烯和乙烷的塔底馏分；通过一个或多个萃取蒸馏和/或蒸馏级分离所述塔底馏分以回收乙烯馏分和乙烷馏分；在第一换热器中冷却和部分冷凝所述塔顶蒸汽馏分到约-40℃或更高的温度；分离所述冷却的塔顶蒸汽馏分以形成蒸汽馏分和第一塔顶液体馏分；在第二换热器中通过用包含甲烷和乙烷的混合致冷剂间接换热，将至少一部分所述蒸汽馏分冷却和部分冷凝到低于约-40℃的温度；分离所述蒸汽馏分以形成甲烷馏分和第二塔顶液体馏分；将所述第一和第二塔顶液体馏分的至少一部分作为回流进给到所述吸收脱甲烷塔；和合并所述甲烷和乙烷馏分的至少一部分以形成所述混合致冷剂。
在一个方面，本文中公开的实施方式涉及从混合烃流回收轻烯烃的方法。所述方法可以包括：将包含甲烷、乙烯和乙烷的混合烃流进给到吸收脱甲烷塔；将所述流出物的至少一部分与所述吸收脱甲烷塔中的吸收剂接触以回收包含甲烷和乙烯的塔顶蒸汽馏分以及包含所述吸收剂、乙烯和乙烷的塔底馏分；通过一个或多个萃取蒸馏和/或蒸馏级分离所述塔底馏分以回收乙烯馏分和乙烷馏分；在第一换热器中冷却和部分冷凝所述塔顶蒸汽馏分到约-40℃或更高的温度；在第二换热器中通过用包含甲烷和乙烷的混合致冷剂间接换热，将至少一部分所述冷却和部分冷凝的塔顶蒸汽馏分冷却和部分冷凝到低于约-40℃的温度；将未冷凝的蒸汽与在所述第一和第二换热器中冷凝的液体分离以形成塔顶液体馏分和甲烷馏分；将所述塔顶液体馏分作为回流进给到所述吸收脱甲烷塔；和合并所述甲烷和乙烷馏分的至少一部分以形成所述混合致冷剂。
在一个方面，本文中公开的实施方式涉及用于甲醇转化为烯烃和回收所述烯烃的系统。所述系统可以包括：甲醇制烯烃反应器系统，用于将甲醇转化为包含甲烷、乙烯和乙烷的反应器流出物；吸收脱甲烷塔，用于将所述反应器流出物的至少一部分与吸收剂接触以回收包含甲烷和乙烯的塔顶蒸汽馏分以及包含所述吸收剂、乙烯和乙烷的塔底馏分；一个或多个萃取蒸馏和/或蒸馏级，用于分离所述塔底馏分以回收乙烯馏分和乙烷馏分；第一换热器，用于冷却和部分冷凝所述塔顶蒸汽馏分到约-40℃或更高的温度；第二换热器，用于通过以包含甲烷和乙烷的混合致冷剂间接换热，将至少一部分所述冷却和部分冷凝的塔顶蒸汽馏分冷却和部分冷凝到低于约-40℃的温度；分离塔，用于将未冷凝的蒸汽与在所述第一和第二换热器中冷凝的液体分离以形成塔顶液体馏分和甲烷馏分；流送管线，用于将所述塔顶液体馏分作为回流进给到所述吸收脱甲烷塔；流送管线、容器或混合室，用于合并至少一部分所述甲烷和乙烷馏分以形成所述混合致冷剂。
其他方面和优点从以下的描述和所附的权利要求中将是显而易见的。
附图说明
图1是根据本文中公开的实施方式，将含氧化合物转化为烯烃并回收所述烯烃的方法的简化流程图。
图2是根据本文中公开的实施方式的方法的简化工艺流程图。
为简单起见，从图中省略了辅助设备。本领域普通技术人员将认识到，虽然没有明确示出，但也可以使用其他设备和装置，包括但不限于泵、压缩机、换热器、鼓、容器、反应器、流送管线、阀和控制回路。
具体实施方式
在一个方面，本文中公开的实施方式涉及含氧化合物转化为烯烃的方法，例如甲醇转化为烯烃(MTO)的方法(含氧化合物制烯烃和甲醇制烯烃在本文中可以互换地使用)，并从反应器流出物回收所述烯烃。在另一个方面，本文中公开的实施方式涉及利用从MTO流出物分离和回收乙烯的吸收剂，例如C2-C10烃吸收剂，在一个或多个萃取蒸馏和/或蒸馏级中从MTO反应器流出物分离和回收乙烯，并且有效利用产物流以提供混合致冷剂，所述混合致冷剂可以用于在所述烯烃回收方法中改善分离效率、增加乙烯回收率、减少资本费用(部件数)和/或减少运行费用(能量消耗，维修)。
本文中公开的方法可以用于将含氧化合物转化为烯烃并回收所述烯烃。例如，本文中公开的方法可以用于将甲醇转化为烯烃，并用于从所述甲醇制烯烃反应流出物分离和回收乙烯。
含有一种或多种氧合化合物的各种原料可以转化为一种或多种烯烃。合适的氧合化合物的非限制性例子包括醇，包括直和支链脂族醇以及它们的不饱和对应物，例如甲醇、乙醇、正丙醇和异丙醇；烷基醚，例如二甲醚、二乙醚、甲乙醚和二异丙醚；烷基酮，例如二甲酮；醛例如甲醛，碳酸二甲酯，和各种酸例如乙酸。在一些实施方式中，所述氧合原料可以包括甲醇作为主要的氧合化合物。在其他实施方式中，所述氧合原料可以基本由甲醇组成。
除了氧合化合物例如甲醇之外，所述原料还可以含有一种或多种稀释剂，所述稀释剂通常对所述原料或催化剂是非反应性的并且通常用于降低所述原料中反应物的浓度。稀释剂的非限制性例子包括氦、氩、氮、一氧化碳、二氧化碳、水、基本非反应性链烷烃例如甲烷、乙烷和丙烷、基本非反应性芳烃化合物、及其混合物。在一些实施方式中，稀释剂可以包括氮和水的至少之一。在其他实施方式中，稀释剂可以基本由氮组成。另外，空气可以夹带在甲醇制烯烃反应系统中，例如，由于在部分真空条件下运行或作为在原料组分之一中的杂质。
任何含氧化合物制烯烃或甲醇制烯烃反应系统可以用于本文中方法的烯烃生产。在一些实施方式中，甲醇制烯烃反应器系统可以包含单个反应区。在其他实施方式中，所述甲醇制烯烃反应器系统可以包含串联排列的多个反应区。在一些实施方式中，所述甲醇可以向上流动行进通过所述一个或多个反应区。在其他实施方式中，所述甲醇可以向下流动行进通过所述一个或多个反应区。
各种反应器类型之一或组合可以用于所述甲醇制烯烃反应器系统，包括但不限于：固定床反应器；密相、鼓泡、提升(riser)型、或浆态型流化床反应器；沸点反应器；和催化蒸馏反应器，例如，如美国专利4,076,796和6,287,522所述。本领域普通技术人员将认识到，其他类型的反应器也可以使用。
所述甲醇制烯烃反应器系统中使用的催化剂可以是均相催化剂或多相催化剂之一。在一些实施方式中，所述催化剂可以是沸石或分子筛催化剂。在一种具体的实施方式中，所述催化剂可以是结晶硅酸铝沸石催化剂，例如美国专利4,062,905、4,079,095、3,911,041和4,049,573中公开的那些。本领域普通技术人员将认识到，其他类型的催化剂也可以使用。
甲醇制烯烃反应可以在很宽的温度范围内进行，例如在约200℃至约1000℃的范围内。在一些实施方式中，所述甲醇制烯烃反应系统的温度可以在约200℃至约700℃的范围内。在其它实施方式中，所述甲醇制烯烃反应系统的温度可以在约300℃至约600℃的范围内。在别的其它实施方式中，所述甲醇制烯烃反应系统的温度可以在约350℃至约550℃的范围内。
类似地，所述方法可以在很宽的压力、包括自生压力的范围内进行。原料的典型分压，不包括所述方法中使用的在其中的任何稀释剂，可以在约0.1kPaa至约5MPaa的范围内。在一些实施方式中，所述甲醇制烯烃反应系统的压力可以在约5kPaa至约1MPaa的范围内。在其它实施方式中，所述甲醇制烯烃反应系统的压力可以在约20kPaa至约500kPaa的范围内。
根据本文中公开的实施方式，通过从含氧化合物生产烯烃的方法、例如甲醇制烯烃方法生产的烯烃，可以包含一种或多种C2至C30烯烃和/或二烯烃。在一些实施方式中，所生产的烯烃可以包括一种或多种C2至C8烯烃。在其它实施方式中，所生产的烯烃可以包括一种或多种C2至C6烯烃。在别的其它实施方式中，所生产的烯烃可以包括一种或多种C2至C4烯烃。在另外的其他实施方式中，所生产的烯烃可以基本由乙烯组成。
在一些实施方式中，所述甲醇制乙烯反应器流出物中乙烯的浓度可以是至少大约5摩尔％。在其它实施方式中，所述甲醇制乙烯反应器流出物中乙烯的浓度可以是至少大约10摩尔％。在别的其它实施方式中，所述甲醇制乙烯反应器流出物中乙烯的浓度可以是至少大约20摩尔％。在另外的其它实施方式中，所述甲醇制乙烯反应器流出物中乙烯的浓度可以是至少大约30摩尔％。
甲醇制烯烃反应也可以生产非烯烃产物，包括但不限于链烷烃、炔烃、醚和酯。例如，甲醇制烯烃反应流出物可以包括甲烷、乙烷、丙烷、正丁烷、异丁烷、正丁烯、异丁烯、丁二烯、二甲醚和水。这些副产物的存在和浓度可以根据例如原料品质、反应器和类型和规模、反应条件和所使用的催化剂的类型和条件而异。
在一些实施方式中，所述甲醇制乙烯反应器流出物中甲烷的浓度可以小于大约30摩尔％。在其它实施方式中，所述甲醇制乙烯反应器流出物中甲烷的浓度可以小于大约20摩尔％。在别的其它实施方式中，所述甲醇制乙烯反应器流出物中甲烷的浓度可以小于大约10摩尔％。在另外的其它实施方式中，所述甲醇制乙烯反应器流出物中甲烷的浓度可以小于大约5摩尔％。在其它实施方式中，所述甲醇制乙烯反应器流出物中甲烷的浓度可以小于大约2摩尔％。
为了回收足够纯度的乙烯，所述甲醇制烯烃反应器流出物可以在一个或多个分离级中加工。例如，乙烯与各种反应物和产物以及稀释剂分离，可能是期望的或必要的，所述反应物和产物包括但不限于醚和醇、二氧化碳、水、甲烷、乙烷和其他反应物、反应产物。
在一些实施方式中，至少一部分所述甲醇制烯烃反应器流出物可以被进给到提取系统，以利用含水溶剂、例如水或二醇除去在其中包含的任何甲醇和/或醚。从所述提取系统可以回收甲醇和醚浓度增加的含水馏分。可以在所述提取系统中从所述反应器流出物回收包含甲烷和乙烯、并且贫甲醇和醚的烃相。所述烃相然后可以被送去进行进一步的组分分离。在一些实施方式中，所述甲醇制烯烃反应器流出物在任何进一步分离之前可以被压缩。
可以存在于所述甲醇制烯烃反应器流出物中的二氧化碳也可能需要清除。例如，烯烃产品规格可能需要从甲醇制烯烃反应器流出物清除二氧化碳。此外，所述含二氧化碳流暴露于低于升华温度可能导致设备损伤和管道冷冻。本行业中普遍已知的和使用的方法，例如苛性碱溶液处理或胺吸收，可以用于从甲醇制烯烃反应器流出物除去CO2。在一些实施方式中，所述反应器流出物可以与苛性碱溶液接触以分离存在于所述反应器流出物中的至少一部分二氧化碳。如有必要，所述反应器流出物可以在二氧化碳清除级之前被压缩。
甲醇制烯烃反应流出物中存在的水可以引起许多问题。例如，冷却和/或压缩所述反应流出物可能导致形成冷凝水，冷凝水可损伤设备和冷冻管道。因此，可能需要所述反应器流出物的脱水以利用本行业中普遍使用的许多技术之一除去水，或可以根据所使用的工艺方案和温度任选实行。在一些实施方式中，分子筛干燥剂可以用于分离至少一部分水，干燥所述反应器流出物。在其他实施方式中，化学干燥剂例如二醇可以用于干燥所述反应器流出物。在别的其他实施方式中，所述反应器流出物中的一部分水可以冷凝，而剩余的流出物可以干燥。本行业中普遍已知和使用的其他脱水技术也可以使用。如有必要，所述反应器流出物可以在除水级之前被压缩。
压缩、除酸性气、干燥和激冷之后，所述MTO流出物可以被进给到分离系列以回收各种产物，例如乙烯、丙烯、乙烷等等。所述分离系列可以包括吸收脱甲烷塔以将乙烯和更重质的烃与甲烷分离。烃吸收剂，例如C2-C10烃吸收剂，可有效用作吸收剂，以从MTO反应流出物分离和回收乙烯和更高级烯烃。例如，包含乙烯和甲烷的MTO反应流出物可在萃取蒸馏系统中与烃吸收剂接触，借此至少一部分乙烯被所述烃吸收剂吸收。在一些实施方式中，所述烃吸收剂可以是C2至C4烃，例如，包括乙烷、丙烷、丙烯、正丁烷、异丁烷、正丁烯和异丁烯的至少一种。在其他实施方式中，所述烃吸收剂可以基本由丙烷组成。其他吸收剂、烃和非烃也可以使用，并且虽然没有明确在上面列出，也考虑用作吸收剂用于根据本文中实施方式实行期望的从MTO流出物中分离乙烯。
在一些实施方式中，所述吸收脱甲烷塔可以包括一个或多个萃取蒸馏和/或蒸馏级。所述一个或多个萃取蒸馏和/或蒸馏级可以包含塔盘和/或填料以提供足够的表面供所述吸收剂与所述MTO反应器流出物接触。在一些实施方式中，所述甲醇制烯烃反应器流出物和烃吸收剂在所述吸收脱甲烷塔中可以逆流接触。
在一些实施方式中，所述吸收脱甲烷塔和相关的塔顶馏分系统可以在大于约-90℃的塔顶馏分温度下运行，从而限制N2O3的形成。在其他实施方式中，所述吸收脱甲烷塔系统可以在大约-80℃或更高的塔顶馏分温度下运行；在别的其他实施方式中-70℃或更高。一般而言，所述吸收脱甲烷塔内部的塔顶馏分压力可以保持在蒸馏需要的和根据乙烯吸收到所述吸收剂中所需要的水平。在一些实施方式中，所述吸收脱甲烷塔可以在大约0.01MPag至10MPag范围内的塔顶馏分压力下运行；在其他实施方式中在约0.1MPag至约4MPag的范围内；以及在其他实施方式中在约0.5MPag至约3MPag的范围内。
在一些实施方式中，所述MTO反应器流出物中的至少大约70％乙烯分子可以被所述吸收脱甲烷塔中的吸收剂吸收并作为塔底馏分与烃吸收剂一起从所述吸收脱甲烷塔回收。在其他实施方式中，至少大约80％的乙烯分子可以被吸收并作为塔底馏分与所述烃吸收剂一起从所述脱甲烷塔吸收回收。在别的其他实施方式中，至少大约90％的乙烯分子可以被吸收并作为塔底馏分与所述烃吸收剂一起从所述吸收脱甲烷塔回收。在另外的其他实施方式中，至少大约95％的乙烯分子可以被吸收并作为塔底馏分与所述烃吸收剂一起从所述脱甲烷塔吸收回收。在其他实施方式中，至少大约99％的乙烯分子可以被吸收并作为塔底馏分与所述烃吸收剂一起从所述吸收脱甲烷塔回收。
所述塔底馏分可以被进一步分离以回收乙烯和其他产物。例如，在从所述吸收脱甲烷塔回收的塔底馏分中回收的乙烯、丙烯和乙烷可以分离成乙烯产物、丙烯产物和乙烷产物。在一些实施方式中，可以分离所述塔底馏分以形成乙烯馏分和包含比乙烯重的至少一种C2-C4烃的烃馏分。在其他实施方式中，可以分离所述塔底馏分以形成含有乙烯和乙烷的轻质烃馏分，以及含有至少一种C3-C4烃的烃馏分。所述C2-C4烃馏分或所述乙烯/乙烷馏分可以随后被分离以回收乙烷馏分，产生甲烷产物，其是从所述吸收脱甲烷塔回收的塔顶馏分，和通过分离所述吸收脱甲烷塔塔底馏分回收的乙烷产物。
从所述吸收脱甲烷塔回收的塔顶馏分可以被冷却和部分冷凝，提供去往所述吸收脱甲烷塔的回流并限制在所生成的甲烷产物流中乙烯和更重质烃的量。冷却和部分冷凝可以根据本文中的实施方式完成，利用第一换热器以将所述塔顶馏分流的温度降低到第一温度，以及第二换热器以进一步降低温度。例如，所述第一换热器可以通过用丙烷或丙烯致冷剂间接换热，将所述塔顶馏分的温度降低到大于约-40℃的温度。所生成的流然后可以通过靠所述甲烷产物流和所述乙烷产物流的混合物、或其部分进行间接换热，进一步被冷却到小于-40℃的温度。合并这两个流然后再加热它们可以在比分别再加热所述流可达到的低的温度下提供更多的热回收。所述合并流的温度低得足以使它可用于从冷凝器冷却所述吸收脱甲烷塔塔顶馏分到低于-40℃。这种较低的温度冷凝了更多所述吸收脱甲烷塔塔顶馏分中存在的乙烯、丙烯和乙烷，并且所述冷凝液被收集在脱甲烷塔回流鼓中并作为回流送回到脱甲烷塔。
现在参考图1，示出了根据本文中公开的实施方式，将甲醇转化为烯烃并随后回收乙烯的方法。如上所述，甲醇可以被供应到甲醇制烯烃反应器系统(未示出)，其中甲醇可以在所述甲醇制烯烃反应器系统内的温度和压力条件下同催化剂接触，以生产乙烯和/或其他烯烃。甲醇制烯烃反应器流出物然后可以从所述甲醇制烯烃反应器系统回收，并根据具体的工艺要求，所述甲醇制烯烃反应器流出物可以经历各种加工以从所述反应器流出物除去醚和醇、二氧化碳、以及水中的一种或多种。
所述反应器流出物，在压缩、除酸性气、干燥和激冷之后，作为流10进入脱甲烷塔进料鼓100。所述进料被分成蒸汽流11和液流12，其各自被进给到吸收脱甲烷塔110。通过洗涤流13进给的吸收剂进入吸收脱甲烷塔110的顶部以促进乙烯和丙烯的回收。所述进料中的C2(乙烯和乙烷)和更重质组分被吸收在吸收剂中并作为塔底馏分14回收。热可以通过再沸器130通过在一种或多种工艺或效用流和再沸器循环流15之间的间接换热添加到吸收脱甲烷塔110。塔底馏分14然后在分离区140中的一个或多个蒸馏塔中被加工以回收吸收剂13、乙烷20、乙烯40、和一种或多种其他烃产物42(例如丙烯和更高级烯烃或其他链烷烃)。
为了当进料中的乙烯和丙烯在吸收剂中冷凝时除去一部分吸收热，从吸收脱甲烷塔110取出侧线馏分16，并将其在换热器131中靠着致冷剂或工艺流激冷，然后返回到吸收脱甲烷塔110。从吸收脱甲烷塔110取出的总塔顶蒸汽馏分17在换热器132中靠着致冷剂或工艺流被冷却和部分冷凝。
总塔顶蒸汽馏分17然后在换热器141、例如钎焊铝换热器中通过用混合致冷剂24间接换热被进一步冷却和冷凝，以致达到低于约-40℃的温度，所述混合致冷剂通过所述脱甲烷塔净塔顶馏分流19(甲烷)与乙烷产物20(如上所述，通过在塔底馏分14中乙烷与其他组分分离得到)混合得到。当混合致冷剂24在换热器141中汽化时，所述总塔顶蒸汽馏分17可以被冷却到低于-40℃的温度，冷凝所述总塔顶馏分中包含的更多的乙烯和丙烯。所述冷却和冷凝的换热器流出物26然后可以在回流鼓101中被分离成纯塔顶馏分流19(主要甲烷作为烃组分)和回流流18。所述加热的混合致冷剂可以从换热器141通过流送管线30回收。
如果需要，管线30中所述加热的混合致冷剂可以被用于在换热器140中冷却其他工艺流。例如，混合致冷剂30可以被用于冷却各种工艺或致冷剂流22。附加流21也可以被用于在换热器140中提供冷却。来自换热器140的重加热废气流21、30然后可以合并并作为燃料气通过流送管线32输出。
所述乙烷产物流的冷却能力也可以如图2中所示出的恢复，其中同样的数字表示同样的部件。在吸收脱甲烷塔110和分离区140中的加工如上对于图1的描述。在这种实施方式中，总塔顶蒸汽馏分17在换热器132中被冷却和部分冷凝。流44中所述冷却和冷凝的塔顶馏分然后被进给到回流鼓101以分离成纯塔顶馏分19和回流流18。纯塔顶馏分19然后在换热器141中被进一步冷凝。纯塔顶馏分流19冷却产生的冷凝液可以在分离鼓(未显示)中或换热器141内通过下落(fallback)分离(如所示，产生激冷的纯蒸汽流25)。激冷的纯蒸汽流25可以与乙烷产物20混合，产生混合致冷剂24，被用作换热器141中的热交换介质。加温的混合致冷剂然后可以被任选用作换热器140中的热交换介质并被送去供燃料，如上所述。
关于分离区140，用于回收所述各种产物的特定的蒸馏塔、萃取蒸馏塔或其他分离器，可以取决于所述含氧化合物制烯烃反应器中使用的含氧化合物的类型、从所述含氧化合物制烯烃反应器得到的产物混合物、和想要的产物或产物混合物等因素。在一些实施方式中，例如在吸收剂是丙烷的情况下，分离区140可以包括用于C2与C3和更重质组分分离的脱乙烷塔、用于C3与C4和更重质烃分离的脱丙烷塔、用于乙烷与乙烯分离的脱乙烯塔、以及用于丙烷与丙烯分离的脱丙烯塔。作为液体塔底馏分从所述脱丙烯塔回收的丙烷吸收剂，然后可以被再循环用于吸收脱甲烷塔110。根据需要，可以通过流送管线50添加新鲜的丙烷或取出过量的丙烷。以这种方式，将乙烷从所述脱乙烯塔作为液体塔底馏分回收并可以将其闪蒸以在换热器141中提供冷却，如上所述。蒸馏塔和分离器的其他各种组合也可以被用于产生目标产物。
如上所述，本文中描述的实施方式提供了通过甲醇制烯烃方法产生并通过下游分离单元回收的甲烷和乙烷产物形成混合致冷剂。使用所述混合致冷剂可以在比通过甲烷和乙烷产物流分别可达到的低的温度下提供更高的冷却能力。此外，所述混合致冷剂的温度可以足够低，使得当用于冷却所述吸收脱甲烷塔塔顶馏分时，可以达到小于-40℃的温度，其低于丙烷或丙烯致冷剂可以达到的温度。这种较低的温度冷凝了存在于所述脱甲烷塔塔顶馏分中更多的乙烯、丙烯、丙烷和乙烷，提供了附加的回流能力和增加的烃回收。这样的效益可以在不用提供低于-40℃温度的致冷通常所需要的附加压缩机和能量消耗下达到。
虽然本公开包括为数有限的实施方式，但本领域技术人员，得益于本公开，将领会在不背离本公开的范围下可以设计出的其他实施方式。因此，所述范围应该仅由所附的权利要求书限定。

Claims (17)

1.一种从甲醇制烯烃反应器系统流出物产生的混合烃流回收烯烃的方法，所述方法包括：
将所述烃流进给到吸收脱甲烷塔，所述烃流包含甲烷、乙烯和乙烷；
将所述烃流的至少一部分与所述吸收脱甲烷塔中的吸收剂接触以回收塔顶蒸汽馏分塔底馏分，所述塔顶蒸汽馏分包含甲烷和乙烯，所述塔底馏分包含所述吸收剂、乙烯和乙烷；
通过一个或多个萃取蒸馏和/或蒸馏级分离所述塔底馏分以回收乙烯馏分和乙烷馏分；
在第一换热器中冷却和部分冷凝所述塔顶蒸汽馏分到约-40℃或更高的温度；
在第二换热器中通过用包含甲烷和乙烷的混合致冷剂间接换热，将至少一部分冷却和部分冷凝的所述塔顶蒸汽馏分冷却和部分冷凝到低于约-40℃的温度；
将未冷凝的蒸汽与在所述第一换热器和所述第二换热器中冷凝的液体分离以形成塔顶液体馏分和甲烷馏分；
将所述塔顶液体馏分作为回流进给到所述吸收脱甲烷塔；
合并所述甲烷馏分的至少一部分和所述乙烷馏分的至少一部分以形成所述混合致冷剂。
2.根据权利要求1的方法，其中所述吸收剂包含至少一种C2-C10烃。
3.根据权利要求1的方法，其中所述吸收剂基本由丙烷组成。
4.根据权利要求1的方法，其中所述甲醇制烯烃反应器系统流出物包括醚、甲醇、甲烷和乙烯，所述方法还包括：
将所述甲醇制烯烃反应器系统流出物的至少一部分与包含水和二醇的至少一种的含水溶剂接触以除去包含在其中的任何甲醇或醚，形成甲醇和醚浓度增加的含水馏分以及包含甲烷和乙烯的烃相；和
将所述烃相作为所述烃流进给到所述吸收脱甲烷塔。
5.根据权利要求1的方法，其中所述甲醇制烯烃反应器系统流出物包括醚、醇、二氧化碳、水、甲烷、乙烯和乙烷，所述方法还包括：
下列至少之一：
将所述甲醇制烯烃反应器系统流出物与苛性碱溶液接触以分离至少一部分二氧化碳；
将所述甲醇制烯烃反应器系统流出物与分子筛干燥剂接触以分离至少一部分水；
回收二氧化碳和水的至少一个浓度降低的流出物；和
将二氧化碳和水的至少一个浓度降低的所述流出物作为所述烃流进给到所述吸收脱甲烷塔。
6.根据权利要求1的方法，所述方法还包括利用所述混合致冷剂的至少一部分作为燃料。
7.根据权利要求1的方法，其中丙烷、丙烯或其混合物被用作所述第一换热器中的热交换介质。
8.一种从甲醇制烯烃反应器系统流出物产生的混合烃流回收烯烃的方法，所述方法包括：
将所述烃流进给到吸收脱甲烷塔，所述烃流包含甲烷、乙烯和乙烷；
将所述烃流的至少一部分与所述吸收脱甲烷塔中的吸收剂接触以回收塔顶蒸汽馏分以及塔底馏分，所述塔顶蒸汽馏分包含甲烷和乙烯，所述塔底馏分包含所述吸收剂、乙烯和乙烷；
通过一个或多个萃取蒸馏和/或蒸馏级分离所述塔底馏分以回收乙烯馏分和乙烷馏分；
在第一换热器中冷却和部分冷凝所述塔顶蒸汽馏分到约-40℃或更高的温度；
在第二换热器中通过用包含甲烷和乙烷的混合致冷剂间接换热，将冷却和部分冷凝的所述塔顶蒸汽馏分冷却和进一步冷凝到低于约-40℃的温度；
分离在所述第一换热器和所述第二换热器中冷凝的液体以形成塔顶液体馏分和甲烷馏分；
将所述塔顶液体馏分作为回流进给到所述吸收脱甲烷塔；
合并所述甲烷馏分的至少一部分和所述乙烷馏分的至少一部分以形成所述混合致冷剂。
9.根据权利要求8的方法，其中所述吸收剂基本由丙烷组成。
10.根据权利要求8的方法，其中丙烷、丙烯或其混合物被用作所述第一换热器中的热交换介质。
11.一种从甲醇制烯烃反应器系统流出物产生的混合烃流回收烯烃的方法，所述方法包括：
将所述烃流进给到吸收脱甲烷塔，所述烃流包含甲烷、乙烯和乙烷；
将所述烃流的至少一部分与所述吸收脱甲烷塔中的吸收剂接触以回收塔顶蒸汽馏分以及塔底馏分，所述塔顶蒸汽馏分包含甲烷和乙烯，所述塔底馏分包含所述吸收剂、乙烯和乙烷；
通过一个或多个萃取蒸馏和/或蒸馏级分离所述塔底馏分以回收乙烯馏分和乙烷馏分；
在第一换热器中冷却和部分冷凝所述塔顶蒸汽馏分到约-40℃或更高的温度；
分离冷却的所述塔顶蒸汽馏分以形成蒸汽馏分和第一塔顶液体馏分；
在第二换热器中通过用包含甲烷和乙烷的混合致冷剂间接换热，将至少一部分所述蒸汽馏分冷却和部分冷凝到低于约-40℃的温度；
分离所述蒸汽馏分以形成甲烷馏分和第二塔顶液体馏分；
将所述第一塔顶液体馏分的至少一部分和所述第二塔顶液体馏分的至少一部分作为回流进给到所述吸收脱甲烷塔；
合并所述甲烷馏分的至少一部分和所述乙烷馏分的至少一部分以形成所述混合致冷剂。
12.根据权利要求11的方法，其中所述吸收剂基本由丙烷组成。
13.根据权利要求11的方法，其中丙烷、丙烯或其混合物被用作所述第一换热器中的热交换介质。
14.一种从混合烃流回收轻烯烃的方法，所述方法包括：
将包含甲烷、乙烯和乙烷的混合烃流进给到吸收脱甲烷塔；
将所述混合烃流的至少一部分与所述吸收脱甲烷塔中的吸收剂接触以回收塔顶蒸汽馏分以及塔底馏分，所述塔顶蒸汽馏分包含甲烷和乙烯，所述塔底馏分包含所述吸收剂、乙烯和乙烷；
通过一个或多个萃取蒸馏和/或蒸馏级分离所述塔底馏分以回收乙烯馏分和乙烷馏分；
在第一换热器中冷却和部分冷凝所述塔顶蒸汽馏分到约-40℃或更高的温度；
在第二换热器中通过用包含甲烷和乙烷的混合致冷剂间接换热，将至少一部分冷却和部分冷凝的所述塔顶蒸汽馏分冷却和部分冷凝到低于约-40℃的温度；
将未冷凝的蒸汽与在所述第一换热器和所述第二换热器中冷凝的液体分离以形成塔顶液体馏分和甲烷馏分；
将所述塔顶液体馏分作为回流进给到所述吸收脱甲烷塔；
合并所述甲烷馏分的至少一部分和所述乙烷馏分的至少一部分以形成所述混合致冷剂。
15.根据权利要求14的方法，其中所述吸收剂基本由丙烷组成。
16.根据权利要求14的方法，其中丙烷、丙烯或其混合物被用作所述第一换热器中的热交换介质。
17.一种用于甲醇转化为烯烃和回收所述烯烃的系统，所述系统包括：
甲醇制烯烃反应器系统，用于将甲醇转化为包含甲烷、乙烯和乙烷的反应器流出物；
吸收脱甲烷塔，用于将由所述反应器流出物产生的混合烃流的至少一部分与吸收剂接触以回收塔顶蒸汽馏分以及塔底馏分，所述塔顶蒸汽馏分包含甲烷和乙烯，所述塔底馏分包含所述吸收剂、乙烯和乙烷；
一个或多个萃取蒸馏和/或蒸馏级，用于分离所述塔底馏分以回收乙烯馏分和乙烷馏分；
第一换热器，用于冷却和部分冷凝所述塔顶蒸汽馏分到约-40℃或更高的温度；
第二换热器，用于通过以包含甲烷和乙烷的混合致冷剂间接换热，将至少一部分冷却和部分冷凝的所述塔顶蒸汽馏分冷却和部分冷凝到低于约-40℃的温度；
分离塔，用于将未冷凝的蒸汽与在所述第一换热器和所述第二换热器中冷凝的液体分离以形成塔顶液体馏分和甲烷馏分；
流送管线，用于将所述塔顶液体馏分作为回流进给到所述吸收脱甲烷塔；
流送管线、容器或混合室，用于合并至少一部分所述甲烷和乙烷馏分以形成所述混合致冷剂。
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