CN1338449A - 从含有烃类的混合气中分离回收乙烯、乙烷、丙烯和氢气的方法 - Google Patents

从含有烃类的混合气中分离回收乙烯、乙烷、丙烯和氢气的方法 Download PDF

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Abstract

从含有烃类的混合气中分离回收乙烯、乙烷、丙烯和氢气的方法为:通过吸收过程(A)将含有烃类的混合气(1)中的酸性气体脱除。通过吸附过程(C)将含有烃类的混合气(3)分离成为一股富集有氢、甲烷的气体馏份(10)和一股富集有乙烯、乙烷、丙烯的气体馏份(4)。将富集有乙烯、乙烷、丙烯的气体馏份(6)通过深冷分离过程(L),分别得到乙烯馏份(20)、乙烷馏份(21)、丙烯馏份(22)和较重烃类馏份(17)。将富集有氢和甲烷的气体馏份(10)通过另一吸附过程(J)得到氢气馏份(18)和富集有甲烷的气体馏份(11)。

Description

从含有烃类的混合气中分离回收 乙烯、乙烷、丙烯和氢气的方法
本发明涉及一种从含有烃类的混合气中分离回收乙烯、乙烷、丙烯和氢气的方法。
在原油加工过程中，大多数加工装置都副产相当数量的轻烃，热裂化装置、催化裂化装置、焦化装置富产的轻烃都含有大量的烯烃。
催化裂化是在催化剂的作用下，裂化减压柴油、常压重油、减压渣油以生产汽油和轻柴油的加工手段，加工过程生产汽、柴油的同时，副产大量烯烃气体。在一定条件下，副产的烯烃气体中，碳四以下气体生成量可以达到30％以上。热裂化是减压柴油、减压重油裂化生产轻质油的重油轻质化的重要手段，在混相裂化时，1m3原油副产气体量18～80m3，在气相裂化时，1m3原油副产气体量在170m3以上，随着裂化温度的提高，乙烯的含量还会增加。焦化过程是使重质油加热裂化，并伴有缩合反应生成轻质油和焦炭的加工手段，加工过程中也副产含有大量烯烃的气体。
目前，美国丙烯产量的50～60％来自催化裂化，欧洲和日本的裂解装置以馏份油裂解为主，炼厂加工深度较低，但催化裂化生产丙烯仍占丙烯产量的25％。催化干气中也含有大量的乙烯，回收催化干气中的乙烯，近年来也引起广泛的注意。
《乙烯工学》P22-23介绍了日本神户制钢所曾对采用活性炭吸附分离法回收低浓度乙烯气体中的乙烯进行过研究，其中试装置得到的乙烯纯度和乙烯回收率为85～90％，由于经济性差，难以实现工业化。《石油化工手册》(2)P127介绍了美国TENNECO化学品公司以该公司回收一氧化碳的四氯化铝铜吸收技术(COSORB法)为基础，开发了由废气回收乙烯的ESEP法。该法系由溶解在芳香族溶剂的CuAlCl4络合物从气体混合物中吸收乙烯，由于络和剂对杂质组份如水、硫化物非常敏感，需要将他们作深度脱除，前处理较复杂，同时络合剂对烯烃之间的选择性较差，难以得到高纯度的乙烯。
《石油化工手册》(2)P127-128介绍了深冷分离法从炼厂气中回收乙烯，这种方法有很大的缺点是炼厂气中除了烯烃外，还含有大量的氢和甲烷，直接用深冷分离法从炼厂气中回收乙烯装置的能耗和投资都较大，而且难以得到高纯度的氢气，所以一直没有得到应用和推广。
本发明目的是提供一种经济、节能的从含有烃类的混合气中分离回收乙烯、乙烷、丙烯、氢的方法，采用本方法在较低能量消耗的基础上，获得高纯度馏份的同时，获得高提取率。
按本发明，上述目的是通过以下方式实现的，含有烃类的混合气藉助于吸收过程，最好是藉助于化学吸收过程将含有烃类的混合气中的酸性气体脱除。藉助于吸附过程，最好是藉助于变压吸附过程，将含有烃类的混合气分离成为一股富集有氢、甲烷的气体馏份和一股富集有乙烯、乙烷、丙烯的气体馏份。将富集有乙烯、乙烷、丙烯的气体馏份，藉助于深冷分离过程，分别得到乙烯馏份、乙烷馏份、丙烯馏份和较重烃类馏份。将富集有氢和甲烷的气体馏份藉助于另一吸附过程，最好是变压吸附过程，得到氢气馏份和富集有甲烷的气体馏份。
藉助于本发明方法能够从含有烃类的混合气中获得聚合级的乙烯、丙烯和高纯度的氢气。
虽然采用吸附过程，尤其是变压吸附过程和深冷分离过程的联合技术，要比单独采用两者之一的单一技术复杂一些，这些缺点更多地被本发明方法可以达到的优点所补偿。
根据《乙烯工学》P337-356中介绍的单一技术的深冷分离装置，脱除含有烃类的混合气中的氢和甲烷，是含有烃类的混合气分离装置中投资最大、能耗最多的环节，需要在-90～-140℃之间的低温条件下进行氢和甲烷的脱除，其冷冻功耗占全装置的冷冻功耗的50％以上。为了提高深冷分离装置的操作温度，深冷分离装置一般都要求在较高的压力下进行分离过程，含有烃类的混合气中的40～60％的氢和甲烷(在某些情况下，还有其它轻组份，如催化干气中的氮等)也随着被压缩到较高的压力，而在某些场合，压缩氢和甲烷是不需要的，这就导致了能源的浪费。
已经提到过，含有烃类的混合气中含有大量的氢和甲烷，通过吸附过程，最好是变压吸附过程，将含有烃类的混合气分离成为一股富集有氢、甲烷的气体馏份和一股富集有乙烯、乙烷、丙烯的气体馏份。这样，进入联合技术的深冷分离过程的气体流量，与直接通过单一技术的深冷分离过程的气体流量相比，前者只有后者的30～40％(根据含有烃类的混合气中的气体成份的不同，特别是氢、甲烷含量的不同，而有区别)。粗略地说，联合技术的深冷分离过程的投资和能耗约占单一技术的深冷分离过程的30～40％，联合技术的吸附过程，尤其是变压吸附过程的投资虽然不会太低，但是变压吸附过程的能耗却相当低。因此，通过联合技术从含有烃类的混合气中分离回收乙烯、乙烷、丙烯和氢气是有意义的。
通过图示对本发明及其进一步的安排作更详细的解释。下面的解释是依据说明书附图来阐述的。
含有烃类的混合气(1)经过管道输向吸收单元(A)，含有烃类的混合气中的酸性气体对深冷分离装置以及乙烯和丙烯衍生物加工装置都会有很大危害，藉助于吸收单元(A)将酸性气体从含有烃类的混合气中脱除是需要的。
按照化学和物理吸收原理工作的吸收方法是已知的，化学和/或物理吸收剂，最好是胺类如乙醇胺，在吸收塔中将含有烃类的混合气中的大部分酸性组份吸收掉，特别是对二氧化碳和硫化物的吸收。吸收塔底部吸收了酸性气体的吸收剂，经过一系列换热升温，在汽提塔中被加热再生。酸性气体从吸收剂中解吸出来，经过换热冷却、冷凝，酸性气体(14)排出装置。冷凝液返回到汽提塔，汽提塔中部和/或底部的吸收剂经过一系列换热并降温后，重新进入吸收塔的上部和/或中部进行吸收过程。再生后的吸收液可以是一股从吸收塔的上部进入，也可以分成几股从吸收塔的不同高度进入。吸收塔底部的吸收液可以是一股从再生塔的上部进入，也可以分成几股从再生塔的不同高度进入。
醇胺法处理后的含有烃类的混合气中仍然含有少量的酸性气体，再用碱液，最好是氢氧化钠，彻底脱除含有烃类的混合气中的酸性气体，以满足深冷分离过程(L)的要求。碱液洗涤过程可以是一段碱洗，为了提高碱液利用率，碱洗过程也可以采用多段碱洗。专业人员当然明白，在含有烃类的混合气中的酸性气体含量很少的情况下，可以直接通过碱液洗涤法来脱除含有烃类的混合气中的酸性气体。
脱除酸性气体的含有烃类的混合气(2)经过管道输向预处理单元(B)，如果含有烃类的混合气中可能有的的重烃类组份涉及导致后面的吸附过程(C)(尤其是变压吸附过程)中的吸附床层受损或玷污，藉助于预处理单元(B)脱除吸附过程(C)不希望有的组份也是需要的。
基于高沸点的组份在环境温度的情况下，在吸附剂上的行为是易于吸附，难于解吸的特性。变温吸附净化气体的工作原理是在环境温度下吸附这些具有强吸附能力的组份，在加温的情况下，降低这些组份的吸附能力，导致这些组份从吸附剂上解吸出来，这样，吸附剂可以循环使用。
预处理单元(B)的吸附塔根据含有烃类的混合气的流量，可以有2台或2台以上的组合，每台吸附塔在一次循环中需要经历吸附、降压、加热、冷却、升压等步骤。专业人员当然明白，在吸附塔的一次循环中，可能还包括有其他步骤，如隔离步骤等。
吸附步骤是含有烃类的混合气在本过程的最高压力下进入吸附塔，脱除其中的可能涉及导致后面的吸附过程(C)(尤其是变压吸附过程)中的吸附床层受损或玷污的组份，含有烃类的混合气可以从吸附塔的顶部或底部或中部进入吸附塔。
降压步骤是降低吸附塔的压力到低于本过程的吸附压力，最好是降低到环境压力或低于环境压力，它可以是吸附塔之间的过程导致的压力降低，也可以是吸附塔和中间缓冲罐之间的过程导致的压力降低，还可以是吸附塔和外部环境或外部设备(如真空泵)之间的过程导致的压力降低。
加热步骤是通过热气流对吸附塔进行升温，热气流可以是装置内部的气体，也可以是外部提供的气体或蒸汽等，最好是经过加热的吸附过程(J)排出的富集有甲烷的气体(12)，对吸附过程(C)可能有害的组份随着吸附剂温度的逐渐升高，逐渐从吸附剂上解吸出来，解吸气(15)排出装置。
冷却步骤是通过常温或低温气流对吸附塔进行降温，常温或低温气流可以是装置内的气体，也可以是外部提供的气体，最好是吸附过程(J)排出的富集有甲烷的气体(12)，吸附剂被降低到环境温度或低于环境温度，又恢复了对有害组份的吸附能力。
升压步骤是提高吸附塔的压力到接近于本过程的吸附压力，它可以是吸附塔之间的过程导致的压力升高，也可以是吸附塔和中间缓冲罐之间的过程导致的压力升高，还可以是通过导入含有烃类的混合气来提高吸附塔的压力。
净化后的含有烃类的混合气(3)经过管道输向吸附单元(C)，藉助于变压吸附过程，将含有烃类的混合气分离成为一股富集有氢、甲烷的气体馏份(10)和一股富集有乙烯、乙烷、丙烯的气体馏份(4)。
吸附单元(C)的吸附塔根据含有烃类的混合气的流量，可以有2台或2台以上的组合，每台吸附塔在一次循环中需要经历吸附、顺向降压、清洗、逆向降压、升压等步骤。专业人员当然明白，在吸附塔的一次循环中，可能还包括有其他步骤，如隔离步骤等。
吸附步骤是含有烃类的混合气在本过程的最高压力下从进料端进入吸附塔，不易吸附的氢和甲烷气体组分通过整个吸附塔，并从吸附塔排出。易吸附的乙烯、乙烷、丙烯等气体组分被停留在吸附塔内。含有烃类的混合气可以从吸附塔的顶部或底部或中部进入吸附塔。
顺向降压步骤是降低吸附塔的压力到本过程的吸附压力和最低压力中间的某一个压力，最好是降低到略高于环境压力，降压过程中气体的流动方向和吸附过程时气体的流动方向一致。通过顺向降压过程，提高了不易吸附组份和易吸附组份之间的分离效果，吸附塔内的易吸附组份被进一步浓缩。顺向降压过程可以是吸附塔之间的过程导致的压力降低，也可以是吸附塔和中间缓冲罐之间的过程导致的压力降低，还可以是吸附塔和外部环境或外部设备(如真空泵)之间的过程导致的压力降低。
清洗步骤是通过浓缩后的易吸附组份对吸附塔进行清洗，将部分已经解吸的易吸附组份导入完成顺向降压步骤的吸附塔，清洗气体流动的方向和吸附过程时气体的流动方向一致。通过清洗步骤，吸附塔内的不易吸附组份被赶出，易吸附组份浓度进一步提高。
逆向降压步骤是降低吸附塔的压力到本过程的最低压力，最好是降低到低于环境压力，降压过程中气体的流动方向和吸附过程时气体的流动方向相反。通过逆向降压过程，吸附塔内的易吸附组份从吸附剂上解吸出来，解吸出的易吸附组份(4)输往压缩单元(D)。逆向降压过程可以是吸附塔和中间缓冲罐之间的过程导致的压力降低，也可以是吸附塔和外部环境或外部设备(如真空泵)之间的过程导致的压力降低。
升压步骤是提高吸附塔的压力到接近于本过程的吸附压力，它可以是吸附塔之间的过程导致的压力升高，也可以是吸附塔和中间缓冲罐之间的过程导致的压力升高，还可以是通过导入含有烃类的混合气和/或不易吸附组份和/或装置内部的气体来提高吸附塔的压力。
富集有乙烯、乙烷、丙烯的气体馏份(4)经过管道输向压缩单元(D)，压缩后的气体馏份输向干燥单元(E)。压缩可以通过一级或多级完成，压缩的级数和最终压力主要由深冷分离过程(L)来确定。
增压后的富集有乙烯、乙烷、丙烯的气体馏份(5)经过管道输向干燥单元(E)，干燥后的气体馏份输向深冷分离过程(L)。藉助于干燥单元(E)将增压后的富集有乙烯、乙烷、丙烯的气体馏份(5)中的水份彻底脱除，脱除深冷分离过程(L)不希望有的组份是必需的。
干燥单元(E)的步骤和预处理单元(B)基本相同，只不过在干燥单元脱除的是水份，可以参照预处理单元(B)的过程，得出干燥单元(E)的步骤。
干燥后的富集有乙烯、乙烷、丙烯的气体馏份(6)经过管道输向深冷分离过程的脱气单元(F)，
干燥后的气体馏份(6)输向深冷分离过程(L)。进入深冷分离系统(L)的富集有乙烯、乙烷、丙烯的气体馏份(6)通过换热单元(K)与排出深冷分离系统(L)的各个馏份逆向流动而被冷却，排出系统的乙烯馏份(20)、乙烷馏份(21)、丙烯馏份(22)、较重烃类馏份(17)和少量的氢、甲烷馏份(19)经过换热，其冷量得以回收。
冷却后的富集有乙烯、乙烷、丙烯的馏份(6)直接进入脱气单元(F)，通过脱气单元(F)将富集有乙烯、乙烷、丙烯的馏份(6)中不希望有的组份(19)如少量的氢、甲烷分离掉，其余的组份(7)被送向乙烯精馏单元(G)。
冷却后的富集有乙烯、乙烷、丙烯的馏份被分成2股分别从脱气塔的不同高度进入，在第一级换热过程被冷凝成液相的物料从脱气塔的中上部进入，在接下来的几级换热过程被部分冷凝的气液混相物料从脱气塔的上部进入。脱气塔顶的气体经过冷却剂流冷却而部分冷凝，不凝气(19)经过冷箱换热，回收冷量后排出，冷凝液作为脱气塔的回流。冷却剂流可以是装置内部需要加热的物料，也可以是循环制冷的乙烯或丙烯或甲烷冷却剂，也可以是循环制冷的乙烯、丙烯、甲烷冷却剂之间的组合。脱气塔底部设置再沸器，加热剂流可以是装置内部需要冷却的物料，也可以是需要冷却的循环制冷的乙烯或丙烯或甲烷物料，也可以是需要冷却的循环制冷的乙烯、丙烯、甲烷物料之间的组合。
专业人员当然明白，在富集有乙烯、乙烷、丙烯的馏份(6)中的氢和甲烷含量较少的情况下，或者在对乙烯馏份中的乙烯纯度要求不高的情况下，可以直接通过乙烯精馏单元(G)提取乙烯馏份，而不需要脱气单元(F)。
脱气塔底部的富集有乙烯、乙烷、丙烯的馏份(7)经过管道进入乙烯精馏单元(G)，通过乙烯精馏单元(G)将富集有乙烯、乙烷、丙烯的馏份(7)分离成为一股乙烯馏份(20)和一股富集有乙烷、丙烯的馏份(8)。
富集有乙烯、乙烷、丙烯的馏份从乙烯精馏塔的中部进入。乙烯精馏塔顶取出的气体经过塔顶冷凝器部分冷凝后，不凝气体经过冷箱换热，回收冷量后排出，冷凝液作为乙烯精馏塔的回流。乙烯馏份(20)从靠近顶部的侧线位置取出。乙烯精馏塔顶冷却剂流可以是装置内部需要加热的物料，也可以是循环制冷的乙烯或丙烯或甲烷冷却剂，也可以是循环制冷的乙烯、丙烯和甲烷冷却剂之间的组合。乙烯精馏塔中部和/或底部设置再沸器，加热剂流可以是装置内部需要冷却的物料，也可以是需要冷却的循环制冷的乙烯或丙烯或甲烷物料，也可以是需要冷却的循环制冷的乙烯、丙烯、甲烷物料之间的组合。
专业人员当然明白，在脱气塔底部釜液(7)中溶解的氢、甲烷含量很少的情况下，或者在对乙烯馏份中的其它组份含量要求不严格的情况下，可以从乙烯精馏塔顶部取出乙烯气体馏份，而不是上面提到的从侧线取出乙烯液体馏份。在这种情况下，乙烯精馏塔顶取出的气体经过塔顶冷凝器部分冷凝后，未冷凝的乙烯馏分(20)经过冷箱换热，回收冷量后排出，冷凝液作为乙烯精馏塔的回流。
乙烯精馏塔底部的富集有乙烷、丙烯的馏份(8)经过管道进入脱乙烷单元(H)，通过脱乙烷单元(H)将富集有乙烷、丙烯的馏份(8)分离成为一股乙烷馏份(21)和一股富集有丙烯的馏份(9)。
富集有乙烷、丙烯的馏份从脱乙烷塔的中部进入。脱乙烷塔顶取出的乙烷馏份经过塔顶冷凝器部分冷凝后，未冷凝的乙烷馏份(21)经过冷箱换热，回收冷量后排出，冷凝液作为脱乙烷塔的回流。脱乙烷塔顶冷却剂流可以是装置内部需要加热的物料，也可以是循环制冷的乙烯或丙烯或甲烷冷却剂，也可以是循环制冷的乙烯、丙烯和甲烷冷却剂之间的组合。脱乙烷塔中部和/或底部设置再沸器，加热剂流可以是装置内部需要冷却的物料，也可以是需要冷却的循环制冷的乙烯或丙烯或甲烷物料，也可以是需要冷却的循环制冷的乙烯、丙烯、甲烷物料之间的组合，还可以是水或水蒸汽物料。
脱乙烷塔底部的富集有丙烯的馏份(9)经过管道进入丙烯精馏单元(I)，通过丙烯精馏单元(I)将富集有丙烯的馏份(9)分离成为一股丙烯馏份(22)和一股富集有较重烃类的馏份(17)。
富集有丙烯的馏份从丙烯精馏塔的中部进入。丙烯精馏塔顶取出的气体经过塔顶冷凝器部分冷凝后，未冷凝的丙烯馏份(22)经过冷箱换热，回收冷量后排出，冷凝液作为丙烯精馏塔的回流。丙烯精馏塔顶冷却剂流可以是装置内部需要加热的物料，也可以是循环制冷的乙烯或丙烯或水冷却剂，也可以是循环制冷的乙烯、丙烯和水冷却剂之间的组合。丙烯精馏塔中部和/或底部设置再沸器，加热剂流可以是装置内部需要冷却的物料，也可以是需要冷却的循环制冷的乙烯或丙烯或甲烷物料，也可以是需要冷却的循环制冷的乙烯、丙烯、甲烷物料之间的组合，还可以是水或水蒸汽物料。
富集有氢和甲烷的气体馏份(10)经过管道输向吸附单元(J)，藉助于变压吸附过程，将富集有氢、甲烷的气体馏份(10)分离成为一股氢气馏份(18)和一股富集有甲烷的气体馏份(11)。
吸附单元(J)的吸附塔，可以有2台或2台以上的组合，每台吸附塔在一次循环中需要经历吸附、顺向降压、逆向降压、升压等步骤。专业人员当然明白，在吸附塔的一次循环中，可能还包括有其他步骤，如隔离和冲洗等步骤。
吸附步骤是富集有氢、甲烷的馏份在本过程的最高压力下从进料端进入吸附塔，不易吸附的氢气组份通过整个吸附塔，并从吸附塔排出。易吸附的甲烷等气体组份被停留在吸附塔内。富集有氢、甲烷的气体馏份可以从吸附塔的顶部或底部或中部进入吸附塔。
顺向降压步骤是降低吸附塔的压力到本过程的吸附压力和最低压力中间的某一个压力，最好是降低到略高于环境压力，降压过程中气体的流动方向和吸附过程时气体的流动方向一致。通过顺向降压过程，特别是吸附塔之间和/或吸附塔和中间缓冲罐之间的压力平衡，提高了氢气组分的回收率。顺向降压过程可以是吸附塔之间的过程导致的压力降低，也可以是吸附塔和中间缓冲罐之间的过程导致的压力降低，还可以是吸附塔和外部环境或外部设备(如真空泵)之间的过程导致的压力降低。
逆向降压步骤是降低吸附塔的压力到本过程的最低压力，最好是降低到低于环境压力，降压过程中气体的流动方向和吸附过程时气体的流动方向相反。通过逆向降压过程，吸附塔内的易吸附组份从吸附剂上解吸出来，解吸出的易吸附组份(11)输往预处理单元(B)和干燥单元(E)。逆向降压过程可以是吸附塔和中间缓冲罐之间的过程导致的压力降低，也可以是吸附塔和外部环境或外部设备(如真空泵)之间的过程导致的压力降低。
升压步骤是提高吸附塔的压力到接近于本过程的吸附压力，它可以是吸附塔之间的过程导致的压力升高，也可以是吸附塔和中间缓冲罐之间的过程导致的压力升高，还可以是通过导入富集有氢、甲烷的气体馏份和/或氢气馏份和/或单元内部的气体来提高吸附塔的压力。
以下的说明作为本发明的实施例，本实例是从催化干气中分离提取乙烯、乙烷、丙烯和氢气。
炼油厂催化裂化装置生产的催化干气，进入本装置压力为0.6MPa，温度为40℃，其典型组成如表1：
表1  催化干气的典型组成
  组份   H2   CO2     N2   O2     CH4     C2H4     C2H6
  Mol％   33.75   2     15   1     24     15     5
  组份   C3H6   C3H8     C4H8   C4H10     C5 +     H2O     合计
  Mol％   3   1     0.1   0.05     0.05     0.05     100
按照本发明的方法，催化干气首先进入吸收单元。在吸收塔中与一乙醇胺逆流接触，一乙醇胺吸收塔出口的气体中二氧化碳含量为30ppm，催化干气再经过氢氧化钠洗涤后，碱洗塔出口气体中酸性气体的总量低于1ppm。
脱除了酸性气体的催化干气进入预处理单元，每台预处理塔在一个循环中需要经历吸附、降压(具体为逆向放压到环境压力)、加热、冷却、升压(具体为催化干气回流升压到接近吸附压力)等步骤。其中一台预处理塔处于脱除催化于气中的碳五以上组份的吸附步骤，另一台预处理塔处于其他步骤，加热气流和冷却气流来自变压吸附提纯氢单元的富集有甲烷的气体馏份。预处理塔出口的催化干气中的碳五以上组份低于1ppm。
净化后的催化干气进入变压吸附分离单元，变压吸附分离单元主要由7台吸附塔组成，每台吸附塔在一个循环中需要经历吸附、顺向降压(具体为吸附塔之间的一次均压降、二次均压降)、清洗、逆向降压(具体为逆向放压到环境压力、抽真空到低于环境压力)、升压(具体为吸附塔之间的二次均压升、一次均压升、不易吸附组份回流升压到接近吸附压力)等步骤，其中二次均压升和一次均压升之间有隔离步骤。
经过吸附分离单元，催化干气被分为轻馏份和重馏份，其中的轻馏份富集有氢、氮、氧和甲烷等组份，重馏份富集有乙烯、乙烷、丙烯、丙烷、丁烯和丁烷等组份。
重馏份经过压缩到2.0MPa后进入干燥单元，干燥单元的过程和预处理单元类似，干燥塔出口的重馏份中的水含量低于1ppm。
干燥脱水后的重馏份经过与出深冷分离过程的馏份换热后，部分冷凝的重馏份从脱气塔的中部和上部进入，塔顶气体经过冷却剂流冷却而部分冷凝，氢和甲烷气体馏份经过冷箱换热，回收冷量后排出，冷凝液作为脱气塔的回流。
脱气塔釜液进入乙烯精馏塔，从乙烯塔的侧线提取乙烯馏份，乙烯馏份中的乙烯含量为99.95％，乙烯的总提取率为98％。
乙烯精馏塔釜液经过脱乙烷后，进入丙烯精馏塔，从丙烯精馏塔的顶部取出丙烯馏份，丙烯馏份中的丙烯含量为99.6％，丙烯的总提取率为95％。
轻馏份进入变压吸附提纯氢单元，每台吸附塔在一个循环中需要经历吸附、顺向降压(具体为吸附塔之间的一次均压降、二次均压降)、逆向降压(具体为逆向放压到环境压力、抽真空到低于环境压力)、升压(具体为吸附塔之间的二次均压升、一次均压升、氢气馏份回流升压到接近吸附压力)等步骤。从吸附塔的顶部取出氢气馏份，氢气馏份中的氢含量为99.99％，氢的总提取率为95％。

Claims (13)

1.从含有烃类的混合气中分离回收乙烯、乙烷、丙烯和氢气的方法，其特征在于，藉助于吸收分离、吸附分离和深冷分离的联合技术，分离回收含有烃类的混合气中的乙烯、乙烷、丙烯和氢气。通过吸收过程(A)，最好是通过化学吸收过程将含有烃类的混合气(1)中的酸性气体脱除。通过吸附过程(C)，最好是通过变压吸附将含有烃类的混合气(3)分离成为一股富集有氢、甲烷的气体馏份(10)和一股富集有乙烯、乙烷、丙烯的气体馏份(4)。将富集有乙烯、乙烷、丙烯的气体馏份(6)通过深冷分离过程(L)，分别得到乙烯馏份(20)、乙烷馏份(21)、丙烯馏份(22)和较重烃类馏份(17)。将富集有氢和甲烷的气体馏份(10)通过另一吸附过程(J)，最好是变压吸附过程，得到氢气馏份(18)和富集有甲烷的气体馏份(11)。
2.按权利要求1的方法，其特征在于，乙烯馏份中至少含有99.0mol％的乙烯，优选为99.9mol％的乙烯，特别是99.95mol％的乙烯。
3.按权利要求1的方法，其特征在于，丙烯馏份中至少含有99.0mol％的丙烯，优选为99.6mol％的丙烯，特别是99.9mol％的丙烯。
4.按权利要求1的方法，其特征在于，氢气馏份中至少含有98.0mol％的氢，优选为99.9mol％的氢，特别是99.9995mol％的氢。
5.按权利要求1、2和3的方法，其特征在于，深冷分离过程(L)不希望有的组份如二氧化碳、硫化物等通过吸收过程(A)分离掉。吸收过程(A)可以在吸附过程(C)之前进行，也可以在吸附过程(C)之后进行，最好是在吸附过程(C)之前进行。
6.按权利要求1和5的方法，其特征在于，化学和/或物理吸收剂，最好是胺类和/或碱类，作为洗涤液送到吸收过程(A)中。
7.按权利要求1、2和3的方法，其特征在于，富集有乙烯、乙烷、丙烯的气体馏份(4)需要经过增压过程(D)，增压后气体馏份(5)的压力可以为0.2～10.0MPa，优选为0.4～3.0MPa，特别是1.0～2.5MPa。
8.按权利要求1、2和3的方法，其特征在于，深冷分离过程(L)不希望有的组份如水等通过干燥过程(E)分离掉。干燥过程(E)可以在吸附过程(C)之前进行，也可以在压缩过程(D)之后进行，最好是在压缩过程(D)之后进行。
9.按权利要求1、2、3和4的方法，其特征在于，吸附过程(C)，尤其是变压吸附过程，不希望有的组份如重烃类等通过预处理过程(B)分离掉。预处理过程(B)可以是吸附法或吸收法或冷冻法，最好是变温吸附法。
10.按权利要求1、2和3的方法，其特征在于，通过低温精馏过程(F)将富集有乙烯、乙烷、丙烯的馏份(6)中不希望有的组份(19)如少量的氢、甲烷分离掉，其余的组份(7)被送向精馏过程(G)。
11.按权利要求1、2和3的方法，其特征在于，通过低温精馏过程(G)将富集有乙烯、乙烷、丙烯的馏份(7)分离成为一股乙烯馏份(20)和一股富集有乙烷、丙烯的馏份(8)。
12.按权利要求1、2和3的方法，其特征在于，通过精馏过程(H)将富集有乙烷、丙烯的馏份(8)分离成为一股乙烷馏份(21)和一股富集有丙烯的馏份(9)。
13.按权利要求1、2和3的方法，其特征在于，通过精馏过程(I)将富集有丙烯的馏份(9)分离成为一股丙烯馏份(22)和一股较重烃类馏份(17)。
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Assignee: Chengdu Huaxi Gas Chemical Co., Ltd.

Assignor: Chengdu Huaxi Chemical Technology Co., Ltd.|Xihua Chemical Engineering Inst., Chengdu

Contract fulfillment period: 2006.5.18 to 2012.5.17

Contract record no.: 2009510000151

Denomination of invention: Process for separating and recovering ethylene, ethane, propylene and hydrogen from gas mixture containing hydrocarbons

Granted publication date: 20050406

License type: Exclusive license

Record date: 20091112

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