一种利用甲醇制烯烃副产的乙烷产品增产乙烯的方法
阅读说明：本技术 一种利用甲醇制烯烃副产的乙烷产品增产乙烯的方法 (Method for increasing ethylene yield by using byproduct ethane product of methanol-to-olefin ) 是由 宫万福 刘佳涛 杨维慎 吕建宁 王红心 闫兵海 刘学线 丁干红 侯宁 吴笛 于 2021-10-28 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种利用甲醇制烯烃副产的乙烷产品增产乙烯的方法,具体为：(a)将MTO副产的乙烷产品与稀释气、氧化剂混合,后送入ODHE反应器中,生成富含乙烯的ODHE反应气；(b)ODHE反应气被送入ODHE气液分离器中,得到气相产品,送入ODHE产品分离塔,得到ODHE产品气和液相产品Ⅱ；(c)将ODHE产品气送入ODHE除氧装置,得到ODHE脱氧产品气；(d)将ODHE脱氧产品气送入ODHE脱CO-(2)装置,得到ODHE脱二氧化碳产品气和液相产品Ⅲ；(e)将ODHE脱二氧化碳产品气经压缩、混合后依次进行含氧化合物分离、碱洗脱CO-(2)、干燥和烯烃分离,最终得到乙烯产品、乙烷产品及其他,乙烷产品返回ODHE反应器的入口。本发明工艺流程简单,设备投资少,并且能够有效提高乙烯产品的产率。(The invention relates to a method for increasing the yield of ethylene by using a byproduct ethane product of methanol-to-olefin, which comprises the following steps: (a) mixing an ethane product of a byproduct of MTO with diluent gas and an oxidant, and then sending the mixture into an ODHE reactor to generate an ODHE reaction gas rich in ethylene; (b) feeding the ODHE reaction gas into an ODHE gas-liquid separator to obtain a gas-phase product, and feeding the gas-phase product into an ODHE product separation tower to obtain an ODHE product gas and a liquid-phase product II; (c) sending the ODHE product gas into an ODHE deoxygenation device to obtain an ODHE deoxygenation product gas; (d) feeding ODHE deoxygenation product gas into ODHE to remove CO 2 Device for obtaining ODHE decarbonated productGas and liquid phase product III; (e) compressing and mixing ODHE decarbonated product gas, and then sequentially carrying out oxygen-containing compound separation and alkali washing to remove CO 2 Drying and olefin separation, and finally obtaining ethylene products, ethane products and the like, wherein the ethane products return to the inlet of the ODHE reactor. The invention has simple process flow and less equipment investment and can effectively improve the yield of ethylene products.)
技术领域
本发明属于乙烷资源化利用技术领域，具体涉及一种利用甲醇制烯烃副产的乙烷产品增产乙烯的方法。
背景技术
典型的MTO工艺产品分布如图1所示，主产品为乙烯和丙烯，主要副产物为乙烷、丙烷和混合C4+。专利CN109651038A提出了一种MTO工艺与丙烷脱氢工艺耦合的方法，利用MTO副产的丙烷通过PDH工艺来增产丙烯；专利CN102190539B提出了一种提高丙烯收率的方法，利用MTO装置分离出的混合C4+通过催化裂解系统和烯烃歧化系统来增产丙烯；专利CN101092322A提出了一种将MTO反应副产物转化成烷烃的方法，利用MTO装置分离出的含C4+的副产品在加氢催化剂作用下与氢气反应转变成烷烃。以上专利均未涉及对MTO副产乙烷的利用。
MTO工艺副产的乙烷产品约占乙烯产品的3％，当前MTO工艺副产的乙烷主要作为燃料使用，或作为乙烷产品直接出售，产生的价值相对较低。为了挖掘更高的利润空间，可以采用合适的工艺将此部分乙烷转化为乙烯，为企业增加收益。
发明专利CN104193574B、CN104151121B、CN107417481A、CN107056568A、CN104193570B、CN104230617B均涉及了MTO装置与蒸汽裂解制乙烯装置的耦合工艺。蒸汽裂解法是目前工业上广泛应用的一种乙烷生产乙烯的方法，气体原料通过裂解炉进行高温裂解来生产烯烃，但此为一强吸热过程，不仅要求温度高(一般高于850℃)，而且还需在负压(加大量过热水蒸气稀释)条件下进行，能耗极大，裂解炉投资高、操作复杂，需定期除积碳。裂解炉中乙烷的转化率为65％，而乙烯选择性较低，约为80％～84％，裂解气的组成复杂，主要包含乙烷、乙烯、丙烯、氢气、甲烷、混合C4+等。采用蒸汽裂解法会导致操作费用高，后续分离系统非常复杂，设备投资较高，占地大等问题。因此需要一种更加经济简单的方法用于将MTO副产的乙烷转化为乙烯。
近年来，针对低碳烃尤其是乙烷，采用氧化脱氢的方法制乙烯(ODHE)这一方面的研究越来越受到人们的重视。有关乙烷催化氧化脱氢的研究始于20世纪70年代，Gaspar等早在1971年的研究报告中就提出了在H2S催化作用下将乙烷催化氧化脱氢制乙烯，继而在1977、1978年Ward和Thorsteinson也先后公布了以Mo、Si和Mo、V混合氧化物为催化剂的氧化脱氢过程。中国专利CN105849069A公开了采用活性组分为MoVTe(Nb)O的催化剂用于2～6个碳原子的烷烃氧化脱氢，原料气空速7500～15000h-1，反应温度为320～420℃，乙烷的转化率可以达到44％，对应的乙烯选择性92.2％。中国专利CN105080575B公开了采用活性组分为MoVTeNbO的催化剂用于乙烷催化氧化脱氢，在350℃时乙烷的转化率和乙烯选择性分别可以达到70.5％和95％。
如何减少乙烷转化为乙烯后的分离设备，简化工艺流程，通过工艺耦合来降低乙烯生产能耗是本发明要解决的主要问题。
发明内容
本发明的目的就是提供一种利用甲醇制烯烃副产的乙烷产品增产乙烯的方法，本发明的工艺流程简单，设备投资少，并且能够有效提高乙烯产品的产率。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种利用甲醇制烯烃副产的乙烷产品增产乙烯的方法，所述方法具体包括以下步骤：
(a)将MTO(具体为甲醇制烯烃)副产的乙烷产品与稀释气、氧化剂混合，经过预热后送入ODHE(具体为乙烷催化氧化脱氢)反应器中，在催化剂的作用下生成富含乙烯的ODHE反应气；
(b)步骤(a)得到的ODHE反应气经热量回收后被送入ODHE气液分离器中，得到气相产品和液相产品Ⅰ，所述气相产品送入ODHE产品分离塔的塔底，与从ODHE产品分离塔的中上部通入的冷却剂Ⅰ和/或吸收剂逆流接触，在塔顶得到ODHE产品气，在塔底得到液相产品Ⅱ；
(c)将步骤(b)得到的ODHE产品气经过预热后送入ODHE除氧装置，所述ODHE产品气中的氧气与除氧气体反应，从气相中脱除，得到ODHE脱氧产品气；
(d)将步骤(c)得到的ODHE脱氧产品气经过降温后送入ODHE脱CO2装置，所述ODHE脱氧产品气中的二氧化碳与脱碳剂发生物理吸收和/或化学反应，从气相中脱除，得到ODHE脱二氧化碳产品气和液相产品Ⅲ；
(e)将步骤(d)得到的ODHE脱二氧化碳产品气送入MTO产品气压缩机中，与经过预处理后的MTO产品气混合，之后依次进入MTO含氧化合物分离装置(用于含氧化合物分离)、MTO碱洗脱CO2装置(用于碱洗脱CO2)、MTO产品气干燥装置(用于产品气干燥)和MTO烯烃分离装置(用于烯烃分离)，最终得到乙烯产品、丙烯产品、乙烷产品及其他产品，所述乙烷产品返回ODHE反应器的入口。
步骤(a)中，所述稀释气选自甲醇或甲醇与氮气、水蒸气、二氧化碳中的一种或者几种的混合，优选为甲醇，可作为MTO系统中的原料。稀释气不参与或微量参与ODHE反应。
步骤(a)中，所述氧化剂选自纯氧或空气中的一种或多种的混合。
步骤(a)中，所述乙烷产品与稀释气、氧化剂的摩尔比为1：(0.6～4.65)：(0.27～0.55)，稀释气的用量根据实际操作中氧烷比以及工况的压强来进行调整，当氧烷比较高，工况压强较大时，需加大稀释气的用量，避免发生爆炸风险。
步骤(a)中，所述催化剂的活性组分为过渡金属氧化物。
所述过渡金属氧化物包括Mo、V、Te或Nb中的一种或多种，可采用MoVTeNbO催化剂。
步骤(a)中，乙烷产品与稀释气、氧化剂混合均匀后，经预热温度升高至150～340℃。
步骤(a)中，所述ODHE反应气中包含乙烯、未反应的乙烷、乙酸、氧气、甲醇、醋酸、一氧化碳、二氧化碳和水。
步骤(a)中，所述ODHE反应器内的反应温度为350～450℃，优选为380～410℃，所述ODHE反应器内的反应压力范围为0.20～1.00MPaG，优选为0.20～0.80MPaG。
步骤(b)中，所述ODHE反应气被冷却至40～300℃，优选为50～125℃，进一步优选为80～95℃，再被送入ODHE气液分离器中。
步骤(b)中，所述冷却剂Ⅰ由ODHE产品分离塔的中部或顶部通入，所述吸收剂由ODHE产品分离塔的塔顶通入。
步骤(b)中，所述冷却剂Ⅰ选自水或含甲醇的水。
步骤(b)中，所述吸收剂选自水或含甲醇的水。
步骤(b)中，液相产品Ⅱ中包含水和醋酸。
步骤(b)中，ODHE气液分离器得到的液相产品Ⅰ和ODHE产品分离塔得到的液相产品Ⅱ混合后得到混合液体，混合液体中甲醇的质量分数范围为0～90％，但不为0，优选为50～90％，进一步优选为70.6～88.0％；
所述混合液体至少部分被送入位于MTO反应器前的MTO进料汽化器，作为MTO反应器的部分原料。MTO反应器中的反应温度可为456℃，反应压力可为0.28MPaG。
步骤(c)中，所述ODHE产品气被加热至100～230℃，再被送入ODHE除氧装置中。
步骤(c)中，所述ODHE脱氧产品气中氧气含量范围为1～1000ppmv，优选为10～200ppmv。
步骤(c)中，与ODHE产品气中的氧气反应的除氧气体部分来源于ODHE反应产物中的一氧化碳、乙烯或乙烷，部分来源于外加的辅助除氧气体。
所述辅助除氧气体包括一氧化碳、氢气、甲烷、乙烯或乙烷中的一种或多种。
步骤(d)中，所述ODHE脱氧产品气被冷却至40～50℃，再被送入ODHE脱CO2装置中。
步骤(d)中，所述脱碳剂选自氢氧化钠水溶液、有机胺溶剂、碳酸钾水溶液、环丁砜和醇胺水溶液、碳酸丙烯酯、聚乙二醇二甲醚、甲醇的一种或多种。
步骤(d)中，所述ODHE脱二氧化碳产品气中CO2的含量范围为1ppm～2mol％。
步骤(e)中，MTO含氧化合物分离装置、MTO碱洗脱CO2装置、MTO烯烃分离装置中在工作时所采用的操作参数根据现有的工艺进行设置即可。本发明通过研究发现，乙烷催化氧化脱氢法(ODHE)是通过在反应中引入氧化剂，使反应成为具有较低Gibbs自由能的放热反应，从而在较低的温度下获得较高的平衡转化率。以氧气做氧化剂为例，乙烷氧化脱氢反应的反应方程式为：C2H6+0.5O2＝C2H4+H2O，400℃时该反应的Gibbs自由能为ΔG＝-193.2kJ/mol，放出热量为104.2kJ/mol，O2的引入使得乙烷的平衡转化率远高于单纯的脱氢反应(C2H6＝C2H4+H2)时的平衡转化率。此工艺涉及的反应是放热反应，与为吸热反应的乙烷蒸汽裂解反应相比，更有利于乙烯的生成。在采用合适的催化剂条件下，即使在较低的温度下乙烷也有很高的转化率，反应副产物仅有醋酸、一氧化碳、二氧化碳，产物易于分离。与乙烷蒸汽热裂解工艺相比，乙烷催化氧化脱氢(ODHE)反应器采用列管式固定床反应器，反应条件温和，乙烯选择性高，产物简单，可使用现有的MTO工艺设备，实现各组分的分离，因此分离装置的投资和操作费用可明显降低。该工艺极为适合将MTO工艺副产的乙烷转化为乙烯。
对于乙烷催化氧化脱氢(ODHE)反应而言，由于该体系是含氧的易燃易爆混合气体，且反应强放热，必须通入稀释气稀释反应热，提高反应传热效率，同时稀释气的引入使得混合气体处于爆炸极限范围之外，操作更安全。大量稀释气的引入对反应的影响以及后续对稀释气的分离至关重要，CN105080575B、CN110963880A、CN110963879A、CN106660901B、CN105727975B等专利中提到以水蒸气、氮气、二氧化碳等惰性气体作为稀释剂的方法。这些稀释剂的加入给该技术的分离和工业应用带来了挑战。使用水蒸气作为稀释气，优点是可以通过降温来实现稀释气与产品气的分离，分离能耗低，缺点是原料气中含有水蒸气会极大的提高副产物醋酸产品的选择性，从而降低原料的有效利用率；使用CO2作为稀释气，会造成大量的CO2经吸收解吸后再循环回反应器，脱碳单元能耗高，且解吸的CO2为常压气体，压缩循环回反应器的能耗和设备投资都比较高，开车时需要引入大量CO2，其物料来源受限；使用氮气作为稀释气对反应的选择性影响较小，但会造成大量氮气与产品气中的乙烷和乙烯混在一起，若采用深冷分离的方式，需要升压至30atm以上、冷却至-100℃以下，压缩机压比大，所需冷量品位高，造成设备投资高，后续分离氮气能耗大。
针对此问题，本发明根据ODHE和MTO反应的特点，提出采用加入部分甲醇作为ODHE反应的稀释气，甲醇在ODHE反应器中不参与反应或微量反应，通过调节甲醇的进料量控制反应器氧浓度在安全氧浓度内，保证反应器的热稳定性和避免爆炸风险。反应后的气体通过降温水洗的方式，将稀释气甲醇、水和微量醋酸与其他反应产品分离。此液相混合物可以通过MTO反应器前的进料汽化器实现甲醇与水和微量醋酸的分离，甲醇重新作为原料进入MTO反应器。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)ODHE法制乙烯为放热反应且反应条件温和，反应器内发生高温结焦的风险低，催化剂使用寿命更长，且反应器可以避免采用耐高温材料。与乙烷蒸汽热裂解制乙烯法相比，裂解炉的投资大，并且产品组成复杂，乙烯的收率低，能耗更高，装置占地也更大。
(2)本发明充分利用ODHE工艺反应条件温和、乙烯选择性高、产物简单等特点，提出了一种利用甲醇制烯烃副产的乙烷产品增产乙烯的方法，利用此方法极大地简化了工艺流程，减少了设备投资，增加了乙烯产品的产率。
(3)本发明提出将甲醇作为ODHE工艺的稀释气，鉴于甲醇沸点较高且和水互溶的特性，可以通过降温和水洗的方式与ODHE产品气分离，大大降低了稀释气与产品气的分离能耗，并省去了对应设备投资。在分离甲醇的过程中，ODHE产品气中的水和微量醋酸同时从气相中分离，减少了分离设备。分离后的甲醇和水经过MTO进料汽化器可实现甲醇与水和微量醋酸的分离，甲醇重新作为原料进入MTO反应器，避免了稀释气甲醇的浪费。
附图说明
图1为典型的MTO工艺产品分布图；
图2为实施例1和实施例2采用的工艺流程图；
图中：
装置标记说明：2为MTO进料汽化器；6为换热器A；8为MTO反应器；10为换热器B；12为MTO急冷塔；16为MTO产品分离塔；20为换热器C；22为MTO产品气压缩机；24为换热器H；26为MTO含氧化合物分离装置；28为MTO碱洗脱CO2装置；31为MTO产品气干燥装置；33为MTO烯烃分离装置；41为换热器D；43为ODHE反应器；46为ODHE气液分离器；49为ODHE产品分离塔；53为换热器E；56为换热器F；58为ODHE除氧装置；60为换热器G；62为ODHE脱CO2装置；
物料流标记说明：1为新鲜甲醇原料；3为汽化甲醇原料；4、5、7为含甲醇水；9、11、15、18、23、25、27、29、32为MTO产品气；13为新鲜碱液Ⅱ；14为含醋酸钠废水；17为MTO产品气凝结水；19、21为冷却剂Ⅱ；30为废碱液Ⅱ；34为乙烯产品；35为丙烯产品；36为其他产品；37为乙烷产品；38为稀释气；39为氧化剂；40、42为ODHE原料气；44、45为ODHE反应气；47为气相产品；48为液相产品Ⅰ；50为吸收剂；51为液相产品Ⅱ；52、54为冷却剂Ⅰ；55、57为ODHE产品气；59、61为ODHE脱氧产品气；63为脱碳剂；64为ODHE脱CO2产品气；65为液相产品Ⅲ；66、70、71为混合液体；68为二氧化碳；72为辅助除氧气体。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
本发明提供了一种利用甲醇制烯烃副产的乙烷产品增产乙烯的方法，所述方法具体包括以下步骤：
(a)将MTO副产的乙烷产品与稀释气、氧化剂混合，经过预热温度升高至150～340℃后送入ODHE反应器中，在催化剂的作用下生成富含乙烯的ODHE反应气，所述ODHE反应气中包含乙烯、未反应的乙烷、乙酸、一氧化碳、二氧化碳和水，其中，稀释气选自甲醇或甲醇与氮气、水蒸气、二氧化碳中的一种或者几种的混合，氧化剂选自纯氧或空气中的一种或多种的混合，乙烷产品与稀释气、氧化剂的摩尔比为1：(0.6～4.65)：(0.27～0.55)，所述催化剂的活性组分为包括Mo、V、Te或Nb在内的过渡金属氧化物，ODHE反应器内的反应温度为350～450℃，所述ODHE反应器内的反应压力范围为0.20～1.00MPaG；
(b)步骤(a)得到的ODHE反应气经热量回收后被冷却至40～300℃后送入ODHE气液分离器中，得到气相产品和液相产品Ⅰ，所述气相产品送入ODHE产品分离塔的塔底，与从ODHE产品分离塔的中上部通入的冷却剂Ⅰ和/或吸收剂逆流接触，在塔顶得到ODHE产品气，在塔底得到液相产品Ⅱ，液相产品Ⅱ包含水和醋酸，其中，所述冷却剂由ODHE产品分离塔的中部或顶部通入，所述吸收剂由ODHE产品分离塔的塔顶通入，冷却剂Ⅰ选自水或含甲醇的水，吸收剂选自水或含甲醇的水；ODHE气液分离器得到的液相产品Ⅰ和ODHE产品分离塔得到的液相产品Ⅱ混合后得到混合液体至少部分被送入位于MTO反应器前的MTO进料汽化器，作为MTO反应器的部分原料。
(c)将步骤(b)得到的ODHE产品气经过预热至100～230℃后送入ODHE除氧装置，所述ODHE产品气中的氧气与除氧气体反应，从气相中脱除，得到ODHE脱氧产品气，所述ODHE脱氧产品气中氧气含量范围为1～1000ppmv，其中，与ODHE产品气中的氧气反应的除氧气体部分来源于ODHE反应产物中的一氧化碳、乙烯或乙烷，部分来源于外加的辅助除氧气体；
(d)将步骤(c)得到的ODHE脱氧产品气经过降温被冷却至40～50℃再送入ODHE脱CO2装置中，所述ODHE脱氧产品气中的二氧化碳与脱碳剂发生物理吸收和/或化学反应，从气相中脱除，得到ODHE脱二氧化碳产品气和液相产品Ⅲ，所述ODHE脱二氧化碳产品气中CO2的含量范围为1ppm～2mol％；
(e)将步骤(d)得到的ODHE脱二氧化碳产品气送入MTO产品气压缩机中，与经过预处理后的MTO产品气混合，之后依次进入MTO含氧化合物分离装置、MTO碱洗脱CO2装置、MTO产品气干燥装置和MTO烯烃分离装置，最终得到乙烯产品、丙烯产品、乙烷产品及其他产品，所述乙烷产品返回ODHE反应器的入口。
下面结合具体实施例来对上述实施方式进行更进一步的说明。
以下各实施例中，如无特别说明的功能部件或结构，则表明其均为本领域为实现对应功能而采用的常规部件或常规结构。
实施例1
本实施例中，将60万吨/年规模并且副产8500吨/年乙烷的MTO系统，和ODHE系统联用，将乙烷转化为乙烯，ODHE系统中乙烷进料为2.86t/h(1.00t/h MTO副产的新鲜乙烷+1.86t/h循环乙烷)，采用氧气为氧化剂，甲醇作为稀释气。将乙烷转化为乙烯后产品气通过本实施例的方法实现产物分离。工艺流程如图2所示，，包括以下步骤过程：
将MTO副产的新鲜乙烷和循环乙烷共同混合形成乙烷产品37与甲醇(作为稀释气38)、氧气(作为氧化剂39)以摩尔比1：0.6：0.27的比例混合后(本实施例为低压工况且氧烷比低，氧气少，需要较少的稀释气就可以避免ODHE原料气爆炸风险)，得到ODHE原料气40。将ODHE原料气40通过换热器D 41预热到150℃后成为ODHE原料气42送入ODHE反应器43，在催化剂(采用MoVTeNbO催化剂)的作用下乙烷与氧化剂发生氧化脱氢反应生成富含乙烯的ODHE反应气44。ODHE反应器43内温度为350℃，压力为0.20MPaG，乙烷的转化率为35.0％，乙烯、醋酸、一氧化碳、二氧化碳的选择性分别为95.0％、0.7％、2.9％、1.4％。ODHE反应气44的摩尔流量为191.9kmol/h，组成为(mol％)：C2H4：16.5％；C2H6：32.2％；O2：2.4％；CH3OH：28.2％；H2O：18.8％；CO：1.0％；CO2：0.5％；CH3COOH：0.1％；其他：0.3％。
将ODHE反应气44经换热器D 41冷却至40℃成为ODHE反应气45送入ODHE气液分离器46中进行气液分离，分别得到气相产品47和液相产品Ⅰ48。气相产品47送入ODHE产品分离塔49，与从塔顶通入的水(作为吸收剂50)及塔的中部通入的冷却剂Ⅰ54(采用水，在实际工作中，可从塔底回收得到冷却剂Ⅰ52，之后经换热器E 53得到冷却剂Ⅰ54)逆流接触(吸收剂和冷却剂无具体用量，视吸收效果和冷却效果而定)，在塔顶得到ODHE产品气55，塔底得到含甲醇、水和微量醋酸的液相产品Ⅱ51。ODHE产品分离塔49的液相产品Ⅱ51与ODHE气液分离器46流出的液相产品Ⅰ48混合得到混合液体66后送入MTO进料汽化器2(混合液体66可全部送入MTO进料汽化器2中，也可分成混合液体70和混合液体71，其中混合液体70进入到MTO进料汽化器2中，混合液体71离开界区，本实施例中采用后者)，之后作为MTO反应器8的部分原料，其中混合液体66的质量流量为2.6t/h，组成为(mass％)：CH3OH：66.0％、H2O：33.0％、CH3COOH：0.5％、其他：0.5％。混合液体70在MTO进料汽化器2中实现甲醇与水和微量醋酸的分离，其中甲醇与新鲜甲醇原料1气化得到汽化甲醇原料3(在MTO进料汽化器2的底部流出含甲醇水，并分为两股含甲醇水4和含甲醇水5，随后含甲醇水4流出界区，含甲醇水5经换热器A 6升温得到含甲醇水7，又进入到MTO进料汽化器2中)，后进入MTO反应器8，反应器温度为456℃，反应器压力为0.28MPaG。甲醇在MTO反应器8中转化为包含乙烯、丙烯、甲烷、乙烷、丙烷、一氧化碳、二氧化碳、醋酸、水蒸气和其他含氧化物的MTO产品气9，经换热器B10降温至267℃成为MTO产品气11进入MTO急冷塔12，MTO急冷塔12的中部通入新鲜碱液Ⅱ13，在塔顶得到MTO产品气15，在塔底得到含醋酸钠废水14，MTO产品气15进入到MTO产品分离塔16中，在塔顶得到MTO产品气18，在塔底得到MTO产品气凝结水17，MTO产品分离塔16的上部通入冷却剂Ⅱ21(在实际工作中，可从塔底回收得到冷却剂Ⅱ19，之后经换热器C 20得到冷却剂Ⅱ21)，MTO产品气18进入MTO产品气压缩机22中。
所得的ODHE产品气55经过换热器F 56升温至100℃后成为ODHE产品气57送入ODHE除氧装置58，脱氧气体包括ODHE产品气57中含有的一氧化碳和辅助除氧气体72，辅助除氧气体72为氢气。通过一氧化碳及氢气与氧气反应，将ODHE产品气57中的氧气含量降至10ppmv，得到所得的ODHE脱氧产品气59。
所得的ODHE脱氧产品气59经过换热器G 60降温至40℃后成为ODHE脱氧产品气61送入ODHE脱CO2装置62，因为ODHE产品气在进入MTO系统后与MTO产品气18混合之后还需经过一次碱洗，因此ODHE系统的ODHE脱CO2装置62只需将ODHE脱氧产品气61中的CO2脱除大部分即可，本实施例的脱碳剂63选用氢氧化钠水溶液(以下简称“碱液”)，为了降低新鲜碱液消耗，使用耗碱量较低的“长尾曹达法”脱除CO2，在工作时，从ODHE碱洗塔62的上部通入新鲜碱液Ⅰ63，在新鲜碱液Ⅰ63的作用下，ODHE脱氧产品气61中的二氧化碳与碱液反应，从气相中脱除，得到ODHE脱CO2产品气64和液相产品Ⅲ65，液相产品Ⅲ65中主要包含NaHCO3和Na2CO3。在本实施例中ODHE脱CO2产品气64的摩尔流量为96.1kmol/h，组成为(mol％)：C2H4：32.8％、C2H6：64.3％、H2O：2.3％、其他：0.6％，CO2含量为100ppm。
所得ODHE脱CO2产品气64送入现有的MTO系统，ODHE脱CO2产品气64在MTO产品气压缩机22的第一段与经过预处理后的MTO产品气18混合，混合后的MTO产品气23经换热器H24降温至43℃后成为MTO产品气25进入MTO含氧化合物分离装置26脱除其中的含氧化物，得到的MTO产品气27进入MTO碱洗脱CO2装置28，脱除其中的CO2至1ppm，废碱液Ⅰ30排出MTO碱洗脱CO2装置28，得到的MTO产品气29之后进入MTO产品气干燥装置31脱除其中的水，得到的MTO产品气32最后进入MTO烯烃分离装置33，分离得到乙烯产品34、丙烯产品35、其他产品36和乙烷产品37，乙烷产品37为MTO系统副产的乙烷和ODHE系统未反应的循环乙烷的混合，返回ODHE反应器43。
对于60万吨/年规模的MTO装置，采用本实施例发明的方法，每年可为企业增产7090吨乙烯。
实施例2
本实施例采用如图2所示的流程，采用的利用甲醇制烯烃副产的乙烷产品增产乙烯的方法除了：
(1)ODHE反应器43中乙烷进料为1.54t/h(1.00t/h新鲜乙烷+0.54t/h循环乙烷)。
(2)将MTO副产的新鲜乙烷和循环乙烷共同混合形成的乙烷产品37与甲醇(作为稀释气38)、氧气(作为氧化剂39)以摩尔比1：4.65：0.55的比例混合后(本实施例氧烷比较高，且为高压工况，因此需要大量稀释气使得氧浓度在10％以下避免爆炸风险，本实施例中氧浓度为8.9％)，得到ODHE原料气40。ODHE原料气40通过换热器D41预热到340℃后成为ODHE原料气42送入ODHE反应器43，在催化剂(采用MoVTeNbO催化剂)的作用下乙烷与氧化剂发生氧化脱氢反应生成富含乙烯的ODHE反应气44。
(3)ODHE反应器43内温度为450℃，压力为0.80MPaG，乙烷的转化率为65.0％，乙烯、醋酸、一氧化碳、二氧化碳选择性分别为89.0％、0.8％、2.7％、7.5％。ODHE反应气44的摩尔流量为334.1kmol/h，组成为(mol％)：C2H4：8.9％、C2H6：5.4％、O2：0.5％、CH3OH：70.6％、H2O：12.0％、CO：0.5％、CO2：1.5％、CH3COOH：0.1％、其他：0.4％。
(4)将ODHE反应气44冷却至150℃送入ODHE气液分离器46进行气液分离，气相产品47送入ODHE产品分离塔49，与从塔顶通入的水50及从塔的中部通入的冷却剂Ⅰ54(采用水)逆流接触，塔顶得到ODHE水产品气55，塔底得到含甲醇、水和微量乙酸的液相产品Ⅱ51。ODHE产品分离塔49的液相产品Ⅱ51与气液分离器46的液相产品Ⅰ48混合后得到混合液体66，全部送入位于MTO反应器8前的MTO进料汽化器2，作为MTO反应器8的部分原料，其中混合液体66的质量流量为8.68t/h，组成为(mass％)：CH3OH：88.0％、H2O：11.3％、CH3COOH：0.2％、其他：0.5％。
(5)ODHE产品气55经过换热器F56升温至230℃后成为ODHE产品气57送入ODHE除氧装置58，脱氧气体包括ODHE产品气57中含有的一氧化碳和辅助除氧气体72，辅助除氧气体72为一氧化碳。通过一氧化碳与氧气反应，将ODHE产品气57中的氧气含量降至200ppmv，得到ODHE脱氧产品气59。
(6)ODHE脱氧产品气59经过换热器G60降温至50℃后成为ODHE脱氧产品气61送入ODHE脱CO2装置62。脱碳剂63采用有机胺MDEA溶液，将ODHE脱CO2产品气64中CO2含量降低至2mol％。液相产品Ⅲ65中主要含有MDEA和水和CO2。ODHE脱CO2产品气64的摩尔流量为49.6kmol/h，组成为(mol％)：C2H4：59.6％、C2H6：36.1％、CO2：2.0％、H2O：2.2％、其他：0.1％。
之外，其余均与实施例1相同。
对于60万吨/年规模的MTO系统，采用本实施例发明的方法，每年可为企业多增产6630吨乙烯。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
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