本发明公开一种耦合余热制冷技术和膨胀深冷分离技术的聚烯烃装置排放气回收系统。该系统包括:压缩冷凝单元,接收来自聚烯烃装置的排放气,经过两次压缩、冷凝及气液分离过程,回收排放气中的重质烃;深冷分离单元,接收压缩冷凝单元的气相组成,通过膨胀自冷回收低碳烃类;吸收制冷单元,采用溴化
锂溶液中间介质,回收压缩冷凝单元的热能制得低温冷量输送到深冷分离单元。本发明通过回收排放气压缩过后的压缩热,产生7℃冷量,用于排放气深冷过程,并通过膨胀过程,降低排放气自身温度,实现自冷,进一步减少聚烯烃装置排放气回收过程的热能排放和冷量需求。