[發明專利]一種組合回收氫氣、碳二及以上餾分輕烴的方法

有效

• 申請號: 201410220630.X
• 申請日: 2014-05-23
• 公開（公告）號: CN104059692A
• 公開（公告）日: 2014-09-24
• 發明（設計）人: 蔡躍明;鐘雨明;鐘婭玲
• 申請（專利權）人: 四川天采科技有限責任公司
• 主分類號: C10G70/04
• 分類號: C10G70/04;C01B3/50
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 梁田

技術領域

本發明涉及一種尾氣處理方法，具體涉及一種從煉廠干氣中變壓吸附、無解吸冷油吸收組合回收氫氣、碳二及以上餾分輕烴的方法。

背景技術

煉廠干氣中的有用組分主要為氫氣、輕烯烴和輕烷烴等。這些組分在煉廠干氣中都是很有價值的，但目前它們很大量仍然沒有實現最優化利用，而是直接用作了燃料，有的甚至直接點火炬放空。煉廠干氣中既含有氫氣，還含有大量輕烯烴和輕烷烴。這些組分可以分離出來分別利用，比將其直接用作燃料或重整制氫、合成甲醇的原料效益要高。

從煉廠干氣中回收氫氣、輕烯烴和輕烷烴的技術主要有深冷分離法、冷油吸收法、膜分離法、吸附分離法，以及聯合工藝等。

吸附分離法是利用吸附劑對混合氣體中各組分的吸附選擇性不同，通過壓力或溫度改變來實現吸附與再生的一種分離方法，具有再生速度快、能耗低、操作簡單、工藝成熟穩定等特點。通過壓力變化實現分離的變壓吸附回收干氣中氫氣工藝相對成熟，可獲得純度為98%（體積比）以上的氫氣產品，但氫氣回收率一般在80-85%左右。采用現有的變壓吸附分離技術要從含低濃度氫氣、乙烯等煉廠干氣中同時回收高純度的氫氣、乙烯及乙烷，存在收率低、不能實現煉廠干氣主要組分完全清晰分離、投資占地巨大等問題。

膜分離法是在一定壓力下，利用其他各組分在膜中滲透速率的差異進行分離的。膜分離法回收FCC干氣中氫氣的裝置于1987年在美國龐卡城建成，氫氣回收率為80-90%。膜分離法尤其適用于帶壓、氫氣含量低的干氣中氫氣回收，其優點在于占地小、操作簡單、能耗低等。但膜分離回收氫氣的純度不高，一般為95-99%。而且在回收乙烯、乙烷方面，還沒有相關采用用膜分離的方案提出。

冷油吸收法主要是利用吸收劑對干氣中各組分溶解度的不同來實現分離。一般是利用C₃、C₄和芳烴等油品作吸收劑，首先脫除甲烷和氫氣等不凝氣體組份，再通過解吸方法把吸收劑回收循環至吸收塔中，富集的C₂、C₃組份通過精餾方法分離得到乙烯乙烷等組份。一般操作溫度為5℃至-50℃，乙烯純度可達95%以上。加入膨脹機技術，乙烯回收率和純度均可達到99%。此外，冷油吸收法的能耗要低于深冷分離法，工藝相對成熟，乙烯純度和收率都比較高，投資省，操作簡單等。但冷油吸收方法僅適合精制C₂及C₃組份，沒有辦法同時分離精制氫氣、甲烷等。

深冷分離技術早在上世紀50年代就有發展了，目前該技術比較成熟。它是利用原料中各組分相對揮發度的差異（沸點差），通過氣體透平膨脹制冷，在低溫下將干氣中各組分按工藝要求冷凝下來，不易冷凝的氫氣最先得到，氫氣回收率為92-95%，純度為95-98%。其后用精餾法將其中的各類烴逐一分離，乙烯收率一般超過85%。深冷分離具有可同時回收氫氣及乙烯乙烷、工藝成熟、回收率相對較高等優點，一般適合處理大量干氣的場合，尤其適合于煉廠集中地區。深冷分離缺點在于產品純度不高、投資大、能耗高、不適合中小規模的煉廠干氣回收等。

發明內容

本發明的目的即在于克服現有的吸附分離法、膜分離法以及傳統帶解吸的冷油吸收分離法各自單獨進行練廠干氣處理的局限，提供一種組合回收氫氣、碳二及以上餾分輕烴的方法。

本發明的目的通過以下技術方案實現：

一種組合回收氫氣、碳二及以上餾分輕烴的方法，包括如下步驟：

一段變壓吸附再生步驟：將煉廠干氣送入一段變壓吸附再生塔進行變壓吸附，得到由未被吸附的組分組成的中間氣體，得到由再生的被吸附組分組成的富碳二及以上餾分干氣；

二段變壓吸附再生步驟：將一段變壓吸附再生步驟中得到的中間氣體送入二段變壓吸附再生塔進行變壓吸附，得到產品氫氣和再生的吸附氣體；

膜分離步驟：將一段變壓吸附再生步驟中再生得到的富碳二及以上餾分干氣和二段變壓吸附再生步驟中再生得到的吸附氣體送入膜分離系統，得到含氫氣體和脫氫氣體，含氫氣體返回一段變壓吸附再生步驟；

無解吸冷油吸收步驟：將膜分離步驟中得到的脫氫氣體送入無解吸冷油吸收塔進行冷油吸收，采用丙烷作為吸收劑，得到燃料氣和含有碳二及以上餾分輕烴為主的吸收液。該輕烴吸收液可直接作為乙烷裂解爐制備乙烯的原料，而無需通過傳統的解吸步驟將被吸收的富碳二及以上餾分解吸出來進行回收利用。