[發(fā)明專利]一種全溫程變壓吸附回收聚烯烴尾氣烴類的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610196177.2
• 申請(qǐng)日: 2016-03-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105664668B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-01-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉開(kāi)莉;陳運(yùn);蔡躍明;鐘雨明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 四川天采科技有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): B01D53/047
• 分類號(hào): B01D53/047;B01D53/22
• 代理公司: 成都弘毅天承知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司51230
• 代理人: 徐金瓊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于分離回收石化尾氣中有價(jià)物的技術(shù)領(lǐng)域，更具體的說(shuō)是涉及一 種全溫程變壓吸附回收聚烯烴尾氣烴類的方法。

背景技術(shù)

聚乙烯、聚丙烯裝置在生產(chǎn)過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生一定量的含烴尾氣，烴含量約 為20％。尾氣直排大氣會(huì)對(duì)環(huán)境造成負(fù)面影響，石化企業(yè)大都將尾氣排放到火 炬燒掉。這些尾氣中含有乙烯、丙烯、己烷等具有重新利用的高價(jià)值資源，隨 著技術(shù)進(jìn)步和理念更新，資源化利用裝置尾氣已被廣泛認(rèn)知。從聚烯烴尾氣中 分離回收烴類物質(zhì)的技術(shù)主要有壓縮冷凝法、膜分離法和變壓吸附法以及它們 的集成技術(shù)等。

但單一的壓縮冷凝法、傳統(tǒng)的變壓吸附(PSA)法以及膜分離法不能很好 地解決碳二及以上組分(C2+)的烴類分級(jí)回收的目的，無(wú)論是使用膜還是PSA 方法，前端都得進(jìn)行加壓冷凝以先回收碳四及以上重組分(C4+)，各種方法的 集成和耦合的出現(xiàn)可以成功地回收C2+。但是，這些集成的方法仍然具有較高 的能耗且不能在高純度、高收率回收C2+的同時(shí)，也可以得到高純度、高收率 的N2產(chǎn)品；而聚烯烴尾氣里面含有大量的N2，甚至高達(dá)80％，大量的N2在 加壓冷凝、回收C2+的過(guò)程中會(huì)使得設(shè)備的體積變得很大，裝置的能耗非常高； 傳統(tǒng)的PSA法由于重?zé)N組分不能得到很好的解吸，長(zhǎng)期的累積造成塔內(nèi)吸附 劑失活，所以吸附劑壽命短；傳統(tǒng)的TSA法因?yàn)闇囟戎芷谛缘亟蛔円矊?dǎo)致吸 附劑使用壽命短。

在傳統(tǒng)PSA循環(huán)操作中，通常吸附在常溫進(jìn)行，且溫度越低、壓力越高， 越有利于吸附。但是，吸附越容易，一般解吸就越困難，由于重?zé)N組分不能得 到很好的解吸，長(zhǎng)期的累積造成塔內(nèi)吸附劑失活，所以吸附劑壽命短；比如， 聚烯烴尾氣中的碳二及以上組分(C2+)烴類組分，雖然在常溫或者低溫下能 夠很好地吸附但難以解吸，作為重組分的碳四碳五及以上組分(C4/C5+)少量 存在于吸附床中甚至?xí)茐拇矊印?/p>

發(fā)明內(nèi)容

全溫程變壓吸附(英文全稱：FullTemperatureRange-PressureSwing Adsorption，簡(jiǎn)稱：FTrPSA)是一種以變壓吸附為基礎(chǔ)并與各種分離技術(shù)相耦合 的方法，利用不同物料組分本身在不同壓力與溫度下的吸附分離系數(shù)及物理化 學(xué)性質(zhì)的差異性，采取中高溫的變壓吸附(PSA)吸附與解吸易于匹配和平衡的 循環(huán)操作來(lái)分離和提純各種氣體(含煉廠干氣)的方法。

本發(fā)明提供一種全溫程變壓吸附回收聚烯烴尾氣烴類的方法，采用FTrPSA 方法，解決了從目前聚烯烴尾氣中回收N2、C2+烴類等現(xiàn)有工藝存在的需要復(fù) 雜預(yù)處理裝置、流程長(zhǎng)而能耗高、對(duì)原料氣有效組分及溫度壓力范圍限制多、 產(chǎn)品回收率及純度低、投資大、運(yùn)行不穩(wěn)定等問(wèn)題，也解決了傳統(tǒng)膜分離及常 溫PSA工段處理負(fù)荷大而消耗增加的問(wèn)題。

為解決上述的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種采用全溫程變壓吸附(FTrPSA)回收聚烯烴尾氣的烴類的方法，包括如下工序：

(1)烴類吸附濃縮工序：在由3-10個(gè)吸附塔組成的變壓吸附系統(tǒng)中進(jìn) 行，操作溫度維持在40-150℃，吸附時(shí)的操作壓力為0.03-3.5MPa， 多臺(tái)吸附塔交替循環(huán)操作，保證原料氣連續(xù)進(jìn)入，1個(gè)或多個(gè)吸附 塔處于吸附狀態(tài)，其余吸附塔為再生狀態(tài)，在吸附塔內(nèi)，透過(guò)床層 由塔頂排出是由N2和少量H2組成的中間氣，烴類組分被吸附， 解吸后得到富烴解吸氣；

(2)氫膜分離工序：處理的是中間氣，從烴類吸附濃縮工序出來(lái)的中間 氣加壓或不加壓至0.03-2.0MPa后進(jìn)入氫膜分離單元，H2透過(guò)膜 層，通過(guò)膜分離，從氫分離膜滲透測(cè)得到富氫氣體，從非滲透測(cè)得 到N2產(chǎn)品；

(3)壓縮冷凝工序：所述烴類吸附濃縮工序得到的富烴解吸氣進(jìn)入壓縮 冷凝系統(tǒng)，將其壓力提升至0.5-2.5MPa，溫度降低到-10-20℃得到 液態(tài)的C4/C5重?zé)N組分和不凝氣體；

(4)淺冷變壓吸附(PSA)工序：壓縮冷凝工序得到的不凝氣體主要含 C2/C3烴類物質(zhì)和少量N2、H2，先加熱至5-20℃后再進(jìn)入淺冷變 壓吸附系統(tǒng)，淺冷變壓吸附吸附塔中的溫度處于淺冷范圍5-20℃， 淺冷變壓吸附解吸后得到的吸附相氣體主要為C2/C3輕烴，非吸附 相氣體進(jìn)入氫膜分離單元中進(jìn)行循環(huán)回收。

更優(yōu)的，所述烴類吸附濃縮工序前無(wú)需降溫冷凝及升降壓設(shè)備，溫度為 40-150℃，壓力為0.03-3.5MPa的聚烯烴尾氣直接進(jìn)入烴類吸附濃縮工序。

更優(yōu)的，所述烴類吸附濃縮工序的解吸方式為沖洗或真空解吸。