[發(fā)明專利]天然氣制乙烯裝置回收壓力能量的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811030963.0
• 申請日: 2018-09-05
• 公開（公告）號: CN109200757B
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳德榮;何琨;李真澤
• 申請（專利權(quán)）人: 中石化上海工程有限公司;中石化煉化工程（集團）股份有限公司
• 主分類號: B01D53/14
• 分類號: B01D53/14;C07C2/76;C07C11/04
• 代理公司: 上海碩力知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 31251
• 代理人: 張惠明

1.一種天然氣制乙烯裝置回收壓力能量的方法，包括如下步驟：

（a）二氧化碳吸收：經(jīng)過壓縮機壓縮、降溫、氣液分離后甲烷氧化偶聯(lián)反應器出口的OCM產(chǎn)品氣（10）進入吸收塔（1）塔底，同時經(jīng)過溫度降低、壓力提高后的低溫貧液吸收劑（19）從吸收塔（1）塔頂進入吸收塔（1）與OCM產(chǎn)品氣（10）逆流接觸，用低溫貧液吸收劑（19）吸收OCM產(chǎn)品氣（10）中的二氧化碳；OCM產(chǎn)品氣（10）中的二氧化碳在吸收塔（1）內(nèi)被吸收劑吸收后，脫除二氧化碳的凈化產(chǎn)品氣（21）從吸收塔（1）塔頂流出；

（b）二氧化碳解吸：從吸收塔（1）塔底流出的高壓富液吸收劑（12）經(jīng)過貧富吸收劑熱交換器（2）換熱升溫為高溫富液吸收劑（13），高溫富液吸收劑（13）進入壓力回收裝置（3），將高溫富液吸收劑（13）的壓力從高壓轉(zhuǎn)換成低壓，形成低壓富液吸收劑（14），低壓富液吸收劑（14）進入解吸塔（6）解吸二氧化碳，在解吸塔（6）之上設(shè)有富液閃蒸罐，低壓富液吸收劑（14）首先在富液閃蒸罐中閃蒸，閃蒸出烴類有機物（15）從閃蒸罐頂排出并外送至其它單元，閃蒸罐底部的經(jīng)過閃蒸后的低壓富液吸收劑（14）進入解吸塔（6）塔頂汽提段，進行汽提再生，解吸出的二氧化碳（17）從解吸塔（6）塔頂流出，經(jīng)過解吸后形成的低壓貧液吸收劑（16）從解吸塔（6）塔底流出；

（c）吸收劑再生循環(huán)：為了脫除低壓富液吸收劑（14）中的二氧化碳，在解吸塔（6）塔底送入外供蒸汽（11）以降低低壓富液吸收劑（14）的分壓，并提高低壓富液吸收劑（14）的溫度；在解吸塔（6）內(nèi)，低壓富液吸收劑（14）解吸釋放二氧化碳后，成為低壓貧液吸收劑（16）；在不使用壓力回收裝置（3）的工況下，低壓貧液吸收劑（16）經(jīng)備用貧液泵（7）提升壓力后形成高壓貧液吸收劑（20），高壓貧液吸收劑（20）經(jīng)過貧富吸收劑熱交換器（2）換熱降低溫度后形成低溫貧液吸收劑（19）進入吸收塔（1）塔頂，再次循環(huán)使用吸收OCM產(chǎn)品氣（10）中的二氧化碳；

（d）吸收劑壓力回收：在貧富吸收劑熱交換器（2）與解吸塔（6）之間設(shè)置有壓力回收裝置（3），該壓力回收裝置（3）為采用液力透平原理的在線壓力回收裝置，在同一個泵體上通過轉(zhuǎn)軸將高壓側(cè)葉輪與低壓側(cè)葉輪直接相連，高壓端的富液吸收劑驅(qū)動高壓側(cè)葉輪，并通過轉(zhuǎn)軸驅(qū)動低壓側(cè)葉輪轉(zhuǎn)動，增加低壓端的貧液吸收劑壓力；由此將高壓側(cè)的“壓力能”轉(zhuǎn)化為“機械能”再轉(zhuǎn)化為低壓側(cè)的“壓力能”，而且壓力回收裝置（3）中的轉(zhuǎn)軸是唯一運轉(zhuǎn)部件，因此，壓力回收裝置（3）無軸密封、無額外潤滑系統(tǒng)；

正常工況時，壓力回收裝置（3）將高溫富液吸收劑（13）的壓力從高壓轉(zhuǎn)換成低壓，同時又將來自解吸塔（6）塔底的低壓貧液吸收劑（16）的壓力從低壓轉(zhuǎn)變成高壓，形成的高壓貧液吸收劑（18）進入貧富吸收劑熱交換器（2），使從貧富吸收劑熱交換器（2）出來的低溫貧液吸收劑（19）的壓力滿足吸收塔（1）吸收操作運行要求的壓力；此外，該壓力回收裝置（3）回收壓力時，若壓力回收裝置（3）高壓端的富液吸收劑提供的壓力能量低于低壓端貧液吸收劑升高壓力所需的能量，則在壓力回收裝置（3）上設(shè)置提供能量的裝置（5），包括電機或者蒸汽透平；若壓力回收裝置（3）高壓端的富液吸收劑提供的壓力能量高于低壓端貧液吸收劑升高壓力所需的能量，則在壓力回收裝置（3）上設(shè)置外送能量的裝置（4），包括發(fā)電機；在高溫富液吸收劑（13）管線、低壓富液吸收劑（14）管線、低壓貧液吸收劑（16）管線、高壓貧液吸收劑（18）管線上分別設(shè)置閥門b1、閥門b2、閥門b3、閥門b4；在閥門b1入口管線與閥門b2出口管線之間設(shè)置旁路管線A，旁路管線A上設(shè)置閥門a1；在閥門b3入口管線與閥門b4出口管線之間設(shè)置旁路管線B，按照物流流動方向旁路管線B上依次設(shè)有閥門a2、備用貧液泵（7）、閥門a3；當設(shè)置的壓力回收裝置（3）出現(xiàn)故障工況時，同時關(guān)閉閥門b1、閥門b2、閥門b3、閥門b4，同時開啟壓力回收裝置（3）正常工況時處于旁路關(guān)閉狀態(tài)的閥門a1、閥門a2、閥門a3，并打開備用貧液泵（7），啟動不使用壓力回收裝置（3）的運行工況，保證吸收劑在吸收塔（1）與解吸塔（6）之間正常循環(huán)運行；進入吸收塔（1）塔底的OCM產(chǎn)品氣10含CO2摩爾分數(shù)為1.9～3.1%；流出吸收塔（1）塔頂?shù)膬艋a(chǎn)品氣（21）含CO2摩爾分數(shù)為1～2ppm；吸收塔（1）操作壓力范圍1.5～2.5MPa，塔頂操作溫度范圍55～72℃，塔底操作溫度范圍58～75℃；吸收塔（1）采用摩爾分數(shù)為15～20%MEA或摩爾分數(shù)為35%～50%MDEA加上摩爾分數(shù)為3%～5%的哌嗪為吸收劑；解吸塔（6）操作壓力范圍0.1～1.1MPa，塔頂操作溫度范圍100～115℃，塔底操作溫度范圍104～119℃；外供蒸汽操作壓力范圍0.2～1.2MPa，操作溫度范圍140～208℃；開啟提供能量裝置（5），對壓力回收裝置（3）提供一部分能量；壓力回收裝置（3）減壓端入口操作壓力范圍1.5～2.5MPa，出口操作壓力范圍0.4～1.4MPa；升壓端入口操作壓力范圍0.1～1.1MPa，出口操作壓力范圍1.9～2.9MPa。