[發(fā)明專利]一種將氣波制冷用于烯烴聚合工藝的排放物回收系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811465933.2
• 申請日: 2018-12-03
• 公開（公告）號: CN109682166A
• 公開（公告）日: 2019-04-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 廖祖維;張池金;董軒;王靖岱;陽永榮;蔣斌波;黃正梁;孫婧元;楊遙;張浩淼
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: F25J3/06
• 分類號: F25J3/06
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 鄭海峰

本發(fā)明提供了一種將氣波制冷用于烯烴聚合工藝的排放物回收系統(tǒng)，包括：脫揮單元，其用于接收來自烯烴聚合工藝的排放物和惰性吹掃氣，并輸出第一流體和聚烯烴樹脂；包括至少一個壓縮裝置、至少一個換熱裝置和至少一個氣液分離裝置的壓縮單元，其用于接收第一流體，分別輸出第一回收產(chǎn)品和第一氣相成分；包括至少兩個換熱裝置、至少一個氣液分離裝置的預(yù)分離單元，其用于接收第一氣相成分并輸出第二回收產(chǎn)品和第二氣相成分；包括至少一個氣波制冷裝置、至少一個多流股換熱裝置、至少一個節(jié)流裝置和至少一個氣液分離裝置的深冷單元，用于接收第二氣相成分，并輸出第二氣液混合物、第三氣液混合物進(jìn)入預(yù)分離單元，進(jìn)一步回收第三回收產(chǎn)品和第四回收產(chǎn)品。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于尾氣處理領(lǐng)域，具體涉及一種烯烴聚合物生產(chǎn)中排放氣回收的方法及裝置。

背景技術(shù)

在烯烴聚合物生產(chǎn)過程中，樹脂脫揮和排放氣回收是工藝流程中的重要工序。烯烴聚合生產(chǎn)過程中的排放氣是指從反應(yīng)器、閃蒸罐、脫揮裝置等排出的含有未反應(yīng)的烴類(乙烯、乙烷、丙烯、丁烯、丁烷、異戊烷、己烯等)、氮氣、氫氣等物質(zhì)的氣相流股。樹脂脫揮一般在脫揮裝置中進(jìn)行，樹脂從脫揮裝置上部進(jìn)入，以密相流自上而下流動，惰性氣體(一般為氮氣)從脫揮裝置的中、下部通入，脫除樹脂內(nèi)未閃蒸的反應(yīng)氣體。脫揮后的樹脂進(jìn)入下游工序，排放氣體自脫揮裝置頂部排出進(jìn)入排放氣回收工序。

由于排放氣中含有大量烴類物質(zhì)，直接排放火炬系統(tǒng)燃燒將造成原料浪費，帶來一定的經(jīng)濟(jì)損失，同時嚴(yán)重污染環(huán)境，無法滿足規(guī)定的排放指標(biāo)，因此，對烯烴聚合物生產(chǎn)中排放氣的回收具有重要現(xiàn)實意義。

壓縮冷凝法是一種傳統(tǒng)的排放尾氣回收方法，其利用排放氣中各組分露點的不同而實現(xiàn)氣體分離，流程簡單、處理量大，在聚烯烴排放氣回收中已得到廣泛的應(yīng)用。壓縮冷凝法主要有以下不足之處：1)受到壓力和冷凝溫度的限制，難以回收與吹掃氣體氮氣沸點接近的C1～C3的烴類，其回收率一般不大于30％；2)無法回收惰性氣體，未冷凝的尾氣中惰性氣體濃度達(dá)不到脫氣的濃度要求，無法循環(huán)利用而只能排放火炬系統(tǒng)。

回收尾氣還可以采用吸收-解吸法，專利US 5,681,908公開了利用吸收-解吸法處理回收聚烯烴排放氣中的單體、反應(yīng)副產(chǎn)物和輕組分，將尾氣冷卻后送入吸收塔內(nèi)與吸收劑接觸，吸收劑吸收未反應(yīng)的單體和副產(chǎn)物后，從塔底排出進(jìn)入解吸塔，經(jīng)過解吸過程，未反應(yīng)的單體和副產(chǎn)物從解析塔塔頂排出，進(jìn)一步分離后未反應(yīng)的單體返回反應(yīng)器循環(huán)利用，從解析塔塔底排出的吸收劑返回吸收塔循環(huán)使用。吸收-解吸法在壓縮冷凝法的基礎(chǔ)上進(jìn)一步回收烴類物質(zhì)，具有較高的回收效率，但設(shè)備投資大，流程復(fù)雜，能耗較高。

專利CN 104923029公開了一種壓縮冷凝-深冷-膜分離結(jié)合用于處理氣相法聚烯烴排放氣尾氣的回收方法，膜分離后富烴相返回壓縮機(jī)進(jìn)行循環(huán)回收，貧烴相送入透平膨脹機(jī)進(jìn)行無動力等熵膨脹，逐級降溫后進(jìn)行氣液分離，冷凝液可作為制冷劑循環(huán)利用，未冷凝氣冷量進(jìn)一步回收利用后，可作為吹掃氣循環(huán)利用。該方法可有效回收未反應(yīng)單體，減小氣體排放量和吹掃氣用量，降低換熱器能耗，但透平膨脹裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)備昂貴，同時由于其工作轉(zhuǎn)速高，通常達(dá)到上萬轉(zhuǎn)，對其葉輪加工精度要求很高，國內(nèi)主要依靠進(jìn)口，此外透平維護(hù)困難，帶液運行能力差，影響回收效率。

綜上所述，現(xiàn)有的聚烯烴排放氣回收方法存在回收效率不高、設(shè)備投資大、能耗高、無法有效回收低沸點烴類和惰性氣體等不足，因此，發(fā)明一種有效回收排放氣各組分、回收效率高的聚烯烴排放氣回收方法具有重大經(jīng)濟(jì)價值和現(xiàn)實意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種回收效率高、設(shè)備投資小的聚烯烴排放氣尾氣的回收方法，所述的聚烯烴包括但不限于聚乙烯、聚丙烯等。

根據(jù)上述目標(biāo)，本發(fā)明提出了一種將氣波制冷裝置用于聚烯烴排放氣尾氣回收流程的方法，其流程包括以下單元：