[發明專利]一種分離富含碳二碳三干氣的方法與裝置

有效

• 申請號: 202011101534.5
• 申請日: 2020-10-15
• 公開（公告）號: CN112194550B
• 公開（公告）日: 2023-08-25
• 發明（設計）人: 朱煒玄;鄒雄;候國新;韓志忠;董宏光
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: C07C7/00
• 分類號: C07C7/00;C07C7/04;C07C7/11;C07C9/06;C07C9/08;C01B3/50
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 溫福雪;侯明遠

一種分離富含碳二碳三干氣的方法與裝置，該方法：將干氣冷卻后送入多級吸收塔處理；多級吸收塔的氣相送入燃料氣管網或PSA裝置，液相送入高壓閃蒸區處理；高壓閃蒸區的氣相返回干氣預處理系統的壓縮工段，液相分別送入多級吸收塔和低壓閃蒸區；低壓閃蒸區的氣相送入碳二提濃氣壓縮機系統，液相分別送入多級吸收塔和碳二解吸塔；碳二解吸塔的氣相與低壓閃蒸區的加壓氣相混合送去乙烯裝置裂解爐，得到的液相送去碳三解吸塔處理；碳三解吸塔的氣相作為碳三提濃氣送去烷烴脫氫裝置，液相送入多級吸收塔和抽出碳四送出界外。本發明的工藝流程簡單，貧溶劑用量少，能耗低，投資小，碳二碳三回收率高，分別處理碳二和碳三組分，提高產品的經濟效益。

技術領域

本發明屬于煉廠干氣回收技術領域，具體說，是涉及一種分離富含碳二碳三干氣的方法與裝置。

背景技術

干氣的來源為煉廠中的煉油裝置與化工裝置，目前，我國大部分煉廠產生的干氣作為燃料燒掉，有些甚至放入火炬燃燒掉，利用價值較低，造成了資源的嚴重浪費和環境污染。煉廠干氣主要成分為甲烷、乙烷、乙烯、丙烯、丙烷、丁烷等，其中碳二組分含量最多，經過干氣回收的碳二中乙烯可作為乙苯、環氧乙烷等裝置的生產原料，而乙烷是非常理想的裂解原料，將煉廠中的乙烷回收送往乙烯生產裝置，降低了裂解原料的成本。碳三組分可送去烷烴脫氫裝置進一步回收利用，極大提高了經濟效益。

目前從煉廠干氣中回收碳二組分的方法主要有深冷分離法、冷油吸收法、變壓吸附法(PSA)等，各種方法各有其優勢和劣勢。深冷分離法經過數十年的發展與改進，技術成熟、工藝完善，而且產品純度和回收率都很高，是以前提純裂解乙烯常用方法。但該方法一般需在-100℃左右的低溫下進行氣體分離，冷量負荷大且制冷流程復雜，還需對原料氣進行預處理，導致裝置投資大。此外，深冷分離法通常適合于煉廠集中、干氣副產量大的地區，針對我國煉廠規模相對較小且較為分散的情況，采用該方法經濟性較差。變壓吸附法可實現常溫操作，自動化程度高、操作簡單、能耗較低且環境友好，但采用該方法設備龐大、控制系統比較復雜，得到的乙烯純度較低且回收率不高，要得到聚合級乙烯通常需要采用多級變壓吸附，占地面積及設備投資增加。

冷油吸收法屬于物理吸收，利用干氣中各組分在吸收劑中的溶解度差異實現干氣分離，吸收劑一般為混合碳四、混合碳五和液化氣等，首先通過吸收脫除甲烷和氫氣等不凝氣體組分，再通過解吸的方法回收C2、C3組分。冷油吸收法有中冷油吸收法(-40～-20℃)與淺冷油吸收法(0℃以上)，目前的冷油吸收法技術存在著貧溶劑循環量大、解吸全部由熱解吸分離、能耗較高等問題。

專利CN?109553504?A提出了一種采用淺冷油吸收技術回收煉廠飽和干氣的方法及裝置，該工藝由壓縮、吸收、解吸，再吸收解吸等步驟組成，吸收溫度為5～15℃，操作條件溫和，但由于吸收溫度較高，導致溶劑循環量高，裝置能耗高，且吸收后的甲烷氫中C3及重組分含量高，導致需要兩套吸收-解吸系統，使得流程復雜。

專利CN?109912379?A、CN?111320522?A、CN?111320523?A、CN?111320521?A、CN111320524?A在專利CN?109553504?A的基礎上通過擴展后續產物分離序列，得到碳二、碳三等各組分產品，實現了各個組分的有效利用，但其核心依舊是淺冷油吸收加熱解吸的方式，并沒有解決溶劑用量大，裝置能耗高的問題。

專利CN?104892340?A公開了一種油吸收干氣回收乙烯、乙烷的三塔裝置與方法，通過在解吸塔前增加冷卻、閃蒸的方式以及降低吸收的操作溫度，以此來提高甲烷的回收率，降低乙烯產品中的甲烷含量，但冷卻和閃蒸的技術本質相當于增加了一套解吸塔頂的分凝器系統，閃蒸罐相當于分凝器后的氣液緩沖罐，最終相當于通過分凝的方式進行了二次甲烷和乙烯的分離，實現了提高甲烷回收率的目的，但并沒有解決工藝能耗高的問題。