CN101575254A - 一种从炼厂干气中回收聚合级乙烯工艺 - Google Patents
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Abstract
一种从炼厂干气中回收聚合级乙烯工艺，包括炼厂干气进行压缩、脱除酸性气体、除杂冷却后，送入脱碳四塔，其特征在于：1)所述脱碳四塔脱除干气中的C4及C4以上组分；2)再在脱甲烷塔中用吸收剂将C2或C2 +轻烃组分吸收下来，并用塔顶气在膨胀机中膨胀作功获得的低温来冷凝塔顶气中的C2 +组分；3)然后在乙烯精馏塔内将被吸收的乙烯与吸收剂分离，塔釜出料的C2 +组分作为脱甲烷塔的吸收剂，塔顶气经冷凝节流膨胀系统得到低温的聚合级乙烯。本发明工艺简单、操作稳定、投资成本低，工艺过程中消除了重碳四和碳五二烯烃聚合危险，且完全消除了氮氧化物和二烯烃形成硝化树脂的安全隐患，安全实用，乙烯回收率高、纯度达到聚合级。
Description
技术领域
本发明涉及一种从炼厂干气中回收聚合级乙烯工艺。
背景技术
原油蒸馏、催化裂化、热裂化、石油焦化、加氢裂化、催化重整、加氢精制等石油炼厂副产的气态烃，主要成分为碳四(C4)以下的烷烃、烯烃以及氢气和少量氮气、二氧化碳等气体。不同来源的炼厂气其组成各异，炼厂干气中通常含有8～20％的乙烯和10～25％左右的乙烷，还有丙烯、丙烷等有用组分。但目前大部分炼厂干气通常都被送入瓦斯管网作燃料气，有些甚至放入火炬直接烧掉，这是能源资源的一大浪费。
炼厂气加工是石油炼厂的重要任务之一。若分离回收其中的乙烷和乙烯，聚合级乙烯则可作为石油化工以及聚烯烃装置原料，乙烷可供乙烯装置作为裂解原料。因此从炼厂干气中分离回收轻烃具有重大的经济效益和社会效益。
目前国内外从炼厂干气中回收聚合级乙烯的方法有变压吸附法、中冷油吸收法和深冷分离法，虽然已取得一定成果，但都存在一些问题：变压吸附法设备庞大，轻烃回收率不高，产品很难达到聚合级乙烯的要求；传统中冷油吸收法乙烯收率低，能耗高；深冷分离法仅适用于干气量较大的情况，且流程复杂，能耗大，运行成本高。
CN 101063048A提出了一种高效的采用中冷油吸收法分离炼厂催化干气的方法，该方法以炼厂液化气作为吸收剂，保持吸收温度为中冷，采用膨胀机和冷箱回收冷量，使乙烯和丙烯的回收率大幅提高，同时减少吸收剂的循环量和损失量，降低了能耗。但是，此工艺产品气中含有氮氧化物和氧气，未得到聚合级乙烯产品气，使其使用范围和利用价值受到极大限制。而且该工艺在干气进入冷箱之前没有脱除氮氧化物和不饱和烃，特别是单烯烃、二烯烃，比如丁二烯等，氮氧化物与二烯烃易形成硝化树脂，这类硝化树脂在冷箱中积累，存在着爆炸危险(Kohler的《Cold boxexplosion at Shell steam cracker in Berre，France》AIChE SpringNational Meeting，Houston Texas Apr.7-11，1991)。此外吸收塔塔顶和塔釜温差大，气液运动剧烈，吸收塔运行不稳定，塔釜能耗高、低压蒸汽消耗大。解吸塔后增加粗分塔，工艺较复杂。
发明内容
本发明的目的是提出一种工艺简单、安全实用、除杂效果好、轻烃回收率和纯度高、投资成本低的炼厂干气回收聚合级乙烯工艺。
为解决上述技术问题，采用的技术方案是：一种从炼厂干气中回收聚合级乙烯工艺，包括炼厂干气进行压缩、脱除酸性气体、除杂冷却后，送入脱碳四塔，其特征在于：
1)所述脱碳四塔脱除干气中的C4及C4以上组分；
2)再在脱甲烷塔中用吸收剂将C2或C2 +轻烃组分吸收下来，并用塔顶气在膨胀机中膨胀作功获得的低温来冷凝塔顶气中的C2 +组分；
3)然后在乙烯精馏塔内将被吸收的乙烯与吸收剂分离，塔釜出料的C2 +组分作为脱甲烷塔的吸收剂，塔顶气经冷凝节流膨胀系统得到低温的聚合级乙烯。
本发明上述工艺中，脱甲烷塔的入口压力为1.0～5.0MPa，优选为3.2MPa(A)；入口温度为-90～0℃，优选为-60℃；塔顶出口压力为1.0～5.0MPa(A)，优选为3.0MPa(A)；塔顶出口温度为-60～-10℃，优选为-40℃；脱甲烷塔塔顶气在膨胀机中膨胀作功后温度优选为-150～-50℃，优选为-95℃；吸收剂为C2 +轻烃，优选乙烷。
乙烯精馏塔入口压力优选为1.0～5.0MPa(A)，优选为3.0MPa(A)；入口温度为-50～40℃，优选为0℃；塔顶出口压力为0.5～6.0MPa(A)，优选为1.4MPa(A)；塔顶出口温度为-80～0℃，优选为-35℃；塔顶冷凝器温度为-60～-10℃，优选为-38℃；塔底再沸器温度为0～120℃，优选为45℃；节流膨胀系统出口压力为0.005～1.0MPa，优选为0.6MPa；节流膨胀系统出口温度为-120～0℃，优选为-62℃。另外，本发明回收了脱甲烷塔塔顶气膨胀后的冷量以及乙烯精馏塔塔顶冷凝液节流膨胀后的冷量。
本发明的积极效果是：工艺简单，乙烯回收率高、纯度达到聚合级；具有非常宽广的操作范围，可保证干气中C2 +组分含量变化时，系统能稳定操作；本发明的前加氢、前脱碳四和中冷油吸收工艺，一方面消除了重碳四和碳五二烯烃的聚合危险，另一方面整个工艺过程(除膨胀机)温度不低于-70℃，且完全消除了氮氧化物和二烯烃，避免了两者在-102℃形成硝化树脂而带来的安全隐患；此外，本发明不需要乙烯制冷系统，采用塔顶气在膨胀机中膨胀作功获得的的低温来冷凝塔顶气中的C2 +组分，而且回收了节流膨胀系统中的大量冷量，因此可降低系统的能耗，使运行成本降低，而且能提高C2 +组分的回收率。
通过本发明回收的聚合级乙烯可作为聚乙烯的原料或作乙苯、苯乙烯、环氧乙烷、烯烃转化的原料，乙烷可供乙烯装置作为裂解原料。
附图说明
图1为本发明一种从炼厂干气中回收聚合级乙烯工艺的流程图。
图中：101为脱碳四塔；102为脱甲烷塔；103为乙烯精馏塔；104为气液分离器。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的工艺作进一步的阐述。
以下实施例中，炼厂干气压缩后首先进入胺吸收塔和碱洗塔除去干气中的H2S和CO2，经离心压缩机压缩至3.4MPa(A)后，经过脱汞床、脱氧加氢床、脱水床、脱硫床、脱除干气中的汞、水、硫、氮氧化物等杂质，冷却，送入脱碳四塔，脱除干气中的碳四和二烯烃；然后进入脱甲烷塔。
实施例1
如图1所示，本实施例处理的是A炼厂干气，工况条件如表1所示。
表1 A炼油厂干气数据表
炼厂干气经压缩、脱除酸性气体、除杂冷却后送入脱碳四塔脱除干气中的碳四和二烯烃，然后进入脱甲烷塔。脱甲烷塔入口压力3.2MPa(A)、温度-58℃，所用的吸收剂为乙烯精馏塔塔釜出料，其主要成分为乙烷和丙烷，3.0MPa(A)、-40℃的塔顶气在膨胀机中膨胀作功获得的-100℃低温来冷凝塔顶气中的C2 +组分，塔底通入一股组成为氢气的气提气，脱甲烷塔塔釜物流进入乙烯精馏塔将乙烯解吸出来。乙烯精馏塔入口压力3.0MPa(A)、温度0℃，塔顶出口压力1.4MPa(A)、温度-35℃，塔底再沸器温度为40℃。塔顶气经过冷凝器冷凝成液体，再送入节流膨胀系统，得到0.6MPa(A)、-62℃的聚合级乙烯。回收聚合级乙烯中的冷量来冷却原料气。所得产品气参数见表2。
表2产品气数据表
经计算，本实施例中乙烯的回收率为99.2％，乙烷的回收率为96.5％。
实施例2
炼厂干气进入脱甲烷塔，入口压力5.0MPa(A)、温度-80℃，所用的吸收剂为丙烷，塔顶出口压力4.5MPa(A)、温度-60℃，塔底通入一股组成为甲烷的气提气；膨胀机出口温度为-140℃。乙烯精馏塔入口压力4.5MPa(A)、温度-40℃，塔顶出口压力5.0MPa(A)、温度-72℃，塔顶冷凝器-58℃，塔底再沸器温度为110℃；节流膨胀系统出口压力0.9MPa(A)、-112℃。其余同实施例1操作。
经测定，乙烯的回收率达到99.5％，纯度为99.98％；乙烷的回收率为96.2％。
实施例3
炼厂干气进入脱甲烷塔的入口压力4.5MPa(A)、温度-70℃，所用的吸收剂为丁烷，塔顶出口压力4.2MPa(A)、温度-54℃，塔底通入一股组成为甲烷和氢气的气提气；膨胀机出口温度为-130℃；乙烯精馏塔入口压力4.2MPa(A)、温度-30℃，塔顶出口压力4.5MPa(A)、温度-64℃，塔顶冷凝器-55℃，塔底再沸器温度为98℃；节流膨胀系统出口压力0.8MPa(A)、-100℃。其余同实施例1操作。
经测定，乙烯的回收率达到99.45％，纯度为99.98％；乙烷的回收率为96.1％。
实施例4
脱甲烷塔的入口压力4.1MPa(A)、温度-60℃，所用的吸收剂为乙烷，塔顶出口压力3.8MPa(A)、温度-50℃，塔底增加再沸器；膨胀机出口温度为-120℃。乙烯精馏塔入口压力3.8MPa(A)、温度-20℃，塔顶出口压力4.1MPa(A)、温度-60℃，塔顶冷凝器-50℃，塔底再沸器温度为89℃；节流膨胀系统出口压力0.7MPa(A)、-90℃。其余同实施例1操作。
经测定，乙烯的回收率达到99.43％，纯度为99.97％；乙烷的回收率为96.0％。
实施例5
脱甲烷塔的入口压力3.7MPa(A)、温度-50℃，所用的吸收剂为乙烷，塔顶出口压力3.5MPa(A)、温度-45℃，塔底通入一股组成为甲烷和氢气的气提气；膨胀机出口温度为-110℃。乙烯精馏塔入口压力3.3MPa(A)、温度-10℃，塔顶出口压力3.5MPa(A)、温度-55℃，塔顶冷凝器-45℃，塔底再沸器温度为79℃；节流膨胀系统出口压力0.6MPa(A)、-80℃。其余同实施例1。
经测定，乙烯的回收率达到99.42％，纯度为99.97％；乙烷的回收率为95.9％。
实施例6
脱甲烷塔的入口压力3.3MPa(A)、温度-45℃，所用的吸收剂为乙烷，塔顶出口压力3.3MPa(A)、温度-41℃，塔底通入一股组成为甲烷的气提气；膨胀机出口温度为-100℃。乙烯精馏塔入口压力3.0MPa(A)、温度0℃，塔顶出口压力3.0MPa(A、温度-50℃，塔顶冷凝器-40℃，塔底再沸器温度为69℃。节流膨胀系统出口压力0.5MPa(A)、-70℃。其余同实施例1。
经测定，乙烯的回收率达到99.40％，纯度为99.97％；乙烷的回收率为95.8％。
实施例7
脱甲烷塔的入口压力3.0MPa(A)、温度-40℃，所用的吸收剂为丙烷，塔顶出口压力3.0MPa(A)、温度-35℃，塔底通入一股组成为氢气的气提气；膨胀机出口温度为-90℃。乙烯精馏塔入口压力2.6MPa(A)、温度10℃，塔顶出口压力2.5MPa(A)、温度-40℃，塔顶冷凝器-30℃，塔底再沸器温度为58℃。节流膨胀系统出口压力0.4MPa(A)、-60℃。其余同实施例1。
经测定，乙烯的回收率达到99.37％，纯度为99.96％；乙烷的回收率为95.7％。
实施例8
脱甲烷塔的入口压力2.5MPa(A)、温度-30℃，所用的吸收剂为丙烷组分，塔顶出口压力2.5MPa(A)、温度-30℃，塔底通入一股组成为甲烷的气提气；膨胀机出口温度为-80℃。乙烯精馏塔入口压力2.3MPa(A)、温度20℃，塔顶出口压力2.1MPa(A)、温度-30℃，塔顶冷凝器-25℃，塔底再沸器温度为48℃；节流膨胀系统出口压力0.3MPa(A)、-50℃。其余同实施例1。
经测定，乙烯的回收率达到99.25％，纯度为99.96％；乙烷的回收率为95.6％。
实施例9
脱甲烷塔的入口压力2.0MPa(A)、温度-20℃，所用的吸收剂为乙烷，塔顶出口压力2.0MPa(A)、温度-23℃，塔底通入一股组成为氢气的气提气；膨胀机出口温度为-70℃。乙烯精馏塔入口压力2.0MPa(A)、温度30℃，塔顶出口压力1.8MPa(A)、温度-20℃，塔顶冷凝器-20℃，塔底再沸器温度为35℃。节流膨胀系统出口压力0.2MPa(A)、-30℃。其余同实施例1。
经测定，乙烯的回收率达到99.12％，纯度为99.96％；乙烷的回收率为95.5％。
实施例10
脱甲烷塔的入口压力1.5MPa(A)、温度-10℃，所用的吸收剂为丙烷，塔顶出口压力1.5MPa(A)、温度-15℃，塔底增加再沸器；膨胀机出口温度为-60℃。乙烯精馏塔入口压力1.5MPa(A)、温度35℃，塔顶出口压力1.0MPa(A)、温度-10℃，塔顶冷凝器-15℃，塔底再沸器温度为20℃。节流膨胀系统出口压力0.1MPa(A)、-20℃。其余同实施例1。
经测定，乙烯的回收率达到99.08％，纯度为99.95％；乙烷的回收率为95.4％。
Claims (7)
1.一种从炼厂干气中回收聚合级乙烯工艺，包括炼厂干气进行压缩、脱除酸性气体、除杂冷却后，送入脱碳四塔，其特征在于：
1)所述脱碳四塔脱除干气中的C4及C4以上组分；
2)再在脱甲烷塔中用吸收剂将C2或C2 +轻烃组分吸收下来，并用塔顶气在膨胀机中膨胀作功获得的低温来冷凝塔顶气中的C2 +组分；
3)然后在乙烯精馏塔内将被吸收的乙烯与吸收剂分离，塔釜出料的C2 +组分作为脱甲烷塔的吸收剂，塔顶气经冷凝节流膨胀系统得到低温的聚合级乙烯。
2.根据权利要求1所述的一种从炼厂干气中回收聚合级乙烯工艺，其特征在于，在所述脱甲烷塔塔底通入一股气提气，组成为氢气或甲烷或者两者的组合；或者在脱甲烷塔塔底增加再沸器。
3.根据权利要求1所述的一种从炼厂干气中回收聚合级乙烯工艺，其特征在于，所述脱甲烷塔入口压力为1.0～5.0MPa(A)，入口温度为-90～0℃；塔顶出口压力为1.0～5.0MPa，出口温度为-60～-10℃。
4.根据权利要求1所述的一种从炼厂干气中回收聚合级乙烯工艺，其特征在于，所述脱甲烷塔塔顶气在膨胀机中膨胀作功后温度降至-150～-50℃；膨胀机出口压力为0.005～1.0MPa(A)，出口温度为-120～0℃。
5.根据权利要求1所述的一种从炼厂干气中回收聚合级乙烯工艺，其特征在于，所述乙烯精馏塔入口压力为1.0～5.0MPa(A)，入口温度为-50～40℃；塔顶出口压力为0.5～6.0MPa，出口温度为-80～0℃。
6.根据权利要求1所述的一种从炼厂干气中回收聚合级乙烯工艺，其特征在于，所述乙烯精馏塔塔顶冷凝器温度为-60～-10℃，塔底再沸器温度为0～120℃。
7.根据权利要求1所述的一种从炼厂干气中回收聚合级乙烯工艺，其特征在于，所述脱甲烷塔中吸收剂为C2 +轻烃。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20091111 |