CN104307301B - 一种丁二烯尾气回收装置及其回收方法 - Google Patents
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Abstract
一种丁二烯尾气回收装置及其回收方法，装置包括依次相连的常温分离器、干燥装置、冷凝分离装置、吸附装置；冷凝分离装置包括换热器、第一低温分离器、涡轮膨胀机组，涡轮膨胀机组包括膨胀端、增压端；干燥装置与换热器的第一进口相连，换热器的第一出口接第一低温分离器的进口，第一低温分离器的出口接涡轮膨胀机组的膨胀端入口，涡轮膨胀机组膨胀端出口与换热器的第二进口相连，换热器的第二出口接涡轮膨胀机组的增压端的入口，吸附装置与涡轮膨胀机组的增压端的出口相连。方法包括干燥、冷凝分离、吸附。本发明解决了现有丁二烯尾气回收装置存在的结构复杂，处理成本高、能耗高的问题，具有结构简单，处理成本低、能耗低，维护方便的优点。
Description
技术领域
本发明涉及石油化工领域，进一步地说，是涉及一种丁二烯尾气回收装置及其回收方法。
背景技术
现阶段丁二烯的主要生产工艺是由丁烯催化氧化脱氢生产丁二烯，该装置产生的残余废气俗称丁二烯尾气。丁二烯尾气中含有有机物浓度较高（如戊烷、己烷、庚烷等），一般在含4重量%。这些富含有机物的废气目前尚无工业利用价值，只能送火炬系统燃烧处理。这样一方面会造成很大的资源浪费，另一方面会对环境造成严重的污染。如果将这些废气中富含有机物的尾气回收利用，将大大提高丁二烯装置的经济效益。
目前，现有技术中常用的方法主要是采用吸收法对废气进行处理，工作原理是利用吸收剂通过吸收装置对废气中的有机物进行吸收，从而达到净化废气的目的。但是这种技术的缺陷一是吸附材料成本过高，需要经常更换；二是吸附材料需要进行二次处理，操作繁琐，运行费用高。
发明内容
本发明的目的是为解决了现有技术中丁二烯尾气回收装置存在的结构复杂，处理成本高、能耗高的问题为解决现有技术中存在的问题，而提供一种结构简单，处理成本低、能耗低，维护方便的丁二烯尾气回收装置及其回收方法。
本发明的丁二烯尾气回收装置：包括依次相连的常温分离器、干燥装置、冷凝分离装置、吸附装置；冷凝分离装置包括换热器、第一低温分离器、涡轮膨胀机组，涡轮膨胀机组包括膨胀端T、增压端C；干燥装置与换热器的第一进口相连，换热器的第一出口接第一低温分离器的进口，第一低温分离器的出口接涡轮膨胀机组的膨胀端T入口，涡轮膨胀机组膨胀端出口与换热器的第二进口相连，换热器的第二出口接涡轮膨胀机组的增压端的入口，吸附装置与涡轮膨胀机组的增压端的出口相连。用于将进行二次气液分离后的尾气再次进入换热器进行冷量交换，再进入涡轮膨胀机组的增压端增压后外输。通过涡轮膨胀机组处理后的丁二烯尾气接入炭吸附装置，经炭吸附装置处理后可达到环保排放要求，直接放空。
所述涡轮膨胀机组膨胀端出口与换热器之间设有第二低温分离器。
所述换热器的第一进口、第一出口分别为热边进口、热边出口，第二进口、第二出口分别为冷边进口、冷边出口。
所述常温分离器的进口接待处理尾气，常温分离器的出口接干燥装置的进口。
所述干燥装置为分子筛干燥装置。
所述分子筛干燥装置包括两个并联的分子筛干燥罐。
所述吸附装置为炭吸附装置。
本发明的丁二烯尾气回收方法：包括以下步骤：
步骤1、干燥：丁二烯尾气经过常温分离器气液分离后，进入分子筛干燥装置脱去尾气中的游离水，使其露点降至-80℃以下；
步骤2、冷凝分离：来自步骤1的尾气进入换热器的第一进口与换热器的冷边来自涡轮膨胀机组膨胀后的低温气体进行冷凝换热，使尾气温度降至-25℃±5℃，然后进入第一低温分离器中进行气液分离，再进入涡轮膨胀机组膨胀端制冷，膨胀制冷后的气体温度降至-74℃±5℃，进入第二低温液分离器中进行气液分离后，进入换热器冷边与换热器热边气体进行冷量交换，最后进入涡轮膨胀机组的增压端增压后外输，将有机物分离出来；
步骤3、吸附：来自步骤2的尾气进入吸附装置进行进一步处理，经过吸附处理完后，尾气中所含的有机物被回收，达到环保排放要求后放空。
本发明丁二烯尾气经干燥净化、冷凝换热、膨胀降温后经活性炭吸附。
本发明除了解决了丁二烯尾气回收过程中运行费用高的问题，还具体以下特点：
1.传统工艺中，丁二烯尾气进入放空火炬中作为燃料烧掉，本发明将废气中的有机物回收下来，可将有机物直接作为化工原料利用，具有较高的经济效益；
2.本发明直接利用丁二烯尾气的压力能，通过涡轮膨胀机使压力能转变成低温冷量，来降低油气的温度，涡轮膨胀机本身不需要电力驱动，它依靠进口的气体压力带动涡轮旋转，对外做功，气体出口压力降低，出口温度可下降50℃左右。这大大节省了能耗，也消除了尾气带压排放所造成的噪音；
3.本发明中的装置在低温下运行，没有着火、燃烧、爆炸的危险；
4.本发明中，将丁二烯尾气却到-74℃，即可将大部分有机物冷凝下来，无需其他冷剂，节省能耗；
5.本发明流程简单、设备数量少，投资少。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图中，1、丁二烯尾气，2、常温分离器，3、分子筛干燥装置，4、换热器，5、第一低温分离器，6、涡轮膨胀机组，7、第二低温分离器，8、炭吸附装置，9、放空尾气。
具体实施方式
图1中，本发明包括与丁二烯尾气1相连用于气液分离的常温分离器2，与常温分离器2气体出口端相连用于脱去尾气中的游离水的分子筛干燥装置3，与分子筛干燥装置3相连的冷凝分离装置，与冷凝分离装置相连的用于将尾气中的有机物回收的炭吸附装置8。冷凝分离装置包括换热器4、第一低温分离器5、涡轮膨胀机组6、第二低温分离器7。干燥装置3与换热器4的热边进口相连，换热器4的热边出口接第一低温分离器5的进口，第一低温分离器5的出口接涡轮膨胀机组6的膨胀端T入口，涡轮膨胀机组6膨胀端T出口接第二低温分离器7的进口，第二低温分离器7的出口接换热器4的冷边进口，换热器4的冷边出口接涡轮膨胀机组6的增压端C的入口。炭吸附装置8与涡轮膨胀机组6的增压端的出口相连。用于将进行二次气液分离后的尾气再次进入换热器进行冷量交换，再进入涡轮膨胀机组的增压端增压后外输。分子筛干燥装置包括两个并联的分子筛干燥罐。
常温分离器2的进气口接待处理丁二烯尾气1，常温分离器2的出气口接分子筛干燥装置的进气口，分子筛干燥装置的出气口接换热器4的热边进口，换热器4的热边出口接第一低温分离器5的进气口，第一低温分离器5的出气口接涡轮膨胀机组6的膨胀端入口，涡轮膨胀机组6的膨胀端出口接第二低温分离器7的进气口，第二低温分离器7的出气口接换热器4的冷边进口，换热器4的冷边出口接涡轮膨胀机组6的增压端入口，涡轮膨胀机组6的增压端出口接炭吸附装置8的进气口，处理后的尾气从炭吸附装置8的出气口排出，放空尾气9。
丁二烯尾气回收方法，包括以下步骤：
步骤1、干燥：丁二烯尾气经过常温分离器2气液分离后，进入分子筛干燥装置3脱去尾气中的游离水，使其露点降至-80℃以下。
步骤2、冷凝分离：来自步骤1的尾气进入换热器热边与换热器冷边来自涡轮膨胀机膨胀后的低温气体进行冷凝换热，使尾气温度降至-25℃左右，然后进入第一低温分离器5中进行气液分离，再进入涡轮膨胀机组6膨胀端制冷，膨胀制冷后的气体温度降至-74℃左右，进入第二低温液分离器7中进行气液分离后，进入换热器冷边与换热器热边气体进行冷量交换，最后进入涡轮膨胀机组的增压端增压后外输，此时，98%质量的有机物被分离出来。
步骤3、吸附：来自步骤2的气体进入炭吸附装置8进行进一步处理，经过炭吸附处理完后，尾气中所含99.9%质量以上的有机物被回收，达到环保排放要求后放空。
Claims (8)
1.一种丁二烯尾气回收装置，其特征在于：包括依次相连的常温分离器（2）、干燥装置（3）、冷凝分离装置、吸附装置（8）；冷凝分离装置包括换热器（4）、第一低温分离器（5）、涡轮膨胀机组（6），涡轮膨胀机组（6）包括膨胀端、增压端；干燥装置（3）与换热器（4）的第一进口相连，换热器（4）的第一出口接第一低温分离器（5）的进口，第一低温分离器（5）的出口接涡轮膨胀机组（6）的膨胀端入口，涡轮膨胀机组（6）膨胀端出口与换热器（4）的第二进口相连，换热器（4）的第二出口接涡轮膨胀机组（6）的增压端的入口，吸附装置（8）与涡轮膨胀机组（6）的增压端的出口相连。
2.根据权利要求1所述的丁二烯尾气回收装置，其特征在于：所述涡轮膨胀机组（6）膨胀端出口与换热器（4）之间设有第二低温分离器（7）。
3.根据权利要求1所述的丁二烯尾气回收装置，其特征在于：所述换热器的第一进口、第一出口分别为热边进口、热边出口，换热器的第二进口、第二出口分别为冷边进口、冷边出口。
4.根据权利要求1所述的丁二烯尾气回收装置，其特征在于：所述常温分离器（2）的进口接待处理尾气（1），常温分离器（2）的出口接干燥装置（3）的进口。
5.根据权利要求1所述的丁二烯尾气回收装置，其特征在于：所述干燥装置（3）为分子筛干燥装置。
6.根据权利要求5所述的丁二烯尾气回收装置，其特征在于：所述分子筛干燥装置包括两个并联的分子筛干燥罐。
7.根据权利要求1所述的丁二烯尾气回收装置，其特征在于：所述吸附装置（8）为炭吸附装置。
8.一种用权利要求1所述的丁二烯尾气回收装置回收丁二烯尾气的方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1、干燥：丁二烯尾气经过常温分离器（2）气液分离后，进入分子筛干燥装置（3）脱去尾气中的游离水，使其露点降至-80℃以下；
步骤2、冷凝分离：来自步骤1的尾气进入换热器（4）的第一进口与换热器（4）的冷边来自涡轮膨胀机组（6）膨胀后的低温气体进行冷凝换热，使尾气温度降至-25℃±5℃，然后进入第一低温分离器（5）中进行气液分离，再进入涡轮膨胀机组（6）膨胀端制冷，膨胀制冷后的气体温度降至-74℃±5℃，进入第二低温液分离器（7）中进行气液分离后，进入换热器冷边与换热器热边气体进行冷量交换，最后进入涡轮膨胀机组的增压端增压后外输，将有机物分离出来；
步骤3、吸附：来自步骤2的尾气进入吸附装置（8）进行进一步处理，经过吸附处理完后，尾气中所含的有机物被回收，达到环保排放要求后放空。
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