CN105169928A - 一种回收聚乙烯装置尾气中烃类组分和氮气的方法和装置 - Google Patents
一种回收聚乙烯装置尾气中烃类组分和氮气的方法和装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种回收聚乙烯装置尾气中烃类组分和氮气的方法和装置，所述方法包括以下步骤：A、使聚乙烯装置尾气经过催化脱氢反应器进行脱氢处理；B、使脱氢处理后的聚乙烯装置尾气经过变压吸附分离单元进行烃类组分和氮气的分离处理，回收得到彼此分离的烃类组分和氢气含量为0.001～0.5mol％的氮气。所述装置包括顺次连接的催化脱氢反应器和变压吸附分离单元，其中，所述聚乙烯装置尾气依次经过催化脱氢反应器和变压吸附分离单元回收得到彼此分离的烃类组分和氢气含量为0.001～0.5mol％的氮气。
Description
技术领域
本发明涉及聚乙烯生产装置的尾气回收技术领域，更具体地讲，本发明涉及一种回收聚乙烯装置尾气中烃类组分和氮气的方法和装置。
背景技术
在聚乙烯的生产过程中，通常会从聚合反应器和聚乙烯粉料脱气仓中排放出大量的由包括未聚合的乙烯和共聚单体(丙烯、丁烯、己烯等)等的烃类组分、诱导冷凝剂(异戊烷、己烷等)、氢气和脱气仓的吹扫氮气所混合而成的聚乙烯装置尾气。回收聚乙烯装置尾气中的烃类组分和氮气等气体，对于聚乙烯装置的节能降耗而言意义重大。
现有的回收聚乙烯装置尾气的方法通常包括加压冷凝、膜分离和变压吸附等步骤，从而能够实现烃类组分的有效回收，其中，烃类组分的回收率可达到99％以上。
但是，采用现有技术中上述方法回收的氮气中均含有氢气，如果将回收的氮气返回至脱气仓循环使用，则可能会形成仓内的氢气积累而造成严重的安全隐患。
因此，亟需提供一种能够从聚乙烯装置尾气中同时回收烃类组分以及氢气含量极低的氮气的方法和装置。
发明内容
针对上述现有技术中存在的问题和不足，本发明的目的在于提供一种能够从聚乙烯装置尾气中同时回收烃类组分和氮气的方法和装置，从而实现氮气回收率大于99％且烃类组分回收率达到近100％的近零排放效果。
为了实现上述目的，本发明的一方面提供了一种回收聚乙烯装置尾气中烃类组分和氮气的方法，所述方法包括以下步骤：
A、使聚乙烯装置尾气经过催化脱氢反应器进行脱氢处理；
B、使脱氢处理后的聚乙烯装置尾气经过变压吸附分离单元进行烃类组分和氮气的分离处理，回收得到彼此分离的烃类组分和氢气含量为0.001～0.5mol％的氮气。
根据本发明的回收聚乙烯装置尾气中烃类组分和氮气的方法的一个实施例，所述方法还包括在步骤A之前进行的利用过滤单元去除聚乙烯装置尾气中的固体颗粒和液滴的过滤步骤。
根据本发明的回收聚乙烯装置尾气中烃类组分和氮气的方法的一个实施例，所述方法还包括在所述过滤步骤之后且在步骤A之前进行的利用增压单元将聚乙烯装置尾气增压至0.2～2MPa的增压步骤。
根据本发明的回收聚乙烯装置尾气中烃类组分和氮气的方法的一个实施例，所述方法还包括在所述增压步骤之后且在步骤A之前进行的利用低温冷凝单元回收聚乙烯装置尾气中的诱导冷凝剂和高沸点烃类组分的低温冷凝步骤，其中，冷凝温度为-30～2℃。
根据本发明的回收聚乙烯装置尾气中烃类组分和氮气的方法的一个实施例，所述方法还包括在所述低温冷凝步骤之后且在步骤A之前进行的利用烷基铝脱除塔脱除聚乙烯装置尾气中的烷基铝的脱除步骤，其中，所述烷基铝脱除塔中装填有活性炭。
根据本发明的回收聚乙烯装置尾气中烃类组分和氮气的方法的一个实施例，所述催化脱氢反应器中装填的催化剂为含贵金属的脱氢催化剂或含非贵金属的脱氢催化剂，其中，脱氢处理的反应温度为50～300℃。
根据本发明的回收聚乙烯装置尾气中烃类组分和氮气的方法的一个实施例，所述含贵金属的脱氢催化剂为含钯、铂、金和银中至少一种的脱氢催化剂，所述含非贵金属的脱氢催化剂为含锰、铜和镍中至少一种的脱氢催化剂。
根据本发明的回收聚乙烯装置尾气中烃类组分和氮气的方法的一个实施例，所述变压吸附分离单元包括2个或2个以上的吸附塔，所述吸附塔中装填有为活性炭、活性氧化铝、硅胶和分子筛中的一种或多种的吸附剂。
根据本发明的回收聚乙烯装置尾气中烃类组分和氮气的方法的一个实施例，所述变压吸附分离单元中的分离处理至少包括吸附步骤、逆放步骤和抽空步骤，所述吸附步骤的压力大于0.15MPa，所述逆放步骤的压力大于0.1Mpa，所述抽空步骤的压力为0.001～0.06MPa，其中，使脱氢处理后的聚乙烯装置尾气冷却至20～60℃后再进入变压吸附分离单元中。
本发明的另一方面提供了一种回收聚乙烯装置尾气中烃类组分和氮气的装置，所述装置包括通过管道顺次连接的催化脱氢反应器和变压吸附分离单元，其中，所述聚乙烯装置尾气依次经过催化脱氢反应器和变压吸附分离单元回收得到彼此分离的烃类组分和氢气含量为0.001～0.5mol％的氮气。
根据本发明的回收聚乙烯装置尾气中烃类组分和氮气的装置的一个实施例，所述装置还包括设置在催化脱氢反应器之前的过滤单元，所述过滤单元用于去除聚乙烯装置尾气中的固体颗粒和液滴。
根据本发明的回收聚乙烯装置尾气中烃类组分和氮气的装置的一个实施例，所述装置还包括设置在所述过滤单元之后且在催化脱氢反应器之前的增压单元，所述增压单元用于对聚乙烯装置尾气进行增压。
根据本发明的回收聚乙烯装置尾气中烃类组分和氮气的装置的一个实施例，所述装置还包括设置在所述增压单元之后且在催化脱氢反应器之前的低温冷凝单元，所述低温冷凝单元用于回收聚乙烯装置尾气中的诱导冷凝剂和高沸点烃类组分。
根据本发明的回收聚乙烯装置尾气中烃类组分和氮气的装置的一个实施例，所述装置还包括设置在所述低温冷凝单元之后且在催化脱氢反应器之前的烷基铝脱除塔，所述烷基铝脱除塔用于脱除聚乙烯装置尾气中的烷基铝，其中，所述烷基铝脱除塔中装填有活性炭。
根据本发明的回收聚乙烯装置尾气中烃类组分和氮气的装置的一个实施例，所述催化脱氢反应器中装填的催化剂为含贵金属的脱氢催化剂或含非贵金属的脱氢催化剂。
根据本发明的回收聚乙烯装置尾气中烃类组分和氮气的装置的一个实施例，所述含贵金属的脱氢催化剂为含钯、铂、金和银中至少一种的脱氢催化剂，所述含非贵金属的脱氢催化剂为含锰、铜和镍中至少一种的脱氢催化剂。
根据本发明的回收聚乙烯装置尾气中烃类组分和氮气的装置的一个实施例，所述变压吸附分离单元包括2个或2个以上的吸附塔，所述吸附塔中装填有为活性炭、活性氧化铝、硅胶和分子筛中的一种或多种的吸附剂。
本发明具体利用了催化脱氢与变压吸附相结合的技术从聚乙烯装置尾气中同时回收烃类组分和氮气的方法，将尾气中的烃类组分和诱导冷凝剂浓缩回收利用，同时脱除掉尾气中含有的氢气，从而使得回收后的烃类组分和氮气能够分别返回至聚乙烯装置中循环使用，达到零排放和全回收聚乙烯装置尾气中烃类组分和氮气的目的。
附图说明
图1示出了根据本发明示例性实施例的回收聚乙烯装置尾气中烃类组分和氮气的装置的结构框图。
图2示出了根据本发明示例性实施例的回收聚乙烯装置尾气中烃类组分和氮气的方法的流程框图。
具体实施方式
在下文中，将结合附图详细说明本发明的回收聚乙烯装置尾气中烃类组分和氮气的方法和装置。
根据本发明，所述聚乙烯装置尾气是指在聚乙烯的正常生产过程中从聚合反应器和聚乙烯粉料脱气仓中排放出的由包括未聚合的乙烯和共聚单体(丙烯、丁烯、己烯等)等的烃类组分、诱导冷凝剂(异戊烷、己烷等)、氢气和脱气仓的吹扫氮气所混合而成的气体。
本发明的目的是提供一种能够同时有效回收聚乙烯装置尾气中的烃类组分和氮气并进行循环利用的方法和装置，其中，所回收的氮气中氢气含量为0.001～0.5mol％，从而避免了氮气回收使用时可能产生的安全隐患。
下面先对本发明的回收聚乙烯装置尾气中烃类组分和氮气的方法进行具体说明。
根据本发明，所述回收聚乙烯装置尾气中烃类组分和氮气的方法包括以下步骤：
A、使聚乙烯装置尾气经过催化脱氢反应器进行脱氢处理；
B、使脱氢处理后的聚乙烯装置尾气经过变压吸附分离单元进行烃类组分和氮气的分离处理，回收得到彼此分离的烃类组分和氢气含量为0.001～0.5mol％的氮气。
在上述步骤中，先将聚乙烯装置尾气进行催化脱氢处理，是为了能够预先脱除掉聚乙烯装置尾气中的氢气，便于进行后续的分离处理并获得较为纯净的氮气；然后将脱氢处理后的聚乙烯装置尾气进行变压吸附分离处理，是为了能够同时得到分离后的烃类组分和氮气。根据本发明的优选实施例，将所得烃类组分分离后进行分别的回收利用，将所得氮气返回至聚乙烯的生产过程中作为吹扫气体在脱气仓中使用，但本发明不限于此。
但是由于聚乙烯装置尾气中还存在诸如杂质、诱导冷凝剂、烷基铝等物质，所以为了获得更纯净的产品并实现更好的分离回收效果，本发明的回收方法中还可以包括其他的优化步骤。
具体地，图2示出了根据本发明示例性实施例的回收聚乙烯装置尾气中烃类组分和氮气的方法的流程框图。如图2所示，根据本发明的示例性实施例，所述方法还包括在步骤A之前进行的利用过滤单元去除聚乙烯装置尾气中的固体颗粒和液滴的过滤步骤，从而能够保证后续单元的稳定运行；所述方法还包括在过滤步骤之后且在步骤A之前进行的利用增压单元将聚乙烯装置尾气增压至0.2～2MPa的增压步骤，其中，增压单元可以为压缩机或鼓风机，增压的步骤可以缩小管道通径并降低投资，有利于冷凝回收高沸点烃类组分；所述方法还包括在增压步骤之后且在步骤A之前进行的利用低温冷凝单元回收聚乙烯装置尾气中的诱导冷凝剂和高沸点烃类组分的低温冷凝步骤，其中冷凝温度为-30～2℃；所述方法还包括在低温冷凝步骤之后且在步骤A之前进行的利用烷基铝脱除塔脱除聚乙烯装置尾气中的烷基铝的脱除步骤，其中，烷基铝脱除塔中装填有活性炭，脱除尾气中可能含有的烷基铝可以保证脱氢单元长时间的稳定运行。但本发明不限于此，操作人员可以根据需要增加或删除上述优化步骤中的任一个。
根据本发明，上述催化脱氢反应器中装填的催化剂为含贵金属的脱氢催化剂或含非贵金属的脱氢催化剂，其中，脱氢处理的反应温度为50～300℃。其中，含贵金属的脱氢催化剂可以为含钯、铂、金和银中至少一种的脱氢催化剂，含非贵金属的脱氢催化剂可以为含锰、铜和镍中至少一种的脱氢催化剂。其中，氢气在催化脱氢反应器中且在脱氢催化剂的作用下与乙烯反应生成乙烷而被脱除，脱除氢气之后的聚乙烯装置尾气则可进入后续的吸附分离处理阶段。
上述变压吸附分离单元包括2个或2个以上的吸附塔，当然其可以还包括如配套的程控阀、管道、PLC控制器和真空泵等辅助设备。优选地，将脱氢处理之后的聚乙烯装置尾气冷却至20～60℃，冷却的目的是保证变压吸附分离单元的稳定运行。之后再进入变压吸附分离单元进行分离处理，可以采用自然冷却的方式，也可以采用换热器和冷却器进行强制冷却的方式。其中，吸附塔中装填有为活性炭、活性氧化铝、硅胶和分子筛中的一种或多种的吸附剂，吸附剂可以实现对乙烯、乙烷等烃类组分的选择性吸附，而氮气则从吸附塔塔顶的气体出口被分离出来。之后，可以利用真空泵降压将吸附在吸附剂上的烃类组分脱吸附而获得烃类组分的产品，继而再去乙烯分离装置回收乙烯、丙烯等产品，乙烷等饱和烃类组分也可以作为乙烯裂解炉的原料，烃类组分也可以作为燃料或者用于其它用途。
根据本发明，变压吸附分离单元中的分离处理至少包括吸附步骤、逆放步骤和抽空步骤，控制吸附步骤的压力大于0.15MPa，逆放步骤的压力大于0.1Mpa，抽空步骤的压力为0.001～0.06MPa，其中，上述压力均为绝对压力值。在变压吸附分离单元中，吸附塔中装填的吸附剂选择性吸附聚乙烯装置尾气中的烃类组分，未被吸附的氮气从吸附塔出口排出并获得纯氮气产品，吸附步骤完成后通过均压步骤和置换步骤浓缩吸附在吸附剂中的烃类组分，再通过逆向放压和抽空步骤获得富烃类组分产品并使吸附剂获得再生。
根据本发明的示例性实施例，所述回收聚乙烯装置尾气中烃类组分和氮气的方法的具体流程如下：
(1)增压和冷凝：将聚乙烯装置尾气首先经过滤单元过滤除去其中的固体颗粒和液滴杂质后经鼓风机或者压缩机增压到0.2～2.0MPa，再经低温冷凝单元中的冷却器冷却至-30～2℃，获得含诱导冷凝剂和较高沸点烃类组分的冷凝液和脱液后的聚乙烯装置尾气。
(2)脱除和催化脱氢：使脱液后的聚乙烯装置尾气进入装填有活性炭的烷基铝脱除塔中，将气体中可能含有的烷基铝脱除；再使脱除烷基铝后的气体进入装填有含钯、铂、金或银的脱氢催化剂或含锰、铜或镍的脱氢催化剂的催化脱氢反应器，在催化脱氢反应器中氢气与尾气中的乙烯和其它不饱和烃在50～300℃条件下发生反应而被脱除到至0.001～0.5mol％。
(3)变压吸附分离回收烃类组分和氮气：使脱氢后的气体经换热器和冷却器降温至20～60℃后进入变压吸附分离单元，在变压吸附分离单元中，乙烯、乙烷等烃类组分被吸附塔中装填的吸附剂选择性吸附，氮气从吸附塔的塔顶出口逸出，所获氮气中的氢气含量为0.001～0.5mol％并能够用于聚乙烯生产过程中的脱气仓清扫，所获烃类组分则可以经过分离、回收后继续使用。
本发明的另一方面还提供了回收聚乙烯装置尾气中烃类组分和氮气的装置。具体地，所述装置包括通过管道顺次连接的催化脱氢反应器和变压吸附分离单元，其中，聚乙烯装置尾气依次经过催化脱氢反应器和变压吸附分离单元回收得到彼此分离的烃类组分和氢气含量为0.001～0.5mol％的氮气。
同样地，由于聚乙烯装置尾气中还存在诸如杂质、诱导冷凝剂、烷基铝等物质，所以为了获得更纯净的产品并实现更好的分离回收效果，本发明的回收装置中还可以包括其他的优化处理单元。
图1示出了根据本发明示例性实施例的回收聚乙烯装置尾气中烃类组分和氮气的装置的结构框图。如图1所示，所述装置还包括设置在催化脱氢反应器之前的过滤单元，以用于去除聚乙烯装置尾气中的固体颗粒和液滴；所述装置还包括设置在过滤单元之后且在催化脱氢反应器之前的增压单元，以用于对聚乙烯装置尾气进行增压；所述装置还包括设置在增压单元之后且在催化脱氢反应器之前的低温冷凝单元，以用于回收聚乙烯装置尾气中的诱导冷凝剂和高沸点烃类组分；所述装置还包括设置在低温冷凝单元之后且在催化脱氢反应器之前的烷基铝脱除塔，以用于脱除聚乙烯装置尾气中的烷基铝，其中，烷基铝脱除塔中装填有活性炭。但本发明不限于此，操作人员可以根据需要增加或删除上述优化处理装置中的任一个。
此外，上述装置的使用方法与本发明方法的具体工艺流程类似，在此不再赘述。
下面将结合具体示例对本发明的回收聚乙烯装置尾气中烃类组分和氮气的方法和装置进行进一步说明。
示例1：
由某聚乙烯装置的聚合反应器排放气和聚合物粉料脱气仓的吹扫排放气组成的聚乙烯装置尾气2000Nm3/h，主要组成如下：
表1示例1中聚乙烯装置尾气的主要组成(mol％)
| 组分 | H2 | N2 | CH4 | C2H4 | C2H6 | C4 + |
| 含量 | 3.1 | 81.4 | 1.0 | 7.5 | 3.5 | 3.5 |
将聚乙烯装置尾气经过滤器过滤去除气体中夹带的固体颗粒和液滴杂质后进入压缩机并增压至0.6MPa，再使增压后的聚乙烯装置尾气经过装填有2立方米活性炭的烷基铝脱除塔以脱除聚乙烯装置尾气中含有的微量烷基铝催化剂。
使净化后的聚乙烯装置尾气经电加热器加热至150℃后进入装填有1.5立方米含有钯的TK-1002催化剂的催化脱氢反应器，氢气在催化脱氢反应器中与乙烯反应生成乙烷而被脱除，脱除氢气后的气体经水冷却器降温至40℃后进入由6台分别装填1立方米活性氧化铝和4立方米活性炭的吸附塔以及程控阀、管道、PLC程序控制器、真空泵组成的变压吸附分离单元中，在变压吸附分离单元的吸附塔中，气体中的甲烷、乙烷、乙烯及C4以上的诱导冷凝剂和聚合物单体被吸附剂选择性吸附，从吸附塔的塔顶出口获得氮气。吸附在吸附剂上的烃类组分在抽空步骤中由真空泵抽出吸附塔并获得烃类组分，使烃类组分去到分离装置回收乙烯和乙烷等烃类组分，使氮气返回至聚乙烯装置的脱气仓作为吹扫气循环使用。
表2示例1中回收得到氮气的主要组成(mol％)
| 组分 | H2 | N2 | CH4 | C2H4 | C2H6 | C4 + |
| 含量 | 0.001 | 99.267 | 0.44 | 0.11 | 0.16 | 0.022 |
表3示例1中回收得到烃类组分的主要组成(mol％)
| 组分 | H2 | N2 | CH4 | C2H4 | C2H6 | C4 + |
| 含量 | ---- | 9.85 | 3.93 | 26.07 | 39.10 | 21.05 |
表2和表3示出了回收得到的氮气和烃类组分的主要组成，其中，氮气的流量为1607Nm3/h、压力为0.5MPa且温度为40℃；烃类组分的流量为331Nm3/h、压力为10KPa且温度为40℃。由表2可知，氮气中的氢气含量为0.001mol％，且烃类组分中含有大量的乙烯和乙烷等富烃气体。
示例2：
由某聚乙烯装置的聚合反应器排放气和聚合物粉料脱气仓的吹扫排放气组成的聚乙烯装置尾气800Nm3/h，主要组成如下：
表4示例2中聚乙烯装置尾气的主要组成(mol％)
| 组分 | H2 | N2 | CH4 | C2H4 | C2H6 | C4 + |
| 含量 | 2.8 | 76.8 | 0.7 | 12 | 4 | 3.7 |
将聚乙烯装置尾气经过滤器过滤去除气体中夹带的固体颗粒和液滴杂质后进入压缩机并增压至0.3MPa，使聚乙烯装置尾气经电加热器加热至70℃后进入装填有0.5立方米含有钯和铂的TK-1003催化剂的催化脱氢反应器，氢气在催化脱氢反应器中与乙烯反应生成乙烷而被脱除，脱除氢气后的气体经水冷却器降温至40℃后进入由4台分别装填0.5立方米活性氧化铝和2立方米硅胶类吸附剂的吸附塔以及程控阀、管道PLC程序控制器、真空泵组成的变压吸附分离单元中，在变压吸附分离单元的吸附塔中，气体中的甲烷、乙烷、乙烯及C4以上的诱导冷凝剂和聚合物单体被吸附剂选择性吸附，从吸附塔的塔顶出口获得氮气。吸附在吸附剂上的烃类组分在抽空步骤中由真空泵抽出吸附塔并获得烃类组分，使烃类组分去到分离装置回收乙烯和乙烷等烃类组分，使氮气返回至聚乙烯装置的脱气仓作为吹扫气循环使用。
表5示例2中回收得到氮气的主要组成(mol％)
| 组分 | H2 | N2 | CH4 | C2H4 | C2H6 | C4 + |
| 含量 | 0.0016 | 99.1884 | 0.37 | 0.24 | 0.18 | 0.02 |
表6示例2中回收得到烃类组分的主要组成(mol％)
| 组分 | H2 | N2 | CH4 | C2H4 | C2H6 | C4 + |
| 含量 | ---- | 7.2 | 1.97 | 42.3 | 31.25 | 17.28 |
表5和表6示出了回收得到的氮气和烃类组分的主要组成，其中，氮气的流量为607Nm3/h、压力为0.2MPa且温度为40℃；烃类组分的流量为170Nm3/h、压力为10KPa且温度为40℃。由表5可知，氮气中的氢气含量为0.0016mol％，且烃类组分中含有大量的乙烯和乙烷等富烃气体。
示例3：
由某聚乙烯装置的聚合反应器排放气和聚合物粉料脱气仓的吹扫排放气组成的聚乙烯装置尾气1500Nm3/h，主要组成如下：
表7示例3中聚乙烯装置尾气的主要组成(mol％)
| 组分 | H2 | N2 | CH4 | C2H4 | C2H6 | C4 | C5+ |
| 含量 | 1.6 | 73.9 | 0.9 | 11.5 | 4.0 | 4.6 | 3.5 |
将聚乙烯装置尾气经过滤器过滤去除气体中夹带的固体颗粒和液滴杂质后进入压缩机并增压至1.6MPa，再使增压后的聚乙烯装置尾气经低温冷凝单元中的冷却器冷却至-10℃并冷凝获得含诱导冷凝剂和较高沸点烃类组分的冷凝液和脱液后的聚乙烯装置尾气。使聚乙烯装置尾气经过装填有3立方米活性炭的烷基铝脱除塔以脱除聚乙烯装置尾气中含有的微量烷基铝催化剂。
使净化后的聚乙烯装置尾气经电加热器加热至150℃后进入装填有1.5立方米含有钯、铂和稀土元素的TK-1001催化剂的催化脱氢反应器，氢气在催化脱氢反应器中与乙烯反应生成乙烷而被脱除，脱除氢气后的气体经水冷却器降温至40℃后进入由6台分别装填1立方米活性氧化铝和4立方米活性炭的吸附塔以及程控阀、管道、PLC程序控制器和真空泵组成的变压吸附分离单元中，在变压吸附分离单元的吸附塔中，气体中的甲烷、乙烷、乙烯及C4以上的诱导冷凝剂和聚合物单体被吸附剂选择性吸附，从吸附塔的塔顶出口获得氮气。吸附在吸附剂上的烃类组分在抽空步骤中由真空泵抽出吸附塔并获得烃类组分，使烃类组分去到乙烯分离装置回收乙烯和乙烷等烃类组分，使氮气返回至聚乙烯装置的脱气仓作为吹扫气循环使用。
表8示例3中回收得到氮气的主要组成(mol％)
| 组分 | H2 | N2 | CH4 | C2H4 | C2H6 | C4 | C5+ |
| 含量 | 0.0009 | 99.067 | 0.49 | 0.27 | 0.15 | 0.02 | 0.002 |
表9示例3中回收得到烃类组分的主要组成(mol％)
| 组分 | H2 | N2 | CH4 | C2H4 | C2H6 | C4 | C5+ |
| 含量 | --- | 7.26 | 2.65 | 47.66 | 26.95 | 14.01 | 1.47 |
表8和表9示出了回收得到的氮气和烃类组分的主要组成，其中，氮气的流量为1097Nm3/h、压力为1.5MPa且温度为35℃；烃类组分的流量为305Nm3/h、压力为20KPa且温度为40℃。由表8可知，氮气中的氢气含量为0.0009mol％，且烃类组分回收了大量的乙烯和乙烷等富烃气体，同时通过低温冷凝单元回收了222Kg/h的碳4和碳5以上的诱导冷凝剂。
综上所述，本发明的回收聚乙烯装置尾气中烃类组分和氮气的方法和装置具体利用了催化脱氢与变压吸附相结合的技术从聚乙烯装置尾气中同时回收烃类组分和氮气的方法，将尾气中的烃类组分和诱导冷凝剂浓缩回收利用，同时脱除掉尾气中含有的氢气，从而使得回收后的烃类组分和氮气能够返回至聚乙烯装置中循环使用，达到零排放和全回收聚乙烯装置尾气中烃类组分和氮气的目的。
尽管上面已经结合示例性实施例描述了本发明的回收聚乙烯装置尾气中烃类组分和氮气的方法和装置，但是本领域普通技术人员应该清楚，在不脱离权利要求的精神和范围的情况下，可以对上述实施例进行各种修改和变化。
Claims (10)
1.一种回收聚乙烯装置尾气中烃类组分和氮气的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
A、使聚乙烯装置尾气经过催化脱氢反应器进行脱氢处理；
B、使脱氢处理后的聚乙烯装置尾气经过变压吸附分离单元进行烃类组分和氮气的分离处理，回收得到彼此分离的烃类组分和氢气含量为0.001～0.5mol％的氮气。
2.根据权利要求1所述的回收聚乙烯装置尾气中烃类组分和氮气的方法，其特征在于，所述方法还包括在步骤A之前进行的利用过滤单元去除聚乙烯装置尾气中的固体颗粒和液滴的过滤步骤。
3.根据权利要求2所述的回收聚乙烯装置尾气中烃类组分和氮气的方法，其特征在于，所述方法还包括在所述过滤步骤之后且在步骤A之前进行的利用增压单元将聚乙烯装置尾气增压至0.2～2MPa的增压步骤。
4.根据权利要求3所述的回收聚乙烯装置尾气中烃类组分和氮气的方法，其特征在于，所述方法还包括在所述增压步骤之后且在步骤A之前进行的利用低温冷凝单元回收聚乙烯装置尾气中的诱导冷凝剂和高沸点烃类组分的低温冷凝步骤，其中，冷凝温度为-30～2℃。
5.根据权利要求4所述的回收聚乙烯装置尾气中烃类组分和氮气的方法，其特征在于，所述方法还包括在所述低温冷凝步骤之后且在步骤A之前进行的利用烷基铝脱除塔脱除聚乙烯装置尾气中的烷基铝的脱除步骤，其中，所述烷基铝脱除塔中装填有活性炭。
6.根据权利要求1所述的回收聚乙烯装置尾气中烃类组分和氮气的方法，其特征在于，所述催化脱氢反应器中装填的催化剂为含贵金属的脱氢催化剂或含非贵金属的脱氢催化剂，其中，脱氢处理的反应温度为50～300℃。
7.根据权利要求6所述的回收聚乙烯装置尾气中烃类组分和氮气的方法，其特征在于，所述含贵金属的脱氢催化剂为含钯、铂、金和银中至少一种的脱氢催化剂，所述含非贵金属的脱氢催化剂为含锰、铜和镍中至少一种的脱氢催化剂。
8.根据权利要求1所述的回收聚乙烯装置尾气中烃类组分和氮气的方法，其特征在于，所述变压吸附分离单元包括2个或2个以上的吸附塔，所述吸附塔中装填有为活性炭、活性氧化铝、硅胶和分子筛中的一种或多种的吸附剂。
9.根据权利要求1或8所述的回收聚乙烯装置尾气中烃类组分和氮气的方法，其特征在于，所述变压吸附分离单元中的分离处理至少包括吸附步骤、逆放步骤和抽空步骤，所述吸附步骤的压力大于0.15MPa，所述逆放步骤的压力大于0.1Mpa，所述抽空步骤的压力为0.001～0.06MPa，其中，使脱氢处理后的聚乙烯装置尾气冷却至20～60℃后再进入变压吸附分离单元中。
10.一种回收聚乙烯装置尾气中烃类组分和氮气的装置，其特征在于，所述装置包括通过管道顺次连接的催化脱氢反应器和变压吸附分离单元，其中，所述聚乙烯装置尾气依次经过催化脱氢反应器和变压吸附分离单元回收得到彼此分离的烃类组分和氢气含量为0.001～0.5mol％的氮气。
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