CN105664668B - 一种全温程变压吸附回收聚烯烃尾气烃类的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种采用全温程变压吸附回收聚烯烃尾气的烃类的方法，涉及制氢和变压吸附气体分离技术领域，带温及带压的聚烯烃尾气先经过烃类吸附浓缩工序分离富烃解吸气和中间气，再分别对富烃解吸气和中间气进行分离，富烃解吸气依次经过压缩冷凝工序、浅冷PSA工序，分别得到C4/C5重烃产品和C2/C3轻烃产品，浅冷PSA工序的尾气连同中间气经氢膜分离工序后得到高纯度的氮气产品和富氢气体；本发明相较于传统PSA，解吸效果更好，提高了吸附剂的使用寿命，解决了从目前聚烯烃尾气中回收N2，C2+烃类等现有工艺存在的需要复杂预处理装置、流程长而能耗高、对原料气有效组分及温度压力范围限制多、产品回收率及纯度低、投资高、回收产品种类少、运行不稳定等问题。

Description

一种全温程变压吸附回收聚烯烃尾气烃类的方法
技术领域
本发明属于分离回收石化尾气中有价物的技术领域，更具体的说是涉及一 种全温程变压吸附回收聚烯烃尾气烃类的方法。
背景技术
聚乙烯、聚丙烯装置在生产过程中，会产生一定量的含烃尾气，烃含量约 为20％。尾气直排大气会对环境造成负面影响，石化企业大都将尾气排放到火 炬烧掉。这些尾气中含有乙烯、丙烯、己烷等具有重新利用的高价值资源，随 着技术进步和理念更新，资源化利用装置尾气已被广泛认知。从聚烯烃尾气中 分离回收烃类物质的技术主要有压缩冷凝法、膜分离法和变压吸附法以及它们 的集成技术等。
但单一的压缩冷凝法、传统的变压吸附(PSA)法以及膜分离法不能很好 地解决碳二及以上组分(C2+)的烃类分级回收的目的，无论是使用膜还是PSA 方法，前端都得进行加压冷凝以先回收碳四及以上重组分(C4+)，各种方法的 集成和耦合的出现可以成功地回收C2+。但是，这些集成的方法仍然具有较高 的能耗且不能在高纯度、高收率回收C2+的同时，也可以得到高纯度、高收率 的N2产品；而聚烯烃尾气里面含有大量的N2，甚至高达80％，大量的N2在 加压冷凝、回收C2+的过程中会使得设备的体积变得很大，装置的能耗非常高；传统的PSA法由于重烃组分不能得到很好的解吸，长期的累积造成塔内吸附 剂失活，所以吸附剂寿命短；传统的TSA法因为温度周期性地交变也导致吸 附剂使用寿命短。
在传统PSA循环操作中，通常吸附在常温进行，且温度越低、压力越高， 越有利于吸附。但是，吸附越容易，一般解吸就越困难，由于重烃组分不能得 到很好的解吸，长期的累积造成塔内吸附剂失活，所以吸附剂寿命短；比如， 聚烯烃尾气中的碳二及以上组分(C2+)烃类组分，虽然在常温或者低温下能 够很好地吸附但难以解吸，作为重组分的碳四碳五及以上组分(C4/C5+)少量 存在于吸附床中甚至会破坏床层。
发明内容
全温程变压吸附(英文全称：FullTemperatureRange-PressureSwingAdsorption，简称：FTrPSA)是一种以变压吸附为基础并与各种分离技术相耦合 的方法，利用不同物料组分本身在不同压力与温度下的吸附分离系数及物理化 学性质的差异性，采取中高温的变压吸附(PSA)吸附与解吸易于匹配和平衡的 循环操作来分离和提纯各种气体(含炼厂干气)的方法。
本发明提供一种全温程变压吸附回收聚烯烃尾气烃类的方法，采用FTrPSA 方法，解决了从目前聚烯烃尾气中回收N2、C2+烃类等现有工艺存在的需要复 杂预处理装置、流程长而能耗高、对原料气有效组分及温度压力范围限制多、 产品回收率及纯度低、投资大、运行不稳定等问题，也解决了传统膜分离及常 温PSA工段处理负荷大而消耗增加的问题。
为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种采用全温程变压吸附(FTrPSA)回收聚烯烃尾气的烃类的方法，包括如下工序：
(1)烃类吸附浓缩工序：在由3-10个吸附塔组成的变压吸附系统中进 行，操作温度维持在40-150℃，吸附时的操作压力为0.03-3.5MPa， 多台吸附塔交替循环操作，保证原料气连续进入，1个或多个吸附 塔处于吸附状态，其余吸附塔为再生状态，在吸附塔内，透过床层 由塔顶排出是由N2和少量H2组成的中间气，烃类组分被吸附， 解吸后得到富烃解吸气；
(2)氢膜分离工序：处理的是中间气，从烃类吸附浓缩工序出来的中间 气加压或不加压至0.03-2.0MPa后进入氢膜分离单元，H2透过膜 层，通过膜分离，从氢分离膜渗透测得到富氢气体，从非渗透测得 到N2产品；
(3)压缩冷凝工序：所述烃类吸附浓缩工序得到的富烃解吸气进入压缩 冷凝系统，将其压力提升至0.5-2.5MPa，温度降低到-10-20℃得到 液态的C4/C5重烃组分和不凝气体；
(4)浅冷变压吸附(PSA)工序：压缩冷凝工序得到的不凝气体主要含 C2/C3烃类物质和少量N2、H2，先加热至5-20℃后再进入浅冷变 压吸附系统，浅冷变压吸附吸附塔中的温度处于浅冷范围5-20℃， 浅冷变压吸附解吸后得到的吸附相气体主要为C2/C3轻烃，非吸附 相气体进入氢膜分离单元中进行循环回收。
更优的，所述烃类吸附浓缩工序前无需降温冷凝及升降压设备，温度为 40-150℃，压力为0.03-3.5MPa的聚烯烃尾气直接进入烃类吸附浓缩工序。
更优的，所述烃类吸附浓缩工序的解吸方式为冲洗或真空解吸。
更优的，所述烃类吸附浓缩工序采用的吸附塔内吸附剂为分子筛、氧化铝、 活性炭、硅胶的一种或多种。
更优的，所述氢膜分离单元的膜分离装置采用的膜材是聚酯、聚酰胺、聚 酰亚胺、聚砜、醋酸纤维素中的一种或多种制成。
更优的，所述进入氢膜分离单元的膜分离装置的中间气不加压。
更优的，所述浅冷PSA工序中，所述浅冷PSA系统由N个吸附塔组成， N为大于1的自然数；其中1至N-1个吸附塔处于吸附状态，其余吸附塔处于 再生状态。
更优的，所述浅冷PSA工序中，所述浅冷PSA系统的吸附塔顶排出的非 吸附相无动力返回至氢膜分离单元。
更优的，所述压缩冷凝工序中的降温和所述浅冷PSA工序中的升温通过 热交换实现。
在FTrPSA过程中，本发明人首次提出了聚烯烃尾气在中高温范围内进行 PSA及与其他各种分离技术耦合，彻底解决了聚烯烃尾气在常温及低温下C2+ 烃类组分在PSA循环操作中易吸附而解吸困难的技术瓶颈或效率低下的问题， 以及C4/C5+重组分在大量N2中直接进行加压降温冷凝时极易达到平衡而难 以完全分离的问题，比如，利用聚烯烃尾气中低沸点组分N2及少量的H2等 与高沸点组分(C2+)烃类在40-150℃温度和0.03-3.5MPa压力下在不同吸附 剂上的吸附与解吸机理的不同，采用不同的工艺设计，包括多塔吸附与多塔再 生的并串联组合方式、不同吸附剂组成的复合床层，且并与其他分离方法进行 耦合来减少PSA循环过程中解吸再生的负荷或难度并使之与吸附步骤容易匹 配，克服了吸附容易解吸困难的矛盾，实现节能减耗、延长吸附床层寿命等效 果；正是利用作为原料气的聚烯烃尾气自身一般带温带压下各种组分不同的物 理特性，比如在不同吸附剂上的吸附与解吸机理的不同，先采用中高温PSA 步骤为主的烃类吸附浓缩工序，将原料气分离成以大量N2与少量H2等所组 成的中间气，以及被吸附C2+烃类经解吸出来的富烃解吸气，使在中高温下使 得容易被吸附的C2+烃类得到吸附，而其他组分在中高温下基本不吸附从而容 易地实现C2+烃类与N2分离。而被吸附的C2+烃类在中高温下通过PSA循环 过程特殊的均压逆放等步骤所组成的冲洗或抽真空解吸，使得C2+烃类的吸附 与解吸过程容易匹配和平衡，C2+烃类得到浓缩后再进行回收利用，既减少后 续步骤的负荷及能耗，又与后续其他分离工艺容易匹配结合，诸如加压冷凝冷 却、膜分离和浅冷PSA，同时从聚烯烃尾气中分离回收N2、富氢气体和C2/C3 轻烃气体，及C4/C5重烃组分液体，其中N2和C2/C3轻烃和C4/C5重烃组分 均可回用于聚烯烃生产主装置。
本发明适合低压且无法采用常规加压冷凝预处理突破N2与C2+烃类组分 之间业已达到平衡使得后续分离工序难以完成分离目标的聚烯烃尾气的分离。 本发明将聚烯烃尾气分割成3股气体和1股液体，3股气体分别是N2、富氢气 体和C2/C3轻烃，1股液体是C4/C5重烃组分，其中N2和C2/C3轻烃和C4/C5 重烃组分均可回用于聚烯烃生产主装置，实现了主装置的节能减排目标。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)无需降温冷凝及升降压设备等预处理工序，带温带压的聚烯烃尾气 可直接进入FTrPSA系统，极大降低了能耗，节省了预处理工序投资， 并适合于低压且无法采用常规加压冷凝预处理突破N2与C2+烃类组 分之间业已达到平衡使得后续分离工序难以完成分离目标的聚烯烃尾 气的分离；
(2)通过烃类吸附浓缩工序，分离开绝大部分N2，将尾气中的C2+烃类 物质进行浓缩，减少了富烃气体的量，使得C2+烃类浓缩气满足后续 压缩冷凝进料要求，克服一般压缩冷凝难以从C2+烃类浓缩气中完全 液化分离出来C4/C5的缺点，降低了后续压缩冷凝的能耗，也减小了 分离烃类物质的装置的体积；
(3)压缩冷凝和浅冷PSA的耦合，不仅提高了烃类物质的回收率，还将 烃类物质分割成C4/C5重组分和C2/C3轻组分两部分，并降低了能耗；
(4)从烃类吸附浓缩工序吸附塔顶流出的由大量N2及少量H2所组成的 中间气，在操作压力大于等于0.5MPa工况下，可以不加压直接进入 到能同时回收到高纯度氮气，实现尾气的多组分回收利用；
(5)采用FTrPSA工艺，提高了吸附剂使用寿命，吸附剂使用寿命10年 以上；
(6)自动化程度高、运行稳定，投资低。
附图说明
图1为本发明的流程示意图。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明，下面将结合本发明实施例中 的附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。
实施例1
如图1所示，一种采用全温程变压吸附(FTrPSA)回收聚烯烃尾气的烃类的方法，包括如下工序：
(1)烃类吸附浓缩工序：组分为乙烯含量22.5％(体积比，以下类同)，丙 烯含量14.5％，N2含量40.2％，H2含量8.5％，碳四碳五(C4/C5) 含量14.3％，温度40-50℃，压力0.5-1.0MPa的聚烯烃混合尾气，直 接进入到由3个吸附塔组成的中高温变压吸附(PSA)循环操作的烃 类吸附浓缩系统中，操作温度维持在40-50℃，吸附时的操作压力为 0.5-1.0MPa，3台吸附塔交替循环操作，保证原料气连续进入，总有1 个或2个吸附塔处于吸附状态，而其余吸附塔为再生状态，在吸附塔 内，透过床层由塔顶排出是由N2和少量H2组成的中间气，烃类组 分被吸附，采用抽真空解吸，解吸后得到富烃解吸气，吸附塔内吸附 剂为分子筛、氧化铝、活性炭、硅胶的一种或多种。
在烃类吸附浓缩工序中的吸附塔内，C2+烃类组分是吸附相被吸附，大量的N2和少量的H2组分为非吸附相透过床层由塔顶排出，本工序将C2+ 烃类作为控制组分，控制C2+烃类穿透的浓度小于0.01％，本工序温度采用 在40-50℃的中温范围内，尾气直接进入，不需冷凝冷却降温及加压，这样 不仅降低了能耗，而且可保证吸附相解吸彻底，提高吸附剂使用寿命至10 年以上，传统的PSA法由于重烃组分不能得到很好的解吸，长期的累积造 成塔内吸附剂失活，所以吸附剂寿命通常小于2年；传统的TSA法因为温 度周期性地交变也导致吸附剂使用寿命通常小于3年，故吸附相不能得到 很好的解吸以及温度周期性地交变容易致使吸附剂的使用寿命短。本工序 采用FTrPSA工艺中的烃类吸附工序等以其解吸彻底、温度不发生周期性地 交变的特点节省了能耗及设备投资，提高了吸附剂的使用寿命，并减少了 后续工序处理负荷及能耗。
(2)氢膜分离工序：处理的是中间气，从烃类吸附浓缩工序出来的中间气压力为0.5-1.0MPa、温度为40-50℃直接进入氢膜分离单元，H2透过 膜层，氢膜是由聚酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚砜、醋酸纤维素等材料 的一种或多种制成，分离效果好，通过膜分离，从氢分离膜渗透测得 到富氢气体，从非渗透测得到高纯度的氮气产品。
在氢膜分离工序中，从烃类吸附浓缩工序出来的中间气压力为0.5-1.0MPa，温度为40-50℃无需加压直接进入到氢膜分离单元，节省了加压 及升温所需的能耗及投资。另外，氢膜分离装置在H2含量超过30％以上的含 氢气体作为进料气时，需要较高的进料气压力，一般为1.5-5.0MPa。对本案而 言，由于中间气中的H2含量较少，采用具有低压透氢的聚酯氢膜，在一定的 中温40-50℃下，可以直接把压力为0.5-1.0MPa、温度为40-50℃的中间气作为 进料气，实现N2与H2分离，获得较高纯度的N2，可返回到聚烯烃生产工序 中，降低能耗。
(3)压缩冷凝工序：所述烃类吸附浓缩工序得到的富烃解吸气进入压缩冷 凝系统，将其压力提升至1.0-1.5MPa并降温到1-5℃，得到液态的 C4/C5重烃组分和不凝气体。
气体压缩冷凝或冷凝，冷凝温度过高，烃类物质不能有效的析出，影 响烃类物质的回收率，冷凝温度过低，则气体中的杂质也容易被冷凝，降 低了烃类物质的纯度；本工序在本案例中针对从烃类吸附浓缩工序排出的 富烃解吸气，选择冷凝温度为1-5℃，在该温度下，烃类物质有效析出的同 时降低了杂质的析出，提高了析出的烃类物质C4/C5的纯度。
(4)浅冷PSA工序：压缩冷凝工序得到的不凝气体主要含C2/C3烃类物 质和少量N2、H2，不凝气体的压力为1.0-1.5MPa、温度为1-5℃，直 接进入浅冷PSA系统，浅冷PSA系统由2个吸附塔组成，其中1个 吸附塔处于吸附状态，另1个吸附塔处于再生状态，所述吸附塔内装 有填料，填料为硅胶、活性氧化铝、活性炭和分子筛的一种或多种， 浅冷PSA吸附塔中的温度处于浅冷范围的1-5℃，浅冷PSA解吸后得 到的吸附相气体主要为C2/C3轻烃，非吸附相气体经过升温后进入氢 膜分离单元中进行循环回收。
在浅冷PSA工序中得到的非吸附相主要是H2及N2，作为中间气，可与 冷凝冷却工序进行热交换，与从烃类吸附浓缩工序排出的中间气温度40-50℃ 一致，这样节省了能耗。
本实施例中，利用作为原料气的聚烯烃尾气自身一般带温带压下各种组分不同的物理特性，先采用40-50℃的中温PSA步骤为主的烃类吸附浓缩工序，将 原料气分离成以大量N2与少量H2等所组成的中间气，以及被吸附C2+烃类经解 吸出来的富烃解吸气，使在中温下使得容易被吸附的C2+烃类得到吸附，而其他 组分在中温下基本不吸附从而容易地实现C2+烃类与N2分离。而被吸附的C2+烃 类在中温下通过PSA循环过程特殊的均压逆放等步骤所组成的冲洗或抽真空解 吸，使得C2+烃类的吸附与解吸过程容易匹配和平衡，C2+烃类得到浓缩后再进 行回收利用，既减少后续步骤的负荷及能耗，又与后续其他分离工艺容易匹配 结合，诸如加压冷凝冷却、膜分离和浅冷PSA，同时从聚烯烃尾气中分离回收 N2、富氢气体和C2/C3轻烃气体，及C4/C5重烃组分液体，其中，N2和C2/C3轻 烃和C4/C5重烃组分均可回用于聚烯烃生产主装置；带压的中间气无需加压进入 氢膜分离工序，从非渗透侧重获得产品N2；从氢膜分离工序渗透侧得到带温 (40-50℃)的富氢气体、进入浅冷PSA工序的富烃解吸气(1-5℃)、浅冷PSA 解吸气返回到氢膜分离工序(40-50℃)及冷凝冷却加压工序之间进行FTrPSA流 程中的热交换，解决了从目前聚烯烃尾气中回收N2，C2+烃类等现有工艺存在 的需要复杂预处理装置、流程长而能耗高、对原料气有效组分及温度压力范围 限制多、产品回收率及纯度低、投资大、运行不稳定等问题，尤其是在传统的 PSA方法中，由于重烃组分不能得到很好的解吸，长期的累积造成塔内吸附剂失 活，所以吸附剂寿命短；而传统的TSA法因为温度周期性地交变也导致吸附剂使 用寿命短。同样，也解决了传统膜分离及常温PSA工段处理负荷大而消耗增加的 问题。本实例适合低压且无法采用常规加压冷凝预处理突破N2与C2+烃类组分 之间业已达到平衡使得后续分离工序难以完成分离目标的聚烯烃尾气的分离。 本实例将聚烯烃尾气分割成3股气体和1股液体，3股气体分别是N2、富氢气体和 C2/C3轻烃，1股液体是C4/C5重烃组分，其中N2和C2/C3轻烃和C4/C5重烃组分 均可回用于聚烯烃生产主装置，实现了主装置的节能减排目标。
实施例2
在实施例1所述的一种采用全温程变压吸附(FTrPSA)回收聚烯烃尾气 的烃类的方法的基础上，所述原料气组分不变，温度为60-70℃，压力为 1.0-1.5MPa下直接进入吸附浓缩工序，在由操作温度为60-70℃、吸附压力 1.0-1.5MPa、4个吸附塔组成的PSA系统中进行，4个吸附塔之间相互并联， 操作温度维持在60-70℃范围，吸附时的操作压力为1.0-1.5MPa，4个吸附塔 交替循环操作，保证原料气连续进入，总有1-3个吸附塔处于吸附状态，其余 吸附塔为再生状态。
本实施例中，操作温度、压力及吸附塔个数的增加，克服了较高温度下烃 类不易吸附困难，维持了气体吸附与再生能力。原料气先经过烃类吸附浓缩工 序分离成为富烃解吸气和中间气，再分别对富烃解吸气和中间气进行分离，其 中，富烃解吸气依次经过压缩冷凝工序、浅冷PSA工序，依次分别得到C4/C5 重烃产品和C2/C3轻烃产品，浅冷变压吸附工序的尾气连同中间气经氢膜分离 工序后得到高纯度的N2产品和富氢气体，本发明采用FTrPSA方法的烃类吸 附浓缩工序，相较于传统PSA，解吸效果更好，更提高吸附剂使用寿命；同时 由于采用了烃类吸附浓缩工序，将大量N2分离，将尾气中的烃物质进行浓缩， 减少了富烃气体的量，降低了后续压缩冷凝的能耗，也减小了分离烃类物质的 装置的体积；压缩冷凝和浅冷PSA的耦合，不仅提高了烃类物质的回收率， 还将烃类物质分割成C4/C5重组分和C2/C3轻组分两部分，实现分类回收，增 加了产量，提高经济价值；故本实施例整个工艺相较于现有技术，解决了从聚 烯烃尾气中回收烃类物质现有工艺存在的回收率低、能耗高、N2不能回收等 问题。
实施例3
在实施例1所述的一种采用全温程变压吸附(FTrPSA)回收聚烯烃尾气 的烃类的方法的基础上，所述原料气组分不变，温度为80-100℃，压力为 1.5-2.0MPa下直接进入吸附浓缩工序，在由操作温度为80-100℃、吸附压力 1.5-2.0MPa、6个吸附塔组成的PSA系统中进行，6个吸附塔之间相互并联， 操作温度维持在80-100℃范围，吸附时的操作压力为1.5-2.0MPa，6个吸附塔 交替循环操作，保证原料气连续进入，总有1-5个吸附塔处于吸附状态，其余 吸附塔为再生状态。
本实施例中，操作温度、压力及吸附塔个数的增加，克服了较高温度下烃 类不易吸附困难，维持了气体吸附与再生能力。原料气先经过烃类吸附浓缩工 序分离成为富烃解吸气和中间气，再分别对富烃解吸气和中间气进行分离，其 中，富烃解吸气依次经过压缩冷凝工序、浅冷PSA工序，依次分别得到C4/C5 重烃产品和C2/C3轻烃产品，浅冷变压吸附工序的尾气连同中间气经氢膜分离 工序后得到高纯度的N2产品和富氢气体，本发明采用FTrPSA方法的烃类吸 附浓缩工序，相较于传统PSA，解吸效果更好，更提高吸附剂使用寿命；同时 由于采用了烃类吸附浓缩工序，将大量N2分离，将尾气中的烃物质进行浓缩， 减少了富烃气体的量，降低了后续压缩冷凝的能耗，也减小了分离烃类物质的 装置的体积；压缩冷凝和浅冷PSA的耦合，不仅提高了烃类物质的回收率， 还将烃类物质分割成C4/C5重组分和C2/C3轻组分两部分，实现分类回收，增 加了产量，提高经济价值；故本实施例整个工艺相较于现有技术，解决了从聚 烯烃尾气中回收烃类物质现有工艺存在的回收率低、能耗高、N2不能回收等 问题。
实施例4
在实施例1所述的一种采用全温程变压吸附(FTrPSA)回收聚烯烃尾气 的烃类的方法的基础上，所述原料气组分不变，温度为110-120℃，压力为 2.0-2.3MPa下直接进入吸附浓缩工序，在由操作温度为110-120℃、吸附压力 2.0-2.3MPa、8个吸附塔组成的PSA系统中进行，8个吸附塔之间相互并联， 操作温度维持在110-120℃范围，吸附时的操作压力为2.0-2.3MPa，8个吸附 塔交替循环操作，保证原料气连续进入，总有1-7个吸附塔处于吸附状态，其 余吸附塔为再生状态。
本实施例中，操作温度、压力及吸附塔个数的增加，克服了较高温度下烃 类不易吸附困难，维持了气体吸附与再生能力。原料气先经过烃类吸附浓缩工 序分离成为富烃解吸气和中间气，再分别对富烃解吸气和中间气进行分离，其 中，富烃解吸气依次经过压缩冷凝工序、浅冷PSA工序，依次分别得到C4/C5 重烃产品和C2/C3轻烃产品，浅冷变压吸附工序的尾气连同中间气经氢膜分离 工序后得到高纯度的N2产品和富氢气体，本发明采用FTrPSA方法的烃类吸 附浓缩工序，相较于传统PSA，解吸效果更好，更提高吸附剂使用寿命；同时 由于采用了烃类吸附浓缩工序，将大量N2分离，将尾气中的烃物质进行浓缩， 减少了富烃气体的量，降低了后续压缩冷凝的能耗，也减小了分离烃类物质的 装置的体积；压缩冷凝和浅冷PSA的耦合，不仅提高了烃类物质的回收率， 还将烃类物质分割成C4/C5重组分和C2/C3轻组分两部分，实现分类回收，增 加了产量，提高经济价值；故本实施例整个工艺相较于现有技术，解决了从聚 烯烃尾气中回收烃类物质现有工艺存在的回收率低、能耗高、N2不能回收等 问题。
实施例5
在实施例1所述的一种采用全温程变压吸附(FTrPSA)回收聚烯烃尾气 的烃类的方法的基础上，所述原料气组分不变，温度为130-150℃，压力为 2.5-3.5MPa下直接进入吸附浓缩工序，在由操作温度为130-150℃、吸附压力 2.5-3.5MPa、10个吸附塔组成的PSA系统中进行，10个吸附塔之间相互并联， 操作温度维持在130-150℃范围，吸附时的操作压力为2.5-3.5MPa，10个吸附 塔交替循环操作，保证原料气连续进入，总有1-9个吸附塔处于吸附状态，其 余吸附塔为再生状态。
本实施例中，操作温度、压力及吸附塔个数的进一步增加，克服了更高温 度下烃类不易吸附困难，维持了气体吸附与再生能力。原料气先经过烃类吸附浓缩工序分离成为富烃解吸气和中间气，再分别对富烃解吸气和中间气进行分 离，其中，富烃解吸气依次经过压缩冷凝工序、浅冷PSA工序，依次分别得 到C4/C5重烃产品和C2/C3轻烃产品，浅冷PSA工序的尾气连同中间气经氢 膜分离工序后得到高纯度的N2产品和富氢气体，本发明采用FTrPSA方法的 烃类吸附浓缩工序，相较于传统变PSA，解吸效果更好，更提高吸附剂使用寿命；同时由于采用了烃类吸附浓缩工序，将大量N2分离，将尾气中的烃物质 进行浓缩，进一步减少了富烃气体的量，降低了后续压缩冷凝的能耗，也减小 了分离烃类物质的装置的体积；压缩冷凝和浅冷吸附的耦合，不仅提高了烃类 物质的回收率，还将烃类物质分割成C4/C5重组分和C2/C3轻组分两部分，实 现分类回收，增加了产量，提高经济价值；故本实施例整个工艺相较于现有技 术，解决了从聚烯烃尾气中回收烃类物质现有工艺存在的回收率低、能耗高、 N2不能回收等问题。
实施例6
在实施例1所述的一种采用全温程变压吸附(FTrPSA)回收聚烯烃尾气 的烃类的方法的基础上进一步优化，所述烃类吸附浓缩工序，在由10个吸附 塔组成的变压吸附系统中进行，10个吸附塔平均分为5组，每组的2个吸附塔 相互串联，5组吸附塔相互并联，操作温度维持在40-150℃，吸附时的操作压 力为0.03-3.5MPa，5组吸附塔交替循环操作，保证原料气连续进入，总有1-4 组个吸附塔处于吸附状态，其余吸附塔组为再生状态。
本实施例中，将10个吸附塔均分为5组，每组的两个吸附塔相互串联， 采用串联的方式能提高中间气的纯度，5组吸附塔相互并联，交替循环操作， 便于生产的连续性，提高气体吸附能力，较实施例3中的10塔操作提高约10-30％ 的产能，原料气先经过烃类吸附浓缩工序分离成为富烃解吸气和中间气，再分 别对富烃解吸气和中间气进行分离，其中，富烃解吸气依次经过压缩冷凝工序、 浅冷PSA工序，依次分别得到C4/C5重烃产品和C2/C3轻烃产品，浅冷变压 吸附工序的尾气连同中间气经氢膜分离工序后得到高纯度的氮气产品和富氢 气体，本发明采用FTrPSA方法中的烃类吸附浓缩工序，相较于传统变压吸附， 解吸效果更好，更提高吸附剂使用寿命；同时由于采用了烃类吸附浓缩工序， 将大量N2分离，将尾气中的烃物质进行浓缩，减少了富烃气体的量，降低了 后续压缩冷凝的能耗，也减小了分离烃类物质的装置的体积；压缩冷凝和浅冷 PSA的耦合，不仅提高了烃类物质的回收率，还将烃类物质分割成C4/C5重组 分和C2/C3轻组分两部分，实现分类回收，并增加了产量，提高经济价值；故 本实施例整个工艺相较于现有技术，解决了从聚烯烃尾气中回收烃类物质现有 工艺存在的回收率低、能耗高、N2不能回收等问题。
实施例7
在实施例1所述的一种采用全温程变压吸附(FTrPSA)回收聚烯烃尾气 的烃类的方法的基础上进一步优化，在吸附塔内，透过床层由塔顶排出是由 N2和少量H2组成的中间气，烃类组分被吸附，采用冲洗的方式解吸，避免了 采用抽真空解吸需要真空泵所带来的设备投资及能耗增加，以及装置稳定性问 题。解吸后得到富烃解吸气。
本实施例中，原料气先经过烃类吸附浓缩工序分离成为富烃解吸气和中间 气，再分别对富烃解吸气和中间气进行分离，其中，富烃解吸气依次经过压缩 冷凝工序、浅冷PSA工序，依次分别得到C4/C5重烃产品和C2/C3轻烃产品， 浅冷PSA工序的尾气连同中间气经氢膜分离工序后得到高纯度的N2产品和富 氢气体，本发明采用FTrPSA方法的烃类吸附浓缩工序，相较于传统PSA，解 吸效果更好，更提高吸附剂使用寿命；同时由于采用了烃类吸附浓缩工序，将 大量N2分离，将尾气中的烃物质进行浓缩，减少了富烃气体的量，降低了后续压缩冷凝的能耗，也减小了分离烃类物质的装置的体积；压缩冷凝和浅冷 PSA的耦合，不仅提高了烃类物质的回收率，还将烃类物质分割成C4/C5重组 分和C2/C3轻组分两部分，实现分类回收，提高经济价值；故本实施例整个工 艺相较于现有技术，解决了从聚烯烃尾气中回收烃类物质现有工艺存在的稳定 性差、投资高、回收率低、能耗高、N2不能回收等问题。
实施例8
在实施例1所述的一种采用全温程变压吸附(FTrPSA)回收聚烯烃尾气 的烃类的方法的基础上进一步优化，所述浅冷PSA工序中，浅冷PSA系统由 4个吸附塔组成，其中1-3个吸附塔处于吸附状态，其余吸附塔处于再生状态。
本实施例中，原料气先经过烃类吸附浓缩工序分离成为富烃解吸气和中间 气，再分别对富烃解吸气和中间气进行分离，其中，富烃解吸气依次经过压缩 冷凝工序、浅冷PSA工序，依次分别得到C4/C5重烃产品和C2/C3轻烃产品， 浅冷PSA工序的尾气连同中间气经氢膜分离工序后得到高纯度的N2产品和富 氢气体，本发明采用FTrPSA方法中的烃类吸附浓缩工序及浅冷PSA工序，相 较于传统PSA，解吸效果更好，更提高吸附剂使用寿命；同时由于采用了烃类 吸附浓缩工序与浅冷PSA工序，将大量N2分离，将尾气中的烃物质进行浓缩，减少了富烃气体的量，降低了后续压缩冷凝的能耗，也减小了分离烃类物质的 装置的体积；压缩冷凝和浅冷PSA的耦合，通过浅冷PSA工序非吸附相气体 经过与FTrPSA系统中其他工序的热交换且无需加压直接返回到氢膜分离工序， 不仅提高了烃类物质的回收率，还大大提高了N2、富氢气体的产量与纯度， 以及可以将烃类物质分割成C4/C5重组分和C2/C3轻组分两部分，实现分类回 收，增加了产量，提高经济价值；故本实施例整个工艺相较于现有技术，解决 了从聚烯烃尾气中回收烃类物质现有工艺存在的能耗高、回收率低、氮气不能回收等问题。
显而易见的，上面所述的实施例仅仅是本发明实施例中的一部分，而不是 全部。基于本发明记载的实施例，本领域技术人员在不付出创造性劳动的情况 下得到的其它所有实施例，或在本发明的启示下做出的结构变化，凡是与本发 明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种全温程变压吸附回收聚烯烃尾气烃类的方法，其特征在于，包括如下工序：
(1)烃类吸附浓缩工序：在由3-10个吸附塔组成的变压吸附系统中进行，操作温度维持在40-150℃，吸附时的操作压力为0.03-3.5MPa，多台吸附塔交替循环操作，保证原料气连续进入，1个或多个吸附塔处于吸附状态，其余吸附塔为再生状态，在吸附塔内，透过床层由塔顶排出是由氮气和少量氢气组成的中间气，烃类组分被吸附，解吸后得到富烃解吸气；
(2)氢膜分离工序：处理的是中间气，从烃类吸附浓缩工序出来的中间气压力为或加压为0.03-3.5MPa时进入氢膜分离单元，H2透过膜层，通过膜分离，从氢分离膜渗透测得到富氢气体，从非渗透测得到N2产品；
(3)压缩冷凝工序：所述烃类吸附浓缩工序得到的富烃解吸气进入压缩冷凝系统，将其压力提升至0.03-3.5Mpa，温度降低到-10-20℃，得到液态的碳四碳五重烃组分和不凝气体；
(4)浅冷PSA工序：压缩冷凝工序得到的不凝气体含C2/C3烃类物质和少量N2、H2，直接进入或加热至5-20℃后进入浅冷PSA系统，浅冷PSA吸附塔中的温度处于浅冷范围5-20℃，浅冷PSA解吸后得到的吸附相气体主要为C2/C3轻烃，非吸附相气体进入氢膜分离单元中进行循环回收。
2.如权利要求1所述的一种全温程变压吸附回收聚烯烃尾气烃类的方法，其特征在于，所述烃类吸附浓缩工序前无需降温冷凝及升降压设备，温度为40-150℃，压力为0.03-3.5MPa的聚烯烃尾气直接进入烃类吸附浓缩工序。
3.如权利要求1所述的一种全温程变压吸附回收聚烯烃尾气烃类的方法，其特征在于，所述烃类吸附浓缩工序的解吸方式为冲洗或真空解吸。
4.如权利要求1或3所述的一种全温程变压吸附回收聚烯烃尾气烃类的方法，其特征在于，所述烃类吸附浓缩工序采用的吸附塔内吸附剂为分子筛、氧化铝、活性炭以及硅胶的一种或多种。
5.如权利要求1所述的一种全温程变压吸附回收聚烯烃尾气烃类的方法，其特征在于，所述氢膜分离单元的膜分离装置采用的膜材是聚酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚砜、醋酸纤维素中的一种或多种制成。
6.如权利要求1所述的一种全温程变压吸附回收聚烯烃尾气烃类的方法，其特征在于，进入所述氢膜分离工序的中间气不加压。
7.如权利要求1所述的一种全温程变压吸附回收聚烯烃尾气烃类的方法，其特征在于，所述浅冷PSA工序中，所述浅冷PSA系统由N个吸附塔组成，N为大于1的自然数；其中1至N-1个吸附塔处于吸附状态，其余吸附塔处于再生状态。
8.如权利要求1所述的一种全温程变压吸附回收聚烯烃尾气烃类的方法，其特征在于，所述浅冷PSA工序中，所述浅冷PSA系统的吸附塔内装有填料，所述填料为硅胶、活性氧化铝、活性炭以及分子筛的一种或多种。
9.如权利要求1所述的一种全温程变压吸附回收聚烯烃尾气烃类的方法，其特征在于，所述浅冷PSA工序中，所述浅冷PSA系统的吸附塔顶排出的非吸附相无动力返回至氢膜分离单元。
10.如权利要求1所述的一种全温程变压吸附回收聚烯烃尾气烃类的方法，其特征在于，所述压缩冷凝工序中的降温和所述浅冷PSA工序中的升温通过热交换实现。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105749699B (zh) * 2016-03-31 2020-04-21 四川天采科技有限责任公司 一种全温程变压吸附气体分离提纯与净化的方法
CN107774096B (zh) * 2016-08-25 2019-09-13 四川天采科技有限责任公司 一种全温程吸附萃取回收聚烯烃尾气烃类的方法
CN106693604B (zh) * 2016-11-17 2019-05-03 北京同方洁净技术有限公司 活性炭空气净化器及其净化方法
CN106731441B (zh) * 2016-12-07 2023-01-24 杭州欧缘科技有限公司 一种在烯烃聚合物生产中用于排放气回收的系统和方法
CN110180322B (zh) * 2019-06-05 2022-02-22 杨皓 一种从弛放气中获得高浓不饱和组分混合气体的工艺
CN112827319B (zh) * 2020-12-23 2023-03-03 四川天采科技有限责任公司 一种含低浓度硅烷与碳二以上轻烃类的氯基SiC-CVD外延尾气全温程变压吸附提氢与循环再利用方法
CN113979410A (zh) * 2021-12-08 2022-01-28 东营市东滨石油技术服务有限公司 一种从重整psa解析气中提纯高纯氢气的工艺及设备

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999031201A1 (en) * 1997-12-16 1999-06-24 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Process for recovering olefins
CN1951534A (zh) * 2005-10-19 2007-04-25 中国石油化工股份有限公司 一种轻质烃类氧化脱硫醇尾气的处理方法
CN101757830A (zh) * 2010-01-18 2010-06-30 党延斋 一种炼厂干气中c2、c3组分及氢气的回收方法
CN203938647U (zh) * 2014-06-11 2014-11-12 华南理工大学 一种油页岩炼油集成伴生煤气化制氢综合利用系统
CN104607000A (zh) * 2015-02-11 2015-05-13 中凯化学(大连)有限公司 一种炼厂干气中c2、c3组分、轻烃组分及氢气的回收方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999031201A1 (en) * 1997-12-16 1999-06-24 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Process for recovering olefins
CN1951534A (zh) * 2005-10-19 2007-04-25 中国石油化工股份有限公司 一种轻质烃类氧化脱硫醇尾气的处理方法
CN101757830A (zh) * 2010-01-18 2010-06-30 党延斋 一种炼厂干气中c2、c3组分及氢气的回收方法
CN203938647U (zh) * 2014-06-11 2014-11-12 华南理工大学 一种油页岩炼油集成伴生煤气化制氢综合利用系统
CN104607000A (zh) * 2015-02-11 2015-05-13 中凯化学(大连)有限公司 一种炼厂干气中c2、c3组分、轻烃组分及氢气的回收方法

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