CN107793283A - 一种气相流化床聚乙烯排放气中己烯的回收装置和方法 - Google Patents
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Abstract
一种气相流化床聚乙烯排放气中己烯的回收装置和方法,属于己烯回收技术技术领域。包括排放气进气管(1)、第一级换热器(2)、低聚物分离罐(3)和第二级换热器(4)和己烯分离罐(6);排放气进气管(1)与第一级换热器(2)相连接,第一级换热器(2)出气端与低聚物分离罐(3)进气端管路连接,低聚物分离罐(3)出气端与第二级换热器(4)进气端管路连接,第二级换热器(4)出气端与己烯分离罐(6)进气端管路连接;己烯分离罐(6)顶部连接有排气管(7)、底部连接有己烯排出管(8);低聚物分离罐(3)底部连接有低聚物排出管(5)。该回收装置结构简单、实用性强,该回收方法所得己烯的回收率高,并且回收的己烯纯度高。
Description
技术领域
本发明属于己烯回收技术领域,具体涉及一种气相流化床聚乙烯排放气中己烯的回收装置和方法。
背景技术
近年来己烯共聚聚乙烯产品的生产量不断攀升,己烯高昂的价格制约了己烯共聚聚乙烯产品生产成本,而现有技术中原料己烯的利用效率较低。气相法流化床聚乙烯工艺中,粉体树脂从反应器中排出时由于树脂间隙以及树脂吸附,造成大量物料随粉体树脂被带到下游,以排放气的形式排入火炬,造成物料浪费,给生产企业带来较大的经济损失。如何回收气相流化床聚乙烯排放气中的己烯,是迫切需要解决的问题。
申请人发现存在以下问题:首先,现有的己烯回收方法的己烯回收率低,并且现有技术回收的己烯纯度低。其次,现有技术中的做法是将排放气升压后通过半透膜分离回收,但该技术投资大,回收物浓度低,半透膜对排放气组成很挑剔,对于流化床高密度聚乙烯这种工艺来说,排放气中大量低聚物的存在使得半透膜寿命低,运行成本高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是:针对现有技术的上述不足,提供一种气相流化床聚乙烯排放气中己烯的回收装置和方法,该回收系统结构简单、实用性强,该方法所得己烯的回收率高,并且回收的己烯纯度高。
本发明是通过以下技术方案实现的:该气相流化床聚乙烯排放气中己烯的回收装置,包括排放气进气管、第一级换热器、低聚物分离罐和第二级换热器和己烯分离罐;排放气进气管与第一级换热器相连接,第一级换热器出气端与低聚物分离罐进气端管路连接,低聚物分离罐出气端与第二级换热器进气端管路连接,第二级换热器出气端与己烯分离罐进气端管路连接;己烯分离罐顶部连接有排气管、底部连接有己烯排出管;低聚物分离罐底部连接有低聚物排出管。
所述的低聚物分离罐为重力沉降气液分离器或旋风式气液分离器。
所述的己烯分离罐为重力沉降气液分离器或旋风式气液分离器。
所述的第一级换热器和第二级换热器均为间壁式换热器,第一级换热器和第二级换热器上设有低温介质通入端和低温介质输出端。
还包括膨胀机,排气管与膨胀机进气端管路连接,膨胀机出气端分别通过管路与第一级换热器和第二级换热器的低温介质相连接。
以上所述的气相流化床聚乙烯排放气中己烯的回收装置的回收方法,其特征在于,包括如下步骤:
a)将排放气升压到1.6MPa~2.2MPa 后,自排放气进气管通入第一级换热器与低温介质换热降温至-25℃~ -15℃,再通入低聚物分离罐气液分离,获得处理后的气体和低聚物;
b)将处理后的气体通入第二级换热器与低温介质换热降温至-40℃~ -60℃,再通入己烯分离罐气液分离,获得处理后气体和己烯。
还包括步骤c),步骤c)的具体操作为:将步骤b)所得处理后气体通入膨胀机,经膨胀机膨胀降温获得冷却气体,将冷却气体作为低温介质,分别通入第一级换热器和第二级换热器进行换热。
步骤a)的具体操作为:将排放气升压到1.8MPa~2.0MPa 后,自排放气进气管通入第一级换热器换热降温至-19℃~ -21℃,再通入低聚物分离罐气液分离,获得处理后的气体和低聚物。
步骤b)的具体操作为:将处理后的气体通入第二级换热器换热降温至-45℃~ -55℃,再通入己烯分离罐气液分离,获得处理后气体和己烯。
对于本发明的说明如下:
第一级换热器和第二级换热器均为间壁式换热器,所述的间壁式换热器能够实现气-气换热或气-液换热。第一级换热器和第二级换热器中:排放气进气管通入的排放气和低温介质通入端输入的低温介质的流动方向相对,低温介质为气态或液态。当本发明的回收装置中包括膨胀机时,无需另行通入低温介质,第一级换热器和第二级换热器中低温介质由处理后的排放气膨胀冷却获得,实现了气体的循环利用,并简化了该回收装置的结构。膨胀机将排气管排出的处理后气体膨胀冷却,获得冷却气体,膨胀机将不同温度的冷却气体作为低温介质,分别通入第一级换热器和第二级换热器中,在第一级换热器和第二级换热器中进行气-气换热。膨胀机能够控制低温介质温度,控制低温介质的通入量可以控制换热器出口温度,合理选择温度梯度个数和数值,可以实现排放气中各组分的分离和回收。优选的,膨胀机为透平膨胀机,具体的,为邯郸市深冷气体分离设备有限公司透平等熵膨胀机中的一种。放气进气管通入的排放气,其典型化学成分为:氮气86.36%、甲烷0.17%、乙烯12.39%、乙烷0.45%、1-己烯0.63%、1-辛烯≤0.01 %、1-癸烯≤0.01 %,成分组成随生产条件变化而变化。步骤a)所得低聚物的成分,包括C8 至 C18烃类中的至少一种。
与现有技术相比,本发明的一种气相流化床聚乙烯排放气中己烯的回收装置和方法所具有的有益效果是:
1、该气相流化床聚乙烯排放气中己烯的回收装置结构简单、实用性强。该回收装置结构简单,采用第一级换热器和第二级换热器,二级换热即可有效分离己烯。该回收装置能够直接接入现有系统使用,实用性强。该回收装置成本相对较低,相比现有的半透膜处理,本发明的回收装置处理方便、使用寿命长,己烯回收成本明显降低。
2、该气相流化床聚乙烯排放气中己烯的回收装置的方法,所得己烯的回收率高,并且回收的己烯纯度高。以年产16万吨齐鲁石化高密度聚乙烯装置为例,采用本发明的回收方法,全年回收己烯100~130吨,创造直接经济效益120万~150万元。
附图说明
图1一种气相流化床聚乙烯排放气中己烯的回收装置的结构示意图。
其中:1、排放气进气管 2、第一级换热器 3、低聚物分离罐 4、第二级换热器5、低聚物排出管 6、己烯分离罐 7、排气管 8、己烯排出管 9、膨胀机。
具体实施方式
图1是本发明的一种气相流化床聚乙烯排放气中己烯的回收装置的最佳实施例,下面结合附图1对本发明做进一步说明。
参照图1,该气相流化床聚乙烯排放气中己烯的回收装置,包括排放气进气管1、第一级换热器2、低聚物分离罐3和第二级换热器4和己烯分离罐6;排放气进气管1与第一级换热器2相连接,第一级换热器2出气端与低聚物分离罐3进气端管路连接,低聚物分离罐3出气端与第二级换热器4进气端管路连接,第二级换热器4出气端与己烯分离罐6进气端管路连接;己烯分离罐6顶部连接有排气管7、底部连接有己烯排出管8;低聚物分离罐3底部连接有低聚物排出管5。低聚物分离罐3为重力沉降气液分离器或旋风式气液分离器。己烯分离罐6为重力沉降气液分离器或旋风式气液分离器。第一级换热器2和第二级换热器4均为间壁式换热器,第一级换热器2和第二级换热器4上设有低温介质通入端和低温介质输出端。
该气相流化床聚乙烯排放气中己烯的回收装置,还包括膨胀机9,排气管7与膨胀机9进气端管路连接,膨胀机9出气端分别通过管路与第一级换热器2和第二级换热器4的低温介质相连接,第一级换热器2和第二级换热器4的低温介质排出端与后续气体处理系统中的进气口管路连接。或者,也可以不设置膨胀机,排气管7与后续气体处理系统中的进气口管路连接,第一级换热器2和第二级换热器4的低温介质通入端接入冷却液或低温气体。图1中膨胀机9为一个,具体的,膨胀机9出气端连接有串联的2段冷却器和1段冷却器(图上未画出),从膨胀机9出来的气体先经过2段冷却器后经过1段冷却器,并有旁通控制流经冷却器的冷介质的量以达到控制温度的目的。或者,膨胀机9为两个以上,具体的,膨胀机9为两个,第一级换热器2和第二级换热器4各连接有一个膨胀机9,两个膨胀机9分别只设置不同冷却温度。第一级换热器2和第二级换热器4均为一个或多个,多个第一级换热器2或第二级换热器4为串联设置。
以下实施例1~4为本发明的气相流化床聚乙烯排放气中己烯的回收方法的具体实施方式。为了便于检验实验结果,实施例1~4步骤a)所用排放气,均为采用相同聚乙烯生产工艺所得的气相流化床聚乙烯排放气。实施例1~4采用的分析测试方法为:己烯纯度采用检测标准GB/T13289-1991测定。己烯回收率检测方法:通过色谱分析法,分别检测排放气进气管1中排放气中己烯含量和排气管7中处理后气体(即步骤b处理后气体)中己烯含量,计算获得己烯回收率。
实施例1
气相流化床聚乙烯排放气中己烯的回收装置的回收方法,步骤如下:
a)将排放气升压到1.8MPa~2.0MPa 后,自排放气进气管1通入第一级换热器2换热降温至-19℃~-21℃,再通入低聚物分离罐3气液分离,获得处理后的气体和低聚物;
b)将处理后的气体通入第二级换热器4换热降温至-45℃~ -55℃,再通入己烯分离罐6气液分离,获得处理后气体和己烯;
检测己烯排出管8所得己烯:己烯回收率为93.1%,己烯纯度为86.4%。
实施例2
气相流化床聚乙烯排放气中己烯的回收装置的回收方法,步骤如下:
a)将排放气升压到2.0MPa~2.2MPa 后,自排放气进气管1通入第一级换热器2与低温介质换热降温至-18℃~ -15℃,再通入低聚物分离罐3气液分离,获得处理后的气体和低聚物;
b)将处理后的气体通入第二级换热器4与低温介质换热降温至-55℃~ -60℃,再通入己烯分离罐6气液分离,获得处理后气体和己烯;
检测己烯排出管8所得己烯:己烯回收率为92%,己烯纯度为85%。
实施例3
气相流化床聚乙烯排放气中己烯的回收装置的回收方法,步骤如下:
a)将排放气升压到1.8MPa~2.0MPa 后,自排放气进气管1通入第一级换热器2与低温介质换热降温至-20~ -18℃,再通入低聚物分离罐3气液分离,获得处理后的气体和低聚物;
b)将处理后的气体通入第二级换热器4与低温介质换热降温至-50℃~ -55℃,再通入己烯分离罐6气液分离,获得处理后气体和己烯;
c)将步骤b)所得处理后气体通入膨胀机9,经膨胀机9膨胀降温获得冷却气体,将冷却气体作为低温介质,分别通入第一级换热器2和第二级换热器4进行换热。
检测己烯排出管8所得己烯:己烯回收率为91.8%,己烯纯度为84.5%。
实施例4
气相流化床聚乙烯排放气中己烯的回收装置的回收方法,步骤如下:
a)将排放气升压到1.6MPa~1.8MPa 后,自排放气进气管1通入第一级换热器2与低温介质换热降温至-25℃~ -20℃,再通入低聚物分离罐3气液分离,获得处理后的气体和低聚物;
b)将处理后的气体通入第二级换热器4与低温介质换热降温至-40℃~ -50℃,再通入己烯分离罐6气液分离,获得处理后气体和己烯;
c)将步骤b)所得处理后气体通入膨胀机9,经膨胀机9膨胀降温获得冷却气体,将冷却气体作为低温介质,分别通入第一级换热器2和第二级换热器4进行换热。
检测己烯排出管8所得己烯:己烯回收率为92.5%,己烯纯度为85.7%。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非是对发明作其它形式的限制,任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型,仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (9)
1.一种气相流化床聚乙烯排放气中己烯的回收装置,其特征在于:包括排放气进气管(1)、第一级换热器(2)、低聚物分离罐(3)和第二级换热器(4)和己烯分离罐(6);排放气进气管(1)与第一级换热器(2)相连接,第一级换热器(2)出气端与低聚物分离罐(3)进气端管路连接,低聚物分离罐(3)出气端与第二级换热器(4)进气端管路连接,第二级换热器(4)出气端与己烯分离罐(6)进气端管路连接;己烯分离罐(6)顶部连接有排气管(7)、底部连接有己烯排出管(8);低聚物分离罐(3)底部连接有低聚物排出管(5)。
2.根据权利要求1所述的一种气相流化床聚乙烯排放气中己烯的回收装置,其特征在于:所述的低聚物分离罐(3)为重力沉降气液分离器或旋风式气液分离器。
3.根据权利要求1所述的一种气相流化床聚乙烯排放气中己烯的回收装置,其特征在于:所述的己烯分离罐(6)为重力沉降气液分离器或旋风式气液分离器。
4.根据权利要求1所述的一种气相流化床聚乙烯排放气中己烯的回收装置,其特征在于:所述的第一级换热器(2)和第二级换热器(4)均为间壁式换热器,第一级换热器(2)和第二级换热器(4)上设有低温介质通入端和低温介质输出端。
5.根据权利要求1所述的一种气相流化床聚乙烯排放气中己烯的回收装置,其特征在于:还包括膨胀机(9),排气管(7)与膨胀机(9)进气端管路连接,膨胀机(9)出气端分别通过管路与第一级换热器(2)和第二级换热器(4)的低温介质相连接。
6.一种利用权利要求1~5任一项所述的气相流化床聚乙烯排放气中己烯的回收装置的回收方法,其特征在于,包括如下步骤:
a)将排放气升压到1.6MPa~2.2MPa 后,自排放气进气管(1)通入第一级换热器(2)与低温介质换热降温至-25℃~-15℃,再通入低聚物分离罐(3)气液分离,获得处理后的气体和低聚物;
b)将处理后的气体通入第二级换热器(4)与低温介质换热降温至-40℃~-60℃,再通入己烯分离罐(6)气液分离,获得处理后气体和己烯。
7.根据权利要求6所述的一种气相流化床聚乙烯排放气中己烯的回收方法,其特征在于:还包括步骤c),步骤c)的具体操作为:将步骤b)所得处理后气体通入膨胀机(9),经膨胀机(9)膨胀降温获得冷却气体,将冷却气体作为低温介质,分别通入第一级换热器(2)和第二级换热器(4)进行换热。
8.根据权利要求6所述的一种气相流化床聚乙烯排放气中己烯的回收方法,其特征在于:步骤a)的具体操作为:将排放气升压到1.8MPa~2.0MPa 后,自排放气进气管(1)通入第一级换热器(2)换热降温至-19℃~-21℃,再通入低聚物分离罐(3)气液分离,获得处理后的气体和低聚物。
9.根据权利要求6所述的一种气相流化床聚乙烯排放气中己烯的回收方法,其特征在于:步骤b)的具体操作为:将处理后的气体通入第二级换热器(4)换热降温至-45℃~ -55℃,再通入己烯分离罐(6)气液分离,获得处理后气体和己烯。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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