CN108384594B - 费托合成尾气净化并回收轻烃的工艺与装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的费托合成尾气净化并回收轻烃的工艺与装置，其中费托合成尾气净化并回收轻烃的装置包括：预冷器；气液分离器；洗涤塔；水洗塔；干燥塔；换热器；第一精馏塔。本发明的费托合成尾气净化并回收轻烃的工艺包括：对费托合成尾气第一次冷却降温处理；对第一次冷却降温处理后的费托合成尾气气液分离处理；对气液分离处理后的费托合成尾气进行轻烃洗涤；对轻烃洗涤处理后的费托合成尾气进行水洗；对水洗处理后的费托合成尾气进行干燥脱水处理；对干燥脱水处理后的费托合成尾气进行冷却降温处理；对冷却降温处理后的费托合成尾气进行精馏。本发明技术方案不但可以通过精馏得到轻烃产品，而且可以得到LPG产品，经济效益更高，而且得到的LPG可以直接作为轻烃洗涤工序的洗涤液循环利用，增加了轻烃洗涤的可靠性。

Description

费托合成尾气净化并回收轻烃的工艺与装置
技术领域
本发明涉及化工尾气的回收利用，特别是涉及一种费托合成尾气净化并回收轻烃的工艺与装置。
背景技术
我国的能源分布是多煤少油，为了解决国家能源结构不合理，能源分布不均的问题，近年来，我国科研人员对煤炭间接液化做了大量的研究，并取得了显著的成果。尤其费托合成技术发展迅速并已实现工业化。
费托合成反应过程中产生大量的费托合成尾气，其主要成分包括甲烷、氢气、一氧化碳、氮气、各种烃、醇和有机酸。在大规模的煤炭间接液化时，产生的费托合成尾气量很大。如果能将费托合成尾气有效的利用，将能够极大的提高煤制油企业的经济效益。但费托合成尾气中含有烃类、醇和酸等杂质，在回收利用时必须将杂质脱除净化，包括脱烃、脱酸、脱醇以及脱水。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种效率较高的费托合成尾气净化并回收轻烃的工艺与装置。
本发明的费托合成尾气净化并回收轻烃的装置，包括：
用于对费托合成尾气第一次冷却降温处理的预冷器；
用于对第一次冷却降温处理后的费托合成尾气气液分离处理，使费托合成尾气分离出重烃和水的气液分离器，与所述预冷器通过管路连接；
用于对气液分离处理后的费托合成尾气进行轻烃洗涤，使费托合成尾气中C6+脱除的洗涤塔，与所述气液分离器通过管路连接；
用于对轻烃洗涤处理后的费托合成尾气进行水洗，使费托合成尾气中有机酸和醇脱除的水洗塔，与所述洗涤塔通过管路连接；
用于对水洗处理后的费托合成尾气进行干燥脱水处理的干燥塔，与所述水洗塔通过管路连接；
用于对干燥脱水处理后的费托合成尾气进行冷却降温处理的换热器，与所述干燥塔通过管路连接；
用于对冷却降温处理后的费托合成尾气进行精馏，使费托合成尾气中C5+脱除并分离出液化石油气的第一精馏塔，与所述换热器通过管路连接。
本发明的费托合成尾气净化并回收轻烃的装置，其中，还包括：用于对由洗涤塔塔底排除的混烃进行精馏，使由洗涤塔塔底排除的混烃中C5+脱除的第二精馏塔，与所述洗涤塔通过管路连接。
本发明的费托合成尾气净化并回收轻烃的装置，其中，第一精馏塔的净化气排放口与净化气排出管连接，所述净化气排出管经过所述换热器，以使净化气排出管中的净化气经过换热器复温后排出。
本发明的费托合成尾气净化并回收轻烃的装置，其中，第一精馏塔的液化石油气排放口与液化石油气排出管连接，所述液化石油气排出管与洗涤塔连通，以使液化石油气作为轻烃洗涤的洗涤液，所述液化石油气排出管经过所述换热器，以使液化石油气排出管中的液化石油气经过换热器复温后进入洗涤塔。
本发明的费托合成尾气净化并回收轻烃的装置，其中，洗涤塔的重烃排出口与第二精馏塔通过重烃排出管连接，第二精馏塔的液化石油气排出口与液化石油气输出管连接，所述液化石油气输出管与洗涤塔连通，以使液化石油气作为轻烃洗涤的洗涤液。
本发明的费托合成尾气净化并回收轻烃的装置，其中，气液分离器的重烃排放口与重烃排放管连通，第二精馏塔的轻烃排放口与轻烃排放管连通，轻烃排放管与重烃排放管连通，以使轻烃排放管中的轻烃与重烃排放管的重烃混合。
本发明的费托合成尾气净化并回收轻烃的工艺，包括：
对费托合成尾气第一次冷却降温处理；
对第一次冷却降温处理后的费托合成尾气气液分离处理，使费托合成尾气分离出重烃和水；
对气液分离处理后的费托合成尾气进行轻烃洗涤，使费托合成尾气中C6+脱除；
对轻烃洗涤处理后的费托合成尾气进行水洗，使费托合成尾气中有机酸和醇脱除；
对水洗处理后的费托合成尾气进行干燥脱水处理；
对干燥脱水处理后的费托合成尾气进行冷却降温处理；
对冷却降温处理后的费托合成尾气进行精馏，使费托合成尾气中C5+脱除并分离出液化石油气。
本发明的费托合成尾气净化并回收轻烃的工艺，其中，还包括对由洗涤塔塔底排除的混烃进行精馏，使由洗涤塔塔底排除的混烃中C5+脱除。
本发明的费托合成尾气净化并回收轻烃的工艺，其中，还包括以费托合成尾气分离出液化石油气作为轻烃洗涤的洗涤液。
本发明的技术方案结构简单、可以效率较高的净化费托合成尾气并回收轻烃。本发明技术方案不但可以通过精馏得到轻烃产品，而且可以得到LPG产品，经济效益更高，而且得到的LPG可以直接作为轻烃洗涤工序的洗涤液循环利用，节能环保并且增加了轻烃洗涤工序的可靠性。
附图说明
图1为本发明的费托合成尾气净化并回收轻烃的装置的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明的费托合成尾气净化并回收轻烃的装置，包括：
用于对费托合成尾气(原料气)第一次冷却降温处理的预冷器E1；
用于对第一次冷却降温处理后的费托合成尾气气液分离处理，使费托合成尾气分离出重烃和水的气液分离器V1，与预冷器通过管路连接；
用于对气液分离处理后的费托合成尾气进行轻烃洗涤，使费托合成尾气中C6+脱除的洗涤塔T1，与气液分离器通过管路连接；
用于对轻烃洗涤处理后的费托合成尾气进行水洗，使费托合成尾气中有机酸和醇脱除的水洗塔T3，与洗涤塔通过管路连接；
用于对水洗处理后的费托合成尾气进行干燥脱水处理的干燥塔T4，与水洗塔通过管路连接；
用于对干燥脱水处理后的费托合成尾气进行冷却降温处理的换热器E2，与干燥塔通过管路连接；
用于对冷却降温处理后的费托合成尾气进行精馏，使费托合成尾气中C5+脱除并分离出液化石油气的第一精馏塔T5，与换热器通过管路连接。
本发明的费托合成尾气净化并回收轻烃的装置，其中，还包括：用于对由洗涤塔塔底排除的混烃进行精馏，使由洗涤塔塔底排除的混烃中C5+脱除的第二精馏塔T2，与洗涤塔通过管路连接。
本发明的费托合成尾气净化并回收轻烃的装置，其中，第一精馏塔的净化气排放口与净化气排出管连接，净化气排出管经过换热器，以使净化气排出管中的净化气经过换热器复温后排出。
本发明的费托合成尾气净化并回收轻烃的装置，其中，第一精馏塔的液化石油气排放口与液化石油气排出管1连接，液化石油气排出管1与洗涤塔连通，以使液化石油气作为轻烃洗涤的洗涤液，液化石油气排出管经过换热器，以使液化石油气排出管中的液化石油气经过换热器复温后进入洗涤塔。
本发明的费托合成尾气净化并回收轻烃的装置，其中，洗涤塔的重烃排出口与第二精馏塔通过重烃排出管2连接，第二精馏塔的液化石油气排出口与液化石油气输出管3连接，液化石油气输出管3与洗涤塔连通，以使液化石油气作为轻烃洗涤的洗涤液。
本发明的费托合成尾气净化并回收轻烃的装置，其中，气液分离器的重烃排放口与重烃排放管4连通，第二精馏塔的轻烃排放口与轻烃排放管5连通，轻烃排放管与重烃排放管连通，以使轻烃排放管中的轻烃与重烃排放管的重烃混合。
本发明的费托合成尾气净化并回收轻烃的装置，其中，还包括压缩机C1以及节流阀V10，压缩机的出口通过管路连通节流阀，节流阀通过回流管路连接压缩机的入口，以使被节流阀降温后的混合冷剂回流至压缩机，混合冷剂在压缩机与节流阀之间循环，回流管路经过换热器，回流管路中的混合冷剂在换热器中提供冷量。
本发明的费托合成尾气净化并回收轻烃的工艺，包括：
对费托合成尾气第一次冷却降温处理；
对第一次冷却降温处理后的费托合成尾气气液分离处理，使费托合成尾气分离出重烃和水；
对气液分离处理后的费托合成尾气进行轻烃洗涤，使费托合成尾气中C6+脱除；
对轻烃洗涤处理后的费托合成尾气进行水洗，使费托合成尾气中有机酸和醇脱除；
对水洗处理后的费托合成尾气进行干燥脱水处理；
对干燥脱水处理后的费托合成尾气进行冷却降温处理；
对冷却降温处理后的费托合成尾气进行精馏，使费托合成尾气中C5+脱除并分离出液化石油气。
本发明的费托合成尾气净化并回收轻烃的工艺，其中，还包括对由洗涤塔塔底排除的混烃进行精馏，使由洗涤塔塔底排除的混烃中C5+脱除。
本发明的费托合成尾气净化并回收轻烃的工艺，其中，还包括以费托合成尾气分离出液化石油气作为轻烃洗涤的洗涤液。
本发明的费托合成尾气净化并回收轻烃的工艺包括以下工序：1、预冷2、轻烃洗涤3、轻烃分离4、水洗5、干燥脱水6、LPG洗涤。
本发明的技术方案能够充分的脱除费托合成尾气中的烃、醇、酸和水等杂质，通过净化装置，将原料气净化为合格净化气，同时获得轻烃产品。本发明的费托合成尾气净化并回收轻烃的工艺能够保证净化装置安全稳定的运行，获得合格的净化气的同时，产出轻烃产品，提高了原料气的利用价值，具有较高的经济效益。
本发明的工艺，原料气的压力为1.0～6.0MPaG，温度为20～100℃，经过初冷和制冷机预冷至0～15℃，然后经气液分离器分离出原料气中的液态水和重烃，重烃的主要组分为C8+。预冷工序的冷源可采用氟利昂制冷机、氨制冷机、溴化锂预冷机或其他类型的制冷机提供。
原料气经过预冷后进入轻烃洗涤工序，采用轻烃洗涤塔(洗涤塔T1)，原料气由塔底进入洗涤塔，由塔顶采出，洗涤液由塔顶喷入塔内，由塔底采出。原料气经过轻烃洗涤后脱除掉其中的C6+组分，使C6+组分的含量小于
0.5mg/Nm3。轻烃洗涤塔可采用规整填料塔、筛板塔或浮阀塔。
洗涤液为来自LPG分离工序中的LPG。
由轻烃洗涤塔塔底采出的混烃进入轻烃分离塔进行精馏分离，轻组分由塔顶采出，部分作为LPG产品，部分作为轻烃洗涤工序的洗涤液用；C5+组分为主的轻烃由塔底采出作为产品送出。
原料气经过轻烃洗涤工序后进入水洗工序，水洗工序采用水洗塔，原料气从塔底进入水洗塔，从塔顶出，脱盐水从塔顶喷入塔内，从塔底出，经过水洗后脱除掉原料气中的的有机酸和醇，使酸和醇的含量小于0.5ppm。
干燥工序中，原料气经过水洗工序后进入干燥塔T4进行干燥工序，干燥工序采用分子筛干燥流程，使含水量≤0.1ppm。
LPG分离工序中，原料气经过干燥工序后进入LPG分离工序，LPG分离工序主要由换热器和LPG精馏塔(第一精馏塔)完成，原料气经换热器冷却至0～-50℃后送入LPG精馏塔，由塔底分离出LPG，送入轻烃洗涤工序作为洗涤液；LPG精馏塔顶的采出的干气中C5+≤0.5mg/Nm3，经换热器换热后作为合格净化气送出。上述工序温度控制在-20～-80℃范围内，CO2不会结晶析出。
本发明的费托合成尾气净化并回收轻烃的工艺不受CO2影响，不需要设置脱除CO2工序。
预冷和轻烃洗涤工序都是用于脱除原料气中的重烃；水洗工序用于脱除原料气中的醇和酸；干燥工序用于脱除原料气中的水分；LPG分离用于进一步脱除原料气中的轻烃，得到合格净化气。轻烃分离工序用于分离出的轻烃作为最终产品。
本发明的费托合成尾气净化并回收轻烃的工艺中所有工序控制在合适的温度范围内，不受CO2的影响，因此不需要设置脱CO2工序，不但流程简洁，降低投资，节能环保，而且提高了工艺的可靠性和可操作性。
本发明的费托合成尾气净化并回收轻烃的工艺不但可以通过精馏得到轻烃产品，而且可以得到LPG产品，经济效益更高，而且得到的LPG可以直接作为轻烃洗涤工序的洗涤液循环利用，增加了轻烃洗涤的可靠性。
本发明的费托合成尾气净化并回收轻烃的工艺的实施例：
温度为20～100℃，压力为1.0～6.0MPaG，流量为1000～80000Nm3/h的费托合成尾气，进入预冷工序，冷却至0～15℃后，将原料气中的液态水和C8+组分为主的重烃进行初步分离之后，进入轻烃洗涤工序，在轻烃洗涤工序中，尾气经过来自LPG分离工序的LPG洗涤后，将C6+组分的含量降至0.5mg/Nm3以下，轻烃洗涤后的气体进入水洗工序，脱除酸和醇，将酸和醇的含量降至0.5ppm以下，然后进入干燥工序，将气体中的水含量降低至0.1ppm以下，最后进入LPG分离工艺，将尾气进行进一步净化，最终将气体中的C5+组分含量将至0.5mg/Nm3以下，作为合格的净化气送出。轻烃洗涤工序采出的混烃进入轻烃分离工序，在轻烃分离工序分离得到轻烃产品送出。轻烃分离工序获得的轻组分可作为轻烃洗涤工序的洗涤液循环利用。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种费托合成尾气净化并回收轻烃的装置，其特征在于，包括：
用于对费托合成尾气第一次冷却降温处理的预冷器；
用于对第一次冷却降温处理后的费托合成尾气气液分离处理，使费托合成尾气分离出重烃和水的气液分离器，与所述预冷器通过管路连接；
用于对气液分离处理后的费托合成尾气进行轻烃洗涤，使费托合成尾气中C6+脱除的洗涤塔，与所述气液分离器通过管路连接；
用于对轻烃洗涤处理后的费托合成尾气进行水洗，使费托合成尾气中有机酸和醇脱除的水洗塔，与所述洗涤塔通过管路连接；
用于对水洗处理后的费托合成尾气进行干燥脱水处理的干燥塔，与所述水洗塔通过管路连接；
用于对干燥脱水处理后的费托合成尾气进行冷却降温处理的换热器，与所述干燥塔通过管路连接；
用于对冷却降温处理后的费托合成尾气进行精馏，使费托合成尾气中C5+脱除并分离出液化石油气的第一精馏塔，与所述换热器通过管路连接，还包括：用于对由洗涤塔塔底排除的混烃进行精馏，使由洗涤塔塔底排除的混烃中C5+脱除的第二精馏塔，与所述洗涤塔通过管路连接，第一精馏塔的净化气排放口与净化气排出管连接，所述净化气排出管经过所述换热器，以使净化气排出管中的净化气经过换热器复温后排出，第一精馏塔的液化石油气排放口与液化石油气排出管连接，所述液化石油气排出管与洗涤塔连通，以使液化石油气作为轻烃洗涤的洗涤液，所述液化石油气排出管经过所述换热器，以使液化石油气排出管中的液化石油气经过换热器复温后进入洗涤塔。
2.如权利要求1所述的费托合成尾气净化并回收轻烃的装置，其特征在于，洗涤塔的重烃排出口与第二精馏塔通过重烃排出管连接，第二精馏塔的液化石油气排出口与液化石油气输出管连接，所述液化石油气输出管与洗涤塔连通，以使液化石油气作为轻烃洗涤的洗涤液。
3.如权利要求2所述的费托合成尾气净化并回收轻烃的装置，其特征在于，气液分离器的重烃排放口与重烃排放管连通，第二精馏塔的轻烃排放口与轻烃排放管连通，轻烃排放管与重烃排放管连通，以使轻烃排放管中的轻烃与重烃排放管的重烃混合。
4.一种费托合成尾气净化并回收轻烃的工艺，其特征在于，包括：
对费托合成尾气第一次冷却降温处理；
对第一次冷却降温处理后的费托合成尾气气液分离处理，使费托合成尾气分离出重烃和水；
对气液分离处理后的费托合成尾气进行轻烃洗涤，使费托合成尾气中C6+脱除；
对轻烃洗涤处理后的费托合成尾气进行水洗，使费托合成尾气中有机酸和醇脱除；
对水洗处理后的费托合成尾气进行干燥脱水处理；
对干燥脱水处理后的费托合成尾气进行冷却降温处理；
对冷却降温处理后的费托合成尾气进行精馏，使费托合成尾气中C5+脱除并分离出液化石油气，还包括：
对由洗涤塔塔底排除的混烃进行精馏，使由洗涤塔塔底排除的混烃中C5+脱除，还包括：
以费托合成尾气分离出液化石油气作为轻烃洗涤的洗涤液。
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