CN112374960A - 一种从工业尾气中回收乙烯的系统及其工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及化工尾气处理领域,具体涉及一种从工业尾气中回收乙烯的系统及其工艺,包括沿物料运动方向依次设置的预处理单元和冷凝分离单元;所述冷凝分离单元包括热交换部,所述热交换部包括沿物料运动方向依次设置的第二热交换器和第一热交换器,第二热交换器用于将物料中高临界温度杂质液化,第一热交换器用于将物料中的乙烯液化;所述预处理单元包括水洗塔和碱洗塔。本方案解决从生产醋酸乙烯‑乙烯共聚物过程产生的工业尾气中难以高效且充分地回收乙烯的技术问题。本方案的乙烯回收设备以及工艺可以应用于醋酸乙烯‑乙烯共聚物制备中的尾气回收以及纯化分离的实践操作中。
Description
技术领域
本发明涉及化工尾气处理领域,具体涉及一种从工业尾气中回收乙烯的系统及其工艺。
背景技术
醋酸乙烯-乙烯共聚物(VAE)是由醋酸乙烯和乙烯共聚而成的工业材料,具有广泛的用途。在醋酸乙烯-乙烯共聚物的生产过程,会使用到大量的乙烯作为合成原料,由于乙烯过量,生产过程中会产生含有大量乙烯的工业尾气。现有技术中,对尾气的主要处理方法是将该尾气通过压缩机送往锅炉或者火炬燃烧。但是尾气中含有的乙烯和醋酸乙烯均为合成醋酸乙烯-乙烯共聚物的原料成分,直接将尾气燃烧,具有利用价值的成分没有被充分利用,造成了资源浪费。生产醋酸乙烯-乙烯共聚物过程产生的工业尾气成分较为复杂,亟需设计一种乙烯回收系统和工艺,用以高效且充分地回收工业尾气中的乙烯。
发明内容
本发明意在提供乙烯深冷回收方法,以解决从生产醋酸乙烯-乙烯共聚物过程产生的工业尾气中难以高效且充分地回收乙烯的技术问题。
为达到上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种从工业尾气中回收乙烯的系统,包括沿物料运动方向依次设置的预处理单元和冷凝分离单元;所述冷凝分离单元包括热交换部,所述热交换部包括沿物料运动方向依次设置的第二热交换器和第一热交换器,第二热交换器用于将物料中高临界温度杂质液化,第一热交换器用于将物料中的乙烯液化;所述预处理单元包括水洗塔和干燥塔。
本方案的原理及优点是:通过预处理单元的水洗塔和干燥塔,可以将制备醋酸乙烯-乙烯共聚物过程中产生的尾气中的部分杂质除去,例如醋酸乙烯-乙烯共聚物、水等。然后通过两次冷凝处理(热交换),先使得高临界温度杂质发生液化,使其与气态的乙烯分离开;然后再将乙烯液化,使得乙烯与低临界温度杂质分离,最后可以获得纯度在99.5%以上的乙烯纯品。其中,高临界温度杂质在本方案中是指:该物质在一定压强下发生液化的最高温度(也可称作沸点)大于乙烯的发生液化的最高温度。低临界温度杂质是指:该物质在一定压强下发生液化的最高温度小于乙烯的发生液化的最高温度。临界温度是指物质在一定压强下发生液化的最高温度。
在本方案中,预处理单元可以除去诸如水等容易在低温冷凝过程中凝固的物质,再通过两步热交换,使得乙烯可以与杂质充分分离,获得较高纯度的乙烯单品。本方案可以将工业尾气中的乙烯充分回收利用,实现了节能减排,以及对资源的效合理地利用。
干燥塔在本方案中的设置较为重要,发明人通过长期的实践和研究,发现通过冷凝的手段分离纯化乙烯很容易出现在冷凝过程中的冰堵现象。使用干燥塔除水可使得尾气(具体为尾气Ⅵ)中的水含量降低至1-5ppm,并且乙烯在通过干燥塔的过程中其本身的损耗量较少。现有技术中有使用将尾气的温度降低至1-15℃左右的方案,通过降温使得尾气中的水凝出,从而防止冰堵,但是这种方式并不能使尾气中的水含量降低至5ppm以下,在后续深冷的过程中仍然有很大的冰堵的风险。
进一步,所述预处理单元还包括位于水洗塔和干燥塔之间的碱洗塔;碱洗塔和干燥塔之间设有水冷却器。
采用上述技术方案,干燥塔的使用可除去尾气中的水,保证了尽可能少的水分子进入冷凝分离单元,避免在冷凝分离单元中水结冰造成的管道堵塞。水冷却器是常规的使用水为冷却介质的冷却器,在本方案中是一种优化设置,可根据实际情况决定是否选用。水冷却器可降低初始尾气中的饱和水含量,然后再使用干燥塔除水,可将水分更充分地除去。水冷却器和干燥塔联合使用,进一步提高了除水效率。水冷却器是一种优化方案,在实际使用中,可不设置水冷却器。碱洗塔可除去尾气中的二氧化碳,二氧化碳会在后续的冷凝过程中发生冰堵。尾气中是否含有二氧化碳是根据生产醋酸乙烯-乙烯共聚物过程中是否使用碳酸氢钠来调节pH值来确定。如果尾气中不含有二氧化碳,也就不需要使用碱洗塔,因此碱洗塔是一种优化方案。
进一步,所述干燥塔的填料为3A分子筛,物料在干燥塔中的流速为100-2000kg/h,所述干燥塔用于将尾气Ⅵ中的水含量降至5ppm以下。
采用上述技术方案,干燥塔将尾气Ⅵ中的水含量降至5ppm以下,可防止后续深冷过程中的冰堵现象。发明人经长期实践发现,尾气干燥程度的控制对是否产生冰堵现象非常关键。使用3A分子筛作为干燥塔的填料,可对尾气中的水分充分吸附,可将尾气Ⅵ中的水含量将至5ppm以下,避免冰堵的发生。如果尾气Ⅵ中的水含量在5ppm上,则下游的深冷设备中会出现冰堵现象,影响工艺的顺畅性和安全性。并且使用3A分子筛作为干燥塔填料是实现控制尾气中水含量的关键,现有技术中使用冷却和气液分离的手段是不能将尾气中的水含量降低至5ppm以下的。
进一步,所述第一热交换器连通有用于收集液态乙烯的第一气液分离罐;第一气液分离罐工作温度为-125~-80℃,工作压力为0.1~1MPa。
采用上述技术方案,经第一热交换器的热交换过程后,乙烯液化,并在第一气液分离罐中与不凝气体分离。
进一步,所述第一热交换器和所述第二热交换器之间设有第二气液分离罐;第二气液分离罐的工作温度为-75~-65℃,工作压力为0.1~1MPaG。
采用上述技术方案,第二气液分离罐为被第二热交换器降温后的混合物料进行气液分离的场所。
进一步,所述热交换部还包括第三热交换器,所述第三热交换器位于干燥塔和第二热交换器之间;第三热交换器和第二热交换器之间还设有第三气液分离罐;第三气液分离罐的工作温度为-5~5℃,工作压力0.1~1MPaG。
采用上述技术方案,第三热交换器对物料气体进行初步降温,可使的物料气体中的水等液化,避免水进入后续的第二热交换器和第一热交换器,避免了管道的堵塞。第三热交换器的设置可以充分地除去尾气(尾气Ⅵ)中的水分,防止冰堵。
进一步,所述第三热交换器内设有冷剂通道,第一气液分离罐包括不凝气体出口;所述不凝气体出口与第三热交换器的冷剂通道连通。
采用上述技术方案,第三热交换器的冷源为第一气液分离罐中获得的不凝气体,这样既可以将物料气体中的水冷凝除去,又可以对不凝气体进行加热,再后续排放到高空火炬的过程中。
进一步,所述第一热交换器和所述第二热交换器均使用液氮作为冷源。
采用上述技术方案,液氮是常规冷源,易于购置。干燥塔可使用3A分子筛作为填料,当分子筛吸附一定量的水分之后,可利用氮气来进行分子筛的再生。再生即热氮气通过干燥塔,带走3A分子筛吸收了的水分,然后再用冷氮气冷却。在本方案中,液氮通过热交换,变成0~20℃左右的氮气,对其稍微加热,既可用来带走3A分子筛吸收了的水分。然后再用0~20℃左右的氮气来对干燥塔进行冷却处理。这是一种综合利用资源的方式,液氮通过热交换不但可以冷凝尾气,还可以借此热交换来升温,升温获得的氮气可以作为分子筛再生的材料,不用耗费过多的能源对氮气加热。分子筛再生过程具体为:先用热氮气将3A分子筛干燥剂层加热到150~200℃(时间约10小时),然后用冷氮气将3A分子筛干燥剂层冷却到环境温度后待用。
进一步,一种从工业尾气中回收乙烯的工艺,包括依次进行的预处理和冷凝分离;在预处理中,使用水洗塔和干燥塔处理初始尾气,获得尾气Ⅵ;所述冷凝分离包括依次进行的初步降温步骤和深冷降温步骤;在初步降温步骤中,通过热交换使尾气Ⅵ中的高临界温度杂质液化并分离,获得尾气Ⅷ;在深冷降温步骤中,通过热交换使尾气Ⅷ中的乙烯液化,并同时获得不凝气体。
采用上述技术方案,首选通过预处理,可以将制备醋酸乙烯-乙烯共聚物过程中产生的尾气中的部分杂质除去。然后通过两次冷凝处理(热交换),先使得高临界温度杂质发生液化,使其与气态的乙烯分离开;然后再将乙烯液化,使得乙烯与低临界温度杂质分离,最后可以获得纯度在99.5%以上的乙烯纯品。物料在本方案中是指各级尾气。
进一步,在初步降温步骤之前还包括预降温步骤;在预降温步骤中,使用所述不凝气体作为热交换的冷源;在初步降温步骤和深冷降温步骤中,均使用液氮作为热交换的冷源。
采用上述技术方案,使用不凝气体对气体物料进行初步降温,然后在进行后续的两步热交换过程,保证气体物料可以被充分降温,实现乙烯的深冷分离。另外,本方案获得的不凝气体,需要对其进行燃烧处理,避免污染环境。但是,经过深冷处理之后,不凝气体温度过低,不能直接对其进行燃烧处理(温度过低不能有效燃烧),需要适当对其进行加热,才能进行后续的燃烧处理。所以,使用不凝气体作为预降温步骤的冷源实现了两个目的:对气体物料进行初步降温;避免额外设置其他的不凝气体加热装置,节约了成本。另外,预降温步骤的设置也可以充分除去有可能会在后续步骤中凝固堵塞管道的水。
附图说明
图1为本发明实施例1的系统的示意图。
图2为本发明实施例2的系统的示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明:
说明书附图中的附图标记包括:第四气液分离罐1、水洗塔2、气柜3、液环压机4、碱洗塔5、水冷却器6、干燥塔7、第一热交换器8、第二热交换器9、第一气液分离罐10、第二气液分离罐11、液氮储存系统12、氮气回收系统13、火炬系统14、第三气液分离罐15、第三热交换器16。
实施例1:
从工业尾气中回收乙烯的系统包括预处理单元和冷凝分离单元。如图1所示,预处理单元包括第四气液分离罐1、水洗塔2、气柜3、液环压机4、碱洗塔5、水冷却器6和干燥塔7。冷凝分离单元包括热交换部、气液分离部和冷源提供部。热交换部包括第一热交换器8和第二热交换器9,气液分离部包括第一气液分离罐10和第二气液分离罐11,冷源提供部包括液氮储存系统12和氮气回收系统13。
上述各设备之间的连接关系如下:
第四气液分离罐1上方设有第一物料出口,下方设有第一物料入口;水洗塔2下方设有第二物料入口,上方设有第二物料出口,第一物料出口通过管道与第二物料入口连通;气柜3上设有第三物料入口以及第三物料出口,第三物料入口与第二物料出口通过管道连通;液环压机4(给气体物料加压,使其具有足够的动力在系统中运行,本实施例中可将气体物料压力加压至0.5~1MPaG)上设有第四物料入口以及第四物料出口,第四物料入口与第三物料出口通过管道连通;碱洗塔5下方设有第五物料入口,上方设有第五物料出口,第五物料入口与第四物料出口通过管道连通;水冷却器6上设有第六物料入口以及第六物料出口,第六物料入口与第五物料出口通过管道连通;干燥塔7上设有第七物料入口以及第七物料出口,第七物料入口与第六物料出口通过管道连通。
第二热交换器9和第一热交换器8均采用常规的热交换器。常规的热交换器中设有热媒通道和冷剂通道,热媒和冷剂被固体间壁隔开,并通过间壁进行热量交换,冷剂通道中流动作为冷源的物质。第二热交换器9的热媒通道两端分别为第八物料入口和第八物料出口,第二热交换器9的冷剂通道两端为第二冷剂入口和第二冷剂出口。第一热交换器8的热媒通道两端分别为第九物料入口和第九物料出口,第一热交换器8的冷剂通道两端为第一冷剂入口和第一冷剂出口。第二气液分离罐11上设有第十物料入口和第十物料出口。第一气液分离罐10上设有第十一物料入口、第十一物料出口(图中未示)、不凝气体出口。
干燥塔7的第七物料出口通过管道与第二热交换器9的第八物料入口连通,第二热交换器9的第八物料出口通过管道与第二气液分离罐11的第十物料入口连通,第二气液分离罐11的第十物料出口通过管道与第一热交换器8的第九物料入口连通。第一热交换器8的第九物料出口通过管道与第一气液分离罐10的第十一物料入口连通。第一气液分离罐10的不凝气体出口通过管道与火炬系统14连通。
从工业尾气中回收乙烯的工艺过程为:
最初始的尾气为醋酸乙烯-乙烯共聚物生产过程中的产物(称为初始尾气),来自于上游工艺中的脱泡槽。在脱泡槽中通过升压脱泡获得初始尾气,在本实施例中,使用氮气升压脱泡,获得的初始尾气中的氮气含量较高,通常情况下,初始尾气的成分以及含量(摩尔百分数)如下:氧气小于或者等于0.6%、乙烷小于或者等于0.12%、氮气小于或者等于17.54%、二氧化碳小于或者等于1.44%、醋酸乙烯小于或者等于2%、甲烷小于或者等于0.23%、乙烯小于或者等于95.21%、乙醛小于或者等于2.11%,甲醇小于或者等于2.18%,水小于或者等于10.36%,其余为少量的乙酸乙酯、叔丁醇、双氧水、叔丁基过氧化氢和醋酸乙烯-乙烯共聚物(为分散在尾气中的共聚物)。本方案均能对上述情况的初始尾气进行处理,在本实施例中初始尾气的成分为:氧气0.6%、乙烷0.12%、氮气17.54%、二氧化碳1.44%、醋酸乙烯1.23%、甲烷0.23%、乙烯62.21%、乙醛0.81%,甲醇0.88%,水0.36%,其余为少量的乙酸乙酯、叔丁醇、双氧水、叔丁基过氧化氢和醋酸乙烯-乙烯共聚物(为分散在尾气中的共聚物)。
初始尾气通过第一物料入口进入第四气液分离罐1,初始尾气在第四气液分离罐1发生气液分离,液相部分沉降到第四气液分离罐1底部,气相部分从第一物料出口排出,该气相部分称为尾气Ⅰ。尾气Ⅰ通过第二物料入口进入水洗塔2,经水洗塔2的水洗作用,除去尾气Ⅰ中的醋酸乙烯-乙烯共聚物,获得尾气Ⅱ,尾气Ⅱ从第二物料出口排出。尾气Ⅱ通过第三物料入口进入气柜3,再从第三物料出口排出气柜3,气柜3起到了暂存和缓冲气体的作用。气柜3的布置是根据生产工艺流程的上下游连通、长周期稳定运行的需要设置的,工艺中水洗塔2工艺上游的来气间歇性进入水洗塔2,水洗塔2后设有气柜3缓存上游来气,保证后续工序连续稳定运行。从气柜3流出的尾气Ⅱ经过第四物料入口进入液环压机4,经液环压机4的加压成为尾气Ⅲ并从第四物料出口流出。尾气Ⅲ从第五物料入口进入碱洗塔5,碱洗塔5可除去二氧化碳等酸性气体,获得尾气Ⅳ,且尾气Ⅳ从第五物料出口流出。尾气Ⅳ通过第六物料入口流经水冷却器6(冷却介质为水),温度降低,获得尾气Ⅴ并从第六物料出口流出,由于温度的降低,尾气Ⅴ容纳水的能力较尾气Ⅳ低,水更容易被后续的干燥操作除去。尾气Ⅴ从第七物料入口进入干燥塔7,充分除水之后,获得尾气Ⅵ,且尾气Ⅵ从第七物料出口流至第二热交换器9的第八物料入口。在第二热交换器9中,尾气Ⅵ被冷却,部分物质发生液化,然后在第八物料出口形成尾气Ⅶ,尾气Ⅶ从第二气液分离罐11的第十物料入口进入第二气液分离罐11,尾气Ⅶ发生气液分离,形成尾气Ⅷ和液相Ⅰ,上述过程为初步降温步骤。
尾气Ⅷ从第二气液分离罐11的第十物料出口流入第一热交换器8的第九物料入口。尾气Ⅷ再次经过热交换冷却,获得尾气Ⅸ,并从第一热交换器8的第九物料出口流出,此时乙烯已经发生液化,尾气Ⅸ中包含有不凝气体和液化的乙烯,上述过程为深冷降温步骤。尾气Ⅸ通过第一气液分离罐10的第十一物料入口进入第一气液分离罐10,经气液分离之后,不凝气体从第一气液分离罐10的不凝气体出口输送至火炬系统14。为了提高整个系统的安全性,本系统还可以采取如下的设置:因为刚获得的不凝气体的温度较低,不能直接燃烧,连通第一气液分离罐10的不凝气体出口和火炬系统14的管道上还设有现有技术中常规的热交换设备(称为第四热交换器,图中未示),用于给不凝气体升温。第一热交换器8和第二热交换器9的冷源为液氮,液氮由现有技术中常规的液氮储存系统12(其中储存的氮气温度为-175℃,0.55MPaG)提供。液氮储存系统12的供氮管道与第一热交换器8的冷剂通道的第一冷剂入口连通,液氮经过第一热交换器8后温度升高。第一热交换器8的冷剂通道的第一冷剂出口与第二热交换器9的冷剂通道的第二冷剂入口连通,冷源液氮经过第二热交换器9后,温度再次升高。氮气经过两级热交换气化并从第二冷剂出口排送至现有技术中常规的氮气回收系统13(此时氮气温度升至20℃)。本工艺过程中的参数设置如表1所示,图1中的实线表示各级尾气的流向,虚线表示液氮的流动方向,点划线表示不凝气体的流动方向。
表1:参数设置
表1中,“温度范围(℃)”和“压力范围(MPaG)”两列数据表示在上述温度和压力单位内,均可以实现对气体的纯化回收。“温度(℃)”和“压力(MPaG)”两列数据表示本实施例具体采用的条件。
在本方案中,第四气液分离罐1、第一气液分离罐10和第二气液分离罐11为现有技术中化工领域常规的气液分离罐,利用气体与液体的比重不同,将气液混合物中的液体和气体分离。第四气液分离罐1的工作压力为0.02~3MPaG,工作温度为13~95℃;第二气液分离罐11的工作压力为0.1~1MPaG,工作温度为-75~-65℃;第一气液分离罐10的工作压力为0.1~1MPa,工作温度为-125~-90℃。火炬系统14为化工行业常规废气处理系统,常规的处理对象为无法回收和再加工的可燃和可燃有毒气体及蒸汽,用于实现安全排放,本方案具体使用的是地面火炬。水洗塔2(使用水进行喷淋的喷淋量为1~5吨/小时,在本实施例中为4吨/小时)和碱洗塔5(碱洗塔5中使用质量分数为2~30%的氢氧化钠溶液,喷淋量为1-5吨/小时,在本方案中,20%的氢氧化钠溶液,4吨/小时)是化工领域的现有技术中常用的气体净化设备,通过喷淋水或者碱液,去除杂质,实现气体净化。水洗塔2主要的作用是:洗去混合气体中的甲醇、乙醛、乙酸乙酯、叔丁醇、双氧水、叔丁基过氧化氢等物质。碱洗塔5的主要作用是:洗去混合气体中的二氧化碳,二氧化碳在后续的深冷回收中容易形成干冰堵塞管道。
干燥塔7(干燥塔7使用的是常规的分子筛吸附器,本实施例中分子筛的填料为3A分子筛)是化工领域常用的用于干燥工业气体的结构,用于除去混合气体中的水分,因为水在后续的深冷处理中容易形成冰堵塞管道。本方案的干燥塔7用于将尾气Ⅵ中的水含量降低至5ppm以下,经试验验证,如果尾气Ⅵ的水含量大于5ppm,则在后续的热交换过程中,会发生一定的冰堵现象,特别是在本方案中使用的冷剂为低温液氮(最低温度可达-175℃),液氮和待冷却的气体之间温差较大,如果尾气Ⅵ的水含量大于5ppm,在液氮的冷凝作用下,更容易发生冰堵。本方案使用的3A分子筛是一种钾钠型硅铝酸盐,晶体的孔径为静态水吸附率大于20%,物料在干燥塔7中的流动速度为100-2000kg/h。
水冷却器6是常规的使用水为冷却介质的冷却器,在本实施例中,进水端温度7℃,出水端温度12℃。水冷却器6可降低混合气体的温度,再使用干燥塔7更充分的除水。水冷却器6和干燥塔7联合使用,进一步提高了除水效率。水冷却器6和干燥塔7联合使用,为一种优化方案,也可只是用干燥塔7。气柜3为现有技术中常用的工业气体储存结构,液环压机4为现有技术中常用的工业气体加压设备。也可根据实际情况不使用液环压机45(初始尾气的压力足够的情况下)。在本方案中也可以不设置碱洗塔5,液环压机4和干燥塔7通过管道直接连通。如果在上游工艺合成醋酸乙烯-乙烯共聚物时,不使用碳酸氢钠调节pH值,而是使用氢氧化钠,所以初始尾气中不含有二氧化碳,不需要设置碱洗塔5来除去二氧化碳。
实施例2
本实施例基本同实施例1,不同点在于,如图2所示,本方案中没有设置水冷却器6,并用冷凝的方法来除去混合气体中的水份等物质。本方案中设置了第三气液分离罐15和第三热交换器16,上述两种设备均为现有技术中的常规设备。第三热交换器16的热媒通道的进口端为第十二物料入口,出口端为第十二物料出口。第三热交换器16的冷剂通道的进口端为第三冷剂入口,出口端为第三冷剂出口。第三气液分离罐15的进口端为第十三物料入口,出口端为第十三物料出口。第三热交换器16的第十二物料入口通过管道与碱洗塔5的第五物料出口连通,第三热交换器16的第十二物料出口通过管道与第三气液分离罐15的第十三物料入口连通。第三气液分离罐15的第十三物料出口通过管道与第二热交换器9的第八物料入口连通。第一气液分离罐10的不凝气体出口通过管道与第三热交换器16的第三冷剂入口连通,第三热交换器16的第三冷剂出口与火炬系统14连通。
在本方案中,从干燥塔7来的尾气Ⅵ先进入第三热交换器16进行初步冷却,尾气Ⅵ中的水被冷凝成液态(更充分地除水)。然后在第三气液分离罐15(工作温度为-5~5℃,工作压力0.1~1MPaG)中实现气液分离,获得尾气Ⅹ和液相Ⅱ(主要是水),上述过程为预降温步骤。然后,尾气Ⅹ继续进入第二热交换器9进入下一步的冷却过程。为第三热交换器16提供冷源的是来自于第一气液分离罐10的不凝气体,不凝气体经过热交换升温之后,可直接送至火炬系统14燃烧。在本方案中,第三热交换器16的设置既起到了除水的作用,还起到了给不凝气体升温的作用,不用额外设置给不凝气体加热的装置,也不用额外设置给尾气除水的装置。本方案的参数设置如表2所示,图2中的实线表示各级尾气的流向,虚线表示液氮的流动方向,点划线表示不凝气体的流动方向。
表2:参数设置
表2中,“温度范围(℃)”和“压力范围(MPaG)”两列数据表示在上述温度和压力单位内,均可以实现对气体的纯化回收。“温度(℃)”和“压力(MPaG)”两列数据表示本实施例具体采用的条件。
实施例3
本实施例1基本同实施例1,不同点在于,使用不同工况的产生的初始尾气,在脱泡槽中通过乙烯升压脱泡获得初始尾气,在本实施例中初始尾气的成分具体为(摩尔百分数):氧气0.2%、乙烷0.24%、氮气1.59%、二氧化碳1.44%、醋酸乙烯0.34%、甲烷0.04%、乙烯85.84%、乙醛0.39%,甲醇0.48%,水0.22%,其余为少量的乙酸乙酯、叔丁醇、双氧水、叔丁基过氧化氢和醋酸乙烯-乙烯共聚物(为分散在尾气中的共聚物)。经本工艺的回收处理之后,可得到纯度为99.5%以上的气态乙烯。
以上所述的仅是本发明的实施例,方案中公知的具体技术方案和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出,对于本领域的技术人员来说,在不脱离本发明技术方案的前提下,还可以作出若干变形和改进,这些也应该视为本发明的保护范围,这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准,说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。
Claims (10)
1.一种从工业尾气中回收乙烯的系统,其特征在于,包括沿物料运动方向依次设置的预处理单元和冷凝分离单元;所述冷凝分离单元包括热交换部,所述热交换部包括沿物料运动方向依次设置的第二热交换器和第一热交换器,第二热交换器用于将物料中高临界温度杂质液化,第一热交换器用于将物料中的乙烯液化;所述预处理单元包括水洗塔和干燥塔。
2.根据权利要求1所述的一种从工业尾气中回收乙烯的系统,其特征在于:所述预处理单元还包括位于水洗塔和干燥塔之间的碱洗塔;碱洗塔和干燥塔之间设有水冷却器。
3.根据权利要求1所述的一种从工业尾气中回收乙烯的系统,其特征在于:所述干燥塔的填料为3A分子筛,物料在干燥塔中的流速为100-2000kg/h,从所述干燥塔的第七物料出口中排出尾气Ⅵ,尾气Ⅵ的含水量在5ppm以下。
4.根据权利要求3所述的一种从工业尾气中回收乙烯的系统,其特征在于:所述第一热交换器连通有用于收集液态乙烯的第一气液分离罐;第一气液分离罐工作温度为-125~-80℃,工作压力为0.1~1MPa。
5.根据权利要求4所述的一种从工业尾气中回收乙烯的系统,其特征在于:所述第一热交换器和所述第二热交换器之间设有第二气液分离罐;第二气液分离罐的工作温度为-75~-65℃,工作压力为0.1~1MPaG。
6.根据权利要求5所述的一种从工业尾气中回收乙烯的系统,其特征在于:所述热交换部还包括第三热交换器,所述第三热交换器位于干燥塔和第二热交换器之间;第三热交换器和第二热交换器之间还设有第三气液分离罐;第三气液分离罐的工作温度为-5~5℃,工作压力0.1~1MPaG。
7.根据权利要求6所述的一种从工业尾气中回收乙烯的系统,其特征在于:所述第三热交换器内设有冷剂通道,第一气液分离罐包括不凝气体出口;所述不凝气体出口与第三热交换器的冷剂通道连通。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的一种从工业尾气中回收乙烯的系统,其特征在于:所述第一热交换器和所述第二热交换器均使用液氮作为冷源。
9.一种从工业尾气中回收乙烯的工艺,其特征在于:包括依次进行的预处理和冷凝分离;在预处理中,使用水洗塔和干燥塔处理初始尾气,获得尾气Ⅵ;所述冷凝分离包括依次进行的初步降温步骤和深冷降温步骤;在初步降温步骤中,通过热交换使尾气Ⅵ中的高临界温度杂质液化并分离,获得尾气Ⅷ;在深冷降温步骤中,通过热交换使尾气Ⅷ中的乙烯液化,并同时获得不凝气体。
10.根据权利要求9所述的一种从工业尾气中回收乙烯的工艺,其特征在于:在初步降温步骤之前还包括预降温步骤;在预降温步骤中,使用所述不凝气体作为热交换的冷源;在初步降温步骤和深冷降温步骤中,均使用液氮作为热交换的冷源。
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