CN112725032B - 回收干气中碳二组分的方法和装置 - Google Patents

回收干气中碳二组分的方法和装置 Download PDF

Info

Publication number
CN112725032B
CN112725032B CN201911030061.1A CN201911030061A CN112725032B CN 112725032 B CN112725032 B CN 112725032B CN 201911030061 A CN201911030061 A CN 201911030061A CN 112725032 B CN112725032 B CN 112725032B
Authority
CN
China
Prior art keywords
tower
absorbent
gas
absorption
desorption
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201911030061.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112725032A (zh
Inventor
邵华伟
李东风
刘智信
张敬升
胡志彦
邹弋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sinopec Beijing Research Institute of Chemical Industry
China Petroleum and Chemical Corp
Original Assignee
Sinopec Beijing Research Institute of Chemical Industry
China Petroleum and Chemical Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sinopec Beijing Research Institute of Chemical Industry, China Petroleum and Chemical Corp filed Critical Sinopec Beijing Research Institute of Chemical Industry
Priority to CN201911030061.1A priority Critical patent/CN112725032B/zh
Priority to EP20882091.0A priority patent/EP4053251A4/en
Priority to US17/755,418 priority patent/US20220389337A1/en
Priority to PCT/CN2020/117451 priority patent/WO2021082825A1/zh
Priority to JP2022524697A priority patent/JP2022554002A/ja
Publication of CN112725032A publication Critical patent/CN112725032A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112725032B publication Critical patent/CN112725032B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/14—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
    • B01D53/1487—Removing organic compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G70/00—Working-up undefined normally gaseous mixtures obtained by processes covered by groups C10G9/00, C10G11/00, C10G15/00, C10G47/00, C10G51/00
    • C10G70/04—Working-up undefined normally gaseous mixtures obtained by processes covered by groups C10G9/00, C10G11/00, C10G15/00, C10G47/00, C10G51/00 by physical processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/14—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
    • B01D53/1425—Regeneration of liquid absorbents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C7/00—Purification; Separation; Use of additives
    • C07C7/005—Processes comprising at least two steps in series
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G70/00—Working-up undefined normally gaseous mixtures obtained by processes covered by groups C10G9/00, C10G11/00, C10G15/00, C10G47/00, C10G51/00
    • C10G70/04—Working-up undefined normally gaseous mixtures obtained by processes covered by groups C10G9/00, C10G11/00, C10G15/00, C10G47/00, C10G51/00 by physical processes
    • C10G70/06—Working-up undefined normally gaseous mixtures obtained by processes covered by groups C10G9/00, C10G11/00, C10G15/00, C10G47/00, C10G51/00 by physical processes by gas-liquid contact
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/0228—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2252/00—Absorbents, i.e. solvents and liquid materials for gas absorption
    • B01D2252/20—Organic absorbents
    • B01D2252/205—Other organic compounds not covered by B01D2252/00 - B01D2252/20494
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2256/00—Main component in the product gas stream after treatment
    • B01D2256/24—Hydrocarbons
    • B01D2256/245—Methane
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/70—Organic compounds not provided for in groups B01D2257/00 - B01D2257/602
    • B01D2257/702—Hydrocarbons
    • B01D2257/7022—Aliphatic hydrocarbons

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
  • Gas Separation By Absorption (AREA)

Abstract

本发明涉及干气处理领域，公开了一种回收干气中碳二组分的方法和装置。该方法包括：(1)将原料干气进行压缩，并将得到的压缩气冷却后进行气液分离，得到气相和液相；(2)将所述气相与吸收剂相接触进行碳二组分吸收，得到吸收尾气和吸收富液，所述吸收富液返回并混合入所述压缩气；(3)将所述液相降压后进行甲烷脱吸，得到脱吸气和富吸收剂，所述脱吸气返回步骤(1)所述压缩或外排；(4)将所述富吸收剂进行解吸分离，得到贫吸收剂和以碳二组分为主的提浓气，所述贫吸收剂返回并混入所述吸收剂。采用本发明提供的方法得到的碳二组分回收率高、装置总体能耗低。

Description

回收干气中碳二组分的方法和装置
技术领域
本发明涉及干气处理技术领域，具体地涉及一种回收干气中碳二组分的方法和装置。
背景技术
目前已实现工业化的从干气中回收乙烷、乙烯组分的方法主要有：
(1)深冷分离法，工艺成熟，乙烯回收率高、纯度高，但需要干燥器及丙烯制冷装置或乙烯-丙烯复合制冷装置，装置投资较大，能耗较高；
(2)变压吸附法，操作简单，能耗一般较低，但产品纯度低，碳二组分回收率低，当原料干气处理规模较大时，装置投资和占地较大；
(3)浅冷油吸收法，工艺流程安全可靠，碳二碳三回收率高，对原料气中的硫含量和水含量无要求，但吸收塔(或甲烷脱吸塔)塔釜再沸器负荷较大，整个流程低压蒸汽消耗量较大。
US10052581B1公开了一种从FCC干气中回收蒸汽裂解装置原料的方法。该方法将FCC干气先进行胺洗脱CO2、H2S、COS操作，之后进行加氢脱炔烃操作，经过上述精制过程后，FCC干气进入变压吸附塔，脱除其中的甲烷、氢气等轻组分，再经过一系列分离流程最终得到以乙烷、乙烯为主的蒸汽裂解装置原料物流。该方法由于变压吸收塔在操作过程中可能会出现低于0℃的工况，为了避免结冰，需要在干气进变压吸附塔前进行冷却分相及脱水干燥处理，装置投资较大。
CN101759516B公开了一种油吸收法分离炼厂催化干气的方法，该方法包括干气压缩、吸收(再吸收)、解吸等过程，在主吸收塔中采用碳五馏分或脱戊烷油为吸收剂，将催化干气中的碳二馏分及更重组分吸收下来，富碳五吸收剂送入解吸塔，从解吸塔顶得到回收的C2浓缩气。主吸收塔操作压力为3.5-5.5MPaG，塔釜温度为95-115℃，解吸塔操作压力为2-3MPaG，塔釜温度为145-165℃，需要采用低压蒸汽作为热源。
CN103159581B公开了一种组合吸收法回收炼厂干气中碳二的装置。包括压缩机、预处理单元、炼厂干气冷却单元、吸收单元和精馏单元。其中吸收单元包括气液分离罐、碳二吸收塔和甲烷脱吸塔，吸收了干气中碳二组分的富吸收剂在脱碳二塔处分离碳二和吸收剂组分。碳二吸收塔操作压力为2.5-3.0MPaG，甲烷脱吸塔操作压力为2.5-3.1MPaG，脱碳二塔操作压力2.2-2.6MPaG。甲烷脱吸塔需使用炼厂120℃左右热源。
综上所述，在回收干气中碳二组分时，为保证产品气纯度和碳二回收率，现有工艺一般采用深冷/中冷分离路线，需要对原料气进行干燥脱水，装置投资较大，或采用浅冷油吸收路线，通常在较高压力下进行油吸收和甲烷脱吸过程，甲烷脱吸过程的再沸器蒸汽耗量较大，装置能耗较高。
发明内容
本发明的目的是提供一种新的回收干气中碳二组分的方法和装置，该方法回收的碳二组分纯度高、回收率高，蒸汽消耗少，装置能耗低，无需干燥器和丙烯制冷压缩机。
为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种回收干气中碳二组分的方法，该方法包括：
(1)将原料干气进行压缩，并将得到的压缩气冷却后进行气液分离，得到气相和液相；
(2)将所述气相与吸收剂相接触进行碳二组分吸收，得到吸收尾气和吸收富液，所述吸收富液返回并混合入所述压缩气；
(3)将所述液相降压后进行甲烷脱吸，得到脱吸气和富吸收剂，所述脱吸气返回步骤(1)所述压缩或外排；
(4)将所述富吸收剂进行解吸分离，得到贫吸收剂和以碳二组分为主的提浓气，所述贫吸收剂返回并混入所述吸收剂。
优选地，所述压缩气的压力为2.5-4.6MPaG，进一步优选为3-4.2MPaG。
优选地，所述液相降压后的压力为0.8-3MPaG，进一步优选为1-2MPaG。
优选地，所述吸收剂选自碳四馏分和/或碳五馏分，所述碳四馏分含有正丁烷、异丁烷和丁烯中的至少一种，所述碳五馏分含有正戊烷、异戊烷和新戊烷中的至少一种，优选为碳四馏分。
优选地，所述碳二组组分选自乙烷和/或乙烯。
本发明第二方面提供一种回收干气中碳二组分的装置，该装置包括：压缩机、冷却器、分液罐、吸收塔、甲烷脱吸塔和解吸塔；
所述压缩机、冷却器和分液罐依次连通；
所述吸收塔的底部分别连通所述分液罐的顶部和所述冷却器，用于将所述分液罐的顶部排出气相与吸收剂逆流接触，所述吸收塔的塔顶排出吸收尾气，所述吸收塔的塔釜排出吸收富液并返回所述冷却器；
所述甲烷脱吸塔的上部、顶部和底部分别连通所述分液罐的底部、所述压缩机和所述解吸塔的中部，用于将所述分液罐的底部排出液相降压后进行甲烷脱吸，所述甲烷脱吸塔的塔顶排出脱吸气返回所述压缩机的入口或段间或外排，所述甲烷脱吸塔的塔釜排出富吸收剂进入所述解吸塔的中部；
所述解吸塔的底部连通所述吸收塔的顶部，用于将所述甲烷脱吸塔的塔釜排出富吸收剂进行解吸分离，所述解吸塔的塔顶回收以碳二组分为主的提浓气，所述解吸塔的塔釜排出贫吸收剂并返回所述吸收塔的顶部。
相比现有技术，本发明提供的回收干气中碳二组分的方法，具有以下优点：
(1)本发明采用高压碳二组分吸收、低压甲烷脱吸和解吸分离，既减少了吸收剂的用量、降低吸收剂解吸能耗，又由于低压下C1-C5各烃组分之间相对挥发度增加，降低了甲烷脱吸塔再沸器的负荷和甲烷脱吸塔的塔釜温度，使甲烷脱吸塔再沸器仅需要装置内工艺物流作为热源，大幅节省了蒸汽消耗和装置能耗。
(2)吸收塔的吸收富液与压缩气在分液罐中充分接触，预先吸收其中一部分的C2-C4等重组分，降低了进入吸收塔的气相量，减少了吸收塔中吸收剂的用量，节省能耗。
(3)采用装置内工艺物流作为甲烷脱吸塔再沸器的热源，如甲烷脱吸塔进料出现波动，其再沸器负荷的变化对装置总能耗影响很小，增加了装置的操作弹性。
(4)以碳四馏分和/或碳五馏分作为吸收剂，在吸收塔吸收干气中的碳二组分，吸收剂原料容易获得，成本低廉。
(5)工艺流程中压缩冷却、吸收和精馏操作的最低温度在5-15℃，无需丙烯制冷压缩机，可选用溴化锂制冷机组等提供冷量，无需干燥装置，投资少、操作简单、能耗低。
(6)碳二组分回收率大于95％，得到以碳二组分为主的提浓气可作为乙烷裂解炉或气体分离单元原料。
附图说明
图1是本发明提供的回收干气中碳二组分的装置示意图。
附图标记说明
1 原料干气 2 压缩机 3 冷却器
4 分液罐 5 吸收塔 6 吸收塔釜液泵
7 甲烷脱吸塔 8 富吸收剂泵 9 解吸塔
10 以碳二组分为主的提浓气 11 吸收剂循环泵 12 轻烃组分
13 物流 14 吸收尾气 15 甲烷脱吸塔再沸器
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明的发明人研究发现：将原料干气在高压下进行吸收处理，在低压下先后进行甲烷脱吸处理和吸收剂解吸处理，得到的提浓气产品纯度高、碳二组分回收率高，甲烷脱吸过程中塔釜再沸器负荷低、塔釜温度低，该部分热能可完全由装置内的热工艺物流提供，降低蒸汽消耗，统筹考虑了由于甲烷脱吸塔的塔顶脱吸气返回压缩机导致的能耗增加效应和甲烷脱吸塔釜再沸器不用消耗蒸汽导致的能耗降低效应，选取了最优化工艺流程和操作参数，使装置总体能耗最低，无需干燥器和丙烯制冷压缩机。
在本发明中，除非另有说明，所述压力为表压。
本发明第一方面提供一种回收干气中碳二组分的方法，该方法包括：
(1)将原料干气进行压缩，并将得到的压缩气冷却后进行气液分离，得到气相和液相；
(2)将所述气相与吸收剂相接触进行碳二组分吸收，得到吸收尾气和吸收富液，所述吸收富液返回并混合入所述压缩气；
(3)将所述液相降压后进行甲烷脱吸，得到脱吸气和富吸收剂，所述脱吸气返回步骤(1)所述压缩或外排；
(4)将所述富吸收剂进行解吸分离，得到贫吸收剂和以碳二组分为主的提浓气，所述贫吸收剂返回并混入所述吸收剂。
在本发明的方法中，对所述干气没有特别的限定，所述干气选自炼厂干气和煤化工干气中的至少一种。具体地，所述炼厂干气选自催化裂化装置干气、延迟焦化装置干气、PSA装置解吸气和轻烃回收装置干气中的至少一种，所述煤化工干气选自甲醇制烯烃(MTO)干气和甲醇制芳烃(MTA)干气中的至少一种。本发明中所述干气并不局限于此。
根据本发明的一种优选实施方式，当所述干气包括碳六及以上组分含量低于0.1％mol的炼厂干气，更有利于干气中碳二组分的回收和总体装置能耗最低。
根据本发明，对所述压缩没有特别的限定，一般采用逐级压缩提高原料干气的压力至2.5-4.6MPaG，优选为3-4.2MPaG，即，所述压缩气的压力为2.5-4.6MPaG，优选为3-4.2MPaG。进一步优选地，所述压缩为多段压缩，本发明对于压缩处理的段数没有特别的限定，例如可以为二段压缩或三段压缩。
根据本发明，对所述冷却没有特别地限定，优选地，所述冷却的温度为5-40℃，优选为10-20℃。在本发明中，采用温度为0℃以上的冷却介质对压缩气进行冷却处理，所述冷却介质选自低温水、丙烯、氨和液氮中的至少一种，优选为低温水；更进一步优选地，所述低温水由溴化锂吸收式制冷机制备，温度为5℃或7℃。具体地，实施例中采用7℃低温水，本发明并不局限于此。
根据本发明，对所述吸收剂没有特别的限定，本领域技术人员可以根据现有技术的常识确定。优选地，所述吸收剂选自碳四馏分和/或碳五馏分，所述碳四馏分含有正丁烷、异丁烷和丁烯中的至少一种，所述碳五馏分含有正戊烷、异戊烷和新戊烷中的至少一种，优选为碳四馏分。具体地，实施例采用混合丁烷作为吸收剂，本发明并不局限于此。
优选地，所述碳二组分选自乙烷和/或乙烯。例如，乙烷、乙烯、乙烷和乙烯的混合物。
根据本发明，优选地，所述碳二组分吸收在吸收塔中进行，更优选地，所述吸收塔的理论板数为15-30，所述吸收塔的操作压力为2.5-4.6MPaG，优选为3-4.2MPaG，所述吸收塔的塔顶温度为10-60℃，所述吸收塔的塔釜温度为10-70℃。
根据本发明的一种具体实施方式，将所述气相进入所述吸收塔的底部，与所述吸收塔的塔顶吸收剂逆流接触，吸收所述气相中碳二组分，所述吸收塔的塔顶排出吸收尾气送出界区，所述吸收塔的塔釜排出吸收富液经吸收塔釜液泵升压后返回并混入所述压缩气。
在本发明中，所述吸收塔的塔釜排出吸收富液与所述压缩气在所述分液罐中充分接触，预先吸收其中一部分的C2-C4各烃等重组分，降低进入所述吸收塔的气相量，减少了所述吸收塔中吸收剂的用量，节省能耗。
根据本发明的一种优选实施方式，所述吸收富液返回冷却器前，先进入水冷器降温，降低冷却器负荷，节省能耗。
根据本发明，优选地，所述甲烷脱吸在甲烷脱吸塔中进行，更优选地，所述甲烷脱吸塔的理论板数为20-50，所述甲烷脱吸塔的操作压力为0.5-2.4MPaG，所述甲烷脱吸塔的塔顶温度为10-60℃，所述甲烷脱吸塔的塔釜温度为35-90℃。
根据本发明，优选地，将所述液相降压后进入甲烷脱吸塔，分离脱除液相中的甲烷等轻组分，得到脱吸气和富吸收剂，所述脱吸气返回并混入所述原料干气。
根据本发明，优选地，所述液相降压后的压力为0.8-3MPaG，进一步优选为1-2MPaG，其中，所述液相降压后的压力高于甲烷脱吸塔的操作压力，以保证液相能在压差的作用下自行流入甲烷脱吸塔上部。
在本发明中，对降压没有特别的限定，一般采用闪蒸的方式，通过降低所述液相的压力，进而增加C1-C5各烃组分之间的相对挥发度，使甲烷脱吸塔再沸器的负荷降低，甲烷脱吸塔的塔釜温度降低，能够使用更低温位的热源，节省了蒸汽消耗和装置能耗。
根据本发明，优选地，所述甲烷脱吸塔的塔顶排出脱吸气返回压缩机入口或段间，返回位置可根据原料干气压力、压缩机段间压力和甲烷脱吸塔压力决定，在保证甲烷脱吸塔塔顶气能够利用压缩机升压的同时，尽量节省压缩机能耗。
在本发明中，所述甲烷脱吸塔在低压下操作，以较小的代价将所述吸收富液中的甲烷蒸出，减少产品以碳二组分为主的提浓气中甲烷含量。甲烷脱吸塔釜液进行吸收剂解吸处理，得到的贫吸收剂。
根据本发明，优选地，所述甲烷脱吸塔的塔釜热源由甲烷脱吸塔再沸器提供，所述甲烷脱吸塔再沸器的热源为工艺物流。具体地，所述工艺物流选自所述吸收剂、所述富吸收剂和所述贫吸收剂中的至少一种，优选为所述贫吸收剂。
根据本发明，优选地，所述解吸分离在解吸塔中进行，更优选地，所述解吸塔的理论板数为20-50，所述解吸塔的操作压力为1-2.8MPaG，所述解吸塔的塔顶温度为25-70℃，所述解吸塔的塔釜温度为90-160℃。
根据本发明的一种优选实施方式，所述富吸收剂进行解吸分离，所述解吸塔的塔釜排出吸收剂，所述贫吸收剂作为所述甲烷脱吸的热源，经换热后而得到的物流的至少部分返回并混入所述吸收剂。
根据本发明，优选地，所述物流的一部分作为轻烃组分送出界区，剩余部分返回并混入所述吸收剂。其中，所述轻烃组分选自碳三、碳四和碳五烃中的至少一种。
本发明第二方面提供一种回收干气中碳二组分的装置，该装置包括：压缩机、冷却器、分液罐、吸收塔、甲烷脱吸塔和解吸塔；
所述压缩机、冷却器和分液罐依次连通；
所述吸收塔的底部分别连通所述分液罐的顶部和所述冷却器，用于将所述分液罐的顶部排出气相与吸收剂逆流接触，所述吸收塔的塔顶排出吸收尾气，所述吸收塔的塔釜排出吸收富液并返回所述冷却器；
所述甲烷脱吸塔的上部、顶部和底部分别连通所述分液罐的底部、所述压缩机和所述解吸塔的中部，用于将所述分液罐的底部排出液相降压后进行甲烷脱吸，所述甲烷脱吸塔的塔顶排出脱吸气返回所述压缩机的入口或段间或外排，所述甲烷脱吸塔的塔釜排出富吸收剂进入所述解吸塔的中部；
所述解吸塔的底部连通所述吸收塔的顶部，用于将所述甲烷脱吸塔的塔釜排出富吸收剂进行解吸分离，所述解吸塔的塔顶回收以碳二组分为主的提浓气，所述解吸塔的塔釜排出贫吸收剂并返回所述吸收塔的顶部。
根据本发明，优选地，所述装置还包括：甲烷脱吸塔再沸器；所述甲烷脱吸塔再沸器分别连通所述解吸塔的底部、所述甲烷脱吸塔的下部和底部以及所述吸收塔的顶部，用于将所述解吸塔的塔釜排出贫吸收剂为所述甲烷脱吸塔的塔釜供热，经换热后而得到的物流的至少部分返回所述吸收塔的顶部。
优选地，所述甲烷脱吸塔再沸器还连通后处理单元，用于将所述甲烷脱吸塔再沸器排出的所述物流的一部分作为轻烃组分送出界区进行后处理，剩余部分返回所述吸收塔的顶部。
优选地，所述轻烃组分选自碳三、碳四和碳五烃中的至少一种。
优选地，所述甲烷脱吸塔的上部为甲烷脱吸塔的1/20-1/5。
优选地，所述甲烷脱吸塔的下部为甲烷脱吸塔的4/5-5/6。
优选地，所述解吸塔的中部为解吸塔的1/6-2/3。
下面将结合图1，对本发明提供的一种回收干气中碳二组分的装置进行具体阐述，该装置包括：压缩机2、冷却器3、分液罐4、吸收塔5、甲烷脱吸塔7和解吸塔9；所述压缩机2、冷却器3和分液罐4依次连通；压缩机2连接炼厂干气1管线；所述吸收塔5的底部分别连通所述分液罐4的顶部和所述冷却器3，用于将所述分液罐产生的气相与吸收剂逆流接触，所述吸收塔5的塔顶排出吸收尾气14，所述吸收塔5的塔釜排出吸收富液经吸收塔釜液泵6升压后并返回所述冷却器3；所述甲烷脱吸塔7的上部、顶部和底部分别连通所述分液罐4的底部、所述压缩机2和所述解吸塔9，用于将所述分液罐4产生的液相降压后进行甲烷脱吸，所述甲烷脱吸塔7的塔顶排出脱吸气返回所述压缩机2，所述甲烷脱吸塔7的塔釜排出富吸收剂经富吸收剂泵8升压后进入所述解吸塔9的中部；所述解吸塔9的底部连通所述吸收塔5的顶部，用于将所述甲烷脱吸塔7的塔釜排出富吸收剂进行解吸分离，所述解吸塔9的塔顶回收以碳二组分为主的提浓气10，所述解吸塔的塔釜排出贫吸收剂并返回所述吸收塔5的顶部。
根据本发明的一种优选实施方式，该装置还包括：甲烷脱吸塔再沸器15，所述甲烷脱吸塔再沸器15分别连通所述解吸塔9的底部、所述甲烷脱吸塔7的下部和底部以及所述吸收塔5的顶部，用于将所述解吸塔9的塔釜排出贫吸收剂为所述甲烷脱吸塔7的塔釜供热，经换热后而得到的物流13的的一部分作为轻烃组分12送出界区进行后处理，剩余部分返回所述吸收塔5的顶部。
为了便于理解本发明，以下将通过具体实施例对本发明进行详细描述。
实施例和对比例中，来自某炼厂干气的组成如表1所示。
表1
Figure BDA0002249870890000101
Figure BDA0002249870890000111
实施例1
本实施例用于说明本发明的油吸收分离干气回收碳二的方法和装置。
该装置包括：压缩机2、冷却器3、分液罐4、吸收塔5、甲烷脱吸塔7、解吸塔9和甲烷脱吸塔再沸器15；
所述压缩机2、冷却器3和分液罐4依次连通；压缩机2连接炼厂干气1管线；
所述吸收塔5的底部分别连通所述分液罐4的顶部和所述冷却器3，用于将所述分液罐产生的气相与吸收剂逆流接触，所述吸收塔5的塔顶排出吸收尾气14，所述吸收塔5的塔釜排出吸收富液经吸收塔釜液泵6升压后并返回所述冷却器3；
所述甲烷脱吸塔7的上部、顶部和底部分别连通所述分液罐4的底部、所述压缩机2和所述解吸塔9，用于将所述分液罐4产生的液相降压后进行甲烷脱吸，所述甲烷脱吸塔7的塔顶排出脱吸气返回所述压缩机2，所述甲烷脱吸塔7的塔釜排出富吸收剂经富吸收剂泵8升压后进入所述解吸塔9的中部；
所述解吸塔9的底部连通所述甲烷脱吸塔再沸器15，用于将所述甲烷脱吸塔7的塔釜排出富吸收剂进行解吸分离，所述解吸塔9的塔顶回收以碳二组分为主的提浓气10，所述解吸塔9的塔釜排出贫吸收剂作为所述甲烷脱吸塔再沸器15的热源；
所述甲烷脱吸塔再沸器15分别连通所述甲烷脱吸塔7的下部和底部以及所述吸收塔5的顶部，用于将所述解吸塔9的塔釜排出贫吸收剂为所述甲烷脱吸塔7的塔釜供热，经换热后而得到的物流13的一部分作为轻烃组分12送出界区进行后处理，剩余部分返回所述吸收塔5的顶部。
该方法包括：
(1)将压力为1.2MPaG的炼厂干气，进入压缩机，经过三段压缩处理，压缩干气的压力为3.9MPaG，与吸收塔吸收富液(118t/h)汇合后，将增压后的干气经冷却器用溴化锂吸收制冷机制备7℃冷媒水冷却至15℃，送至分液罐进行气液分相。分液罐顶气相送入吸收塔底部，分液罐底液相减压到1.5MPaG后送入甲烷脱吸塔处理。
(2)在吸收塔中，采用炼厂混合丁烷作为吸收剂(吸收剂循环量105t/h)，从塔顶喷入，吸收进料气中的碳二馏分及更重组分。吸收塔理论板数为20，操作压力3.8MPaG，塔顶温度为17℃，塔釜温度为22℃。吸收塔釜液相经吸收塔釜液泵升压至4MPaG，返回冷却器前，与压缩机出口气相汇合。吸收塔顶未被吸收的尾气送出界区，送往界区外吸收剂回收单元。
(3)分液罐底液相经减压至1.8MPaG，在压差的作用下进入甲烷脱吸塔顶部，以脱除塔进料中的甲烷等轻组分。甲烷脱吸塔的理论板数为30，操作压力1.5MPaG，塔顶温度为13℃，塔釜温度为67℃。甲烷脱吸塔顶气相返回压缩机入口，甲烷脱吸塔塔釜出料经过富吸收剂泵升压至2.5MPaG后送往解吸塔中部。
(4)解吸塔的理论板数为40，操作压力2.0MPaG，塔顶温度为56℃，塔釜温度为109℃。解吸塔采用低压蒸汽加热，塔顶得到以碳二组分为主的提浓气，送至乙烷裂解炉作原料，解吸塔塔釜的贫吸收剂(温度109℃，经吸收剂循环泵升压至4.4MPaG)为甲烷脱吸塔再沸器供热，经换热后而得到的物流返回吸收塔循环使用，同时抽出一股以C3-C5各烃为主的轻烃产品，送出界区，送往乙烯装置裂解炉作原料。
本实施例的方法中，以碳二组分为主的提浓气和轻烃组分的组成见表2，其中，C2回收率为98.3％。
表2
Figure BDA0002249870890000131
对比例1
采用CN109553504A典型浅冷油吸收工艺流程来回收表1中干气。本对比例1的方法中，以碳二组分为主提浓气的组成见表3，C2回收率为98.3％。本发明与典型浅冷油吸收工艺、深冷分离工艺技术方案的对比数据见表4。
表3
提浓气组成，mol％
CH<sub>4</sub> 4.22
C<sub>2</sub>H<sub>6</sub> 48.32
C<sub>3</sub>H<sub>8</sub> 40.25
C<sub>4</sub>H<sub>10</sub> 7.12
H<sub>2</sub>O 0.09
表4
Figure BDA0002249870890000141
从表2-4可知，本发明的工艺物流最低温度在5-15℃，不需要低温位的丙烯冷量，也不需要丙烯制冷装置和干燥装置，设备投资少。相较于常规的浅冷油吸收工艺，本发明通过降低甲烷脱吸过程压力，将该过程所需能耗大幅降低，同时降低了加热介质的品位，可全部采用装置内热的工艺物流为甲烷脱吸塔供热，节省了从装置外引入的低压蒸汽消耗，装置总能耗降低15％。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (28)

1.一种回收干气中碳二组分的方法，该方法包括：
（1）将原料干气进行压缩，并将得到的压缩气冷却后进行气液分离，得到气相和液相；
（2）将所述气相与吸收剂相接触进行碳二组分吸收，得到吸收尾气和吸收富液，所述吸收富液返回并混合入所述压缩气；
（3）将所述液相降压后进行甲烷脱吸，得到脱吸气和富吸收剂，所述脱吸气返回步骤（1）所述压缩或外排；
（4）将所述富吸收剂进行解吸分离，得到贫吸收剂和以碳二组分为主的提浓气，所述贫吸收剂返回并混入所述吸收剂；
其中，所述碳二组分吸收在吸收塔中进行，所述甲烷脱吸在甲烷脱吸塔中进行，所述吸收塔的操作压力高于所述甲烷脱吸塔的操作压力，所述吸收塔的操作压力为2.5-4.6MpaG，所述甲烷脱吸塔的操作压力为0.5-2.4MPaG。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述压缩气的压力为2.5-4.6MPaG。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述压缩气的压力为3-4.2MPaG。
4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述压缩为多段压缩。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述压缩为二段压缩或三段压缩。
6.根据权利要求2所述的方法，其中，所述冷却的温度为5-40℃。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述冷却的温度为10-20℃。
8.根据权利要求6所述的方法，其中，所述冷却采用温度为0℃以上的冷却介质。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述冷却介质选自低温水、丙烯、氨和液氮中的至少一种。
10.根据权利要求1-9中任意一项所述的方法，其中，所述吸收剂选自碳四馏分和/或碳五馏分，所述碳四馏分含有正丁烷、异丁烷和丁烯中的至少一种，所述碳五馏分含有正戊烷、异戊烷和新戊烷中的至少一种。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述吸收剂为碳四馏分。
12.根据权利要求10所述的方法，其中，所述碳二组分选自乙烷和/或乙烯。
13.根据权利要求1-9中任意一项所述的方法，其中，所述吸收塔的参数包括：理论板数为15-30，塔顶温度为10-60℃，塔釜温度为10-70℃。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述吸收塔的操作压力为3-4.2MPaG。
15.根据权利要求1-9中任意一项所述的方法，其中，所述甲烷脱吸塔的参数包括：理论板数为20-50，塔顶温度为10-60℃，塔釜温度为35-90℃。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述液相降压后的压力为0.8-3MPaG。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述液相降压后的压力为1-2MPaG。
18.根据权利要求15所述的方法，其中，所述甲烷脱吸塔的塔釜热源由甲烷脱吸塔再沸器提供，所述甲烷脱吸塔再沸器的热源为工艺物流。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，所述工艺物流选自所述吸收剂、所述富吸收剂和所述贫吸收剂中的至少一种。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述工艺物流为所述贫吸收剂。
21.根据权利要求1-9中任意一项所述的方法，其中，所述解吸分离在解吸塔中进行。
22.根据权利要求21所述的方法，其中，所述解吸塔的参数包括：理论板数为20-50，操作压力为1-2.8MPaG，塔顶温度为25-70℃，塔釜温度为90-160℃。
23.根据权利要求1-9中任意一项所述的方法，其中，所述贫吸收剂作为所述甲烷脱吸的热源，经换热后而得到的物流的至少部分返回并混入所述吸收剂。
24.根据权利要求23所述的方法，其中，所述物流的一部分作为轻烃组分送出界区，剩余部分返回并混入所述吸收剂。
25.根据权利要求24所述的方法，其中，所述轻烃组分选自碳三、碳四和碳五烃中的至少一种。
26.一种回收干气中碳二组分的装置，该装置包括：压缩机、冷却器、分液罐、吸收塔、甲烷脱吸塔和解吸塔；
所述压缩机、冷却器和分液罐依次连通；
所述吸收塔的底部分别连通所述分液罐的顶部和所述冷却器，用于将所述分液罐的顶部排出气相与吸收剂逆流接触，所述吸收塔的塔顶排出吸收尾气，所述吸收塔的塔釜排出吸收富液并返回所述冷却器；
所述甲烷脱吸塔的上部、顶部和底部分别连通所述分液罐的底部、所述压缩机和所述解吸塔的中部，用于将所述分液罐的底部排出液相降压后进行甲烷脱吸，所述甲烷脱吸塔的塔顶排出脱吸气返回所述压缩机的入口或段间或外排，所述甲烷脱吸塔的塔釜排出富吸收剂进入所述解吸塔的中部；
所述解吸塔的底部连通所述吸收塔的顶部，用于将所述甲烷脱吸塔的塔釜排出富吸收剂进行解吸分离，所述解吸塔的塔顶回收以碳二组分为主的提浓气，所述解吸塔的塔釜排出贫吸收剂并返回所述吸收塔的顶部。
27.根据权利要求26所述的装置，其中，还装置还包括：甲烷脱吸塔再沸器；
所述甲烷脱吸塔再沸器分别连通所述解吸塔的底部、所述甲烷脱吸塔的下部和底部以及所述吸收塔的顶部，用于将所述解吸塔的塔釜排出贫吸收剂为所述甲烷脱吸塔的塔釜供热，经换热后而得到的物流的至少部分返回所述吸收塔的顶部。
28.根据权利要求27所述的装置，其中，所述甲烷脱吸塔再沸器还连通后处理单元，用于将所述甲烷脱吸塔再沸器排出的所述物流的一部分作为轻烃组分送出界区进行后处理，剩余部分返回所述吸收塔的顶部。
CN201911030061.1A 2019-10-28 2019-10-28 回收干气中碳二组分的方法和装置 Active CN112725032B (zh)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911030061.1A CN112725032B (zh) 2019-10-28 2019-10-28 回收干气中碳二组分的方法和装置
EP20882091.0A EP4053251A4 (en) 2019-10-28 2020-09-24 METHOD AND DEVICE FOR RECOVERING C2-C4 COMPONENTS IN AN INDUSTRIAL GAS CONTAINING METHANE
US17/755,418 US20220389337A1 (en) 2019-10-28 2020-09-24 Method and Apparatus for Recovering C2-C4 Components in Methane-Containing Industrial Gas
PCT/CN2020/117451 WO2021082825A1 (zh) 2019-10-28 2020-09-24 回收含甲烷工业气体中c2-c4组分的方法和装置
JP2022524697A JP2022554002A (ja) 2019-10-28 2020-09-24 メタン含有工業ガス中のｃ２～ｃ４成分を回収するための方法および装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911030061.1A CN112725032B (zh) 2019-10-28 2019-10-28 回收干气中碳二组分的方法和装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112725032A CN112725032A (zh) 2021-04-30
CN112725032B true CN112725032B (zh) 2022-03-29

Family

ID=75589158

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911030061.1A Active CN112725032B (zh) 2019-10-28 2019-10-28 回收干气中碳二组分的方法和装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112725032B (zh)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103727742A (zh) * 2014-01-16 2014-04-16 王嘉文 一种炼化干气的回收方法及设备
CN109749780A (zh) * 2017-11-01 2019-05-14 中国石油化工股份有限公司 一种油吸收及压缩冷凝法回收炼厂干气中碳二的装置和方法
CN109748771A (zh) * 2017-11-01 2019-05-14 中国石油化工股份有限公司 回收炼厂干气中碳二的方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103727742A (zh) * 2014-01-16 2014-04-16 王嘉文 一种炼化干气的回收方法及设备
CN109749780A (zh) * 2017-11-01 2019-05-14 中国石油化工股份有限公司 一种油吸收及压缩冷凝法回收炼厂干气中碳二的装置和方法
CN109748771A (zh) * 2017-11-01 2019-05-14 中国石油化工股份有限公司 回收炼厂干气中碳二的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN112725032A (zh) 2021-04-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109678635B (zh) 一种饱和烃裂解气分离系统和富乙烷/丙烷饱和烃的利用方法
CN109912379B (zh) 一种炼厂干气分离方法和装置
CN104557387B (zh) 一种炼厂混合干气回收系统及回收方法
CN109912380A (zh) 一种裂解气分离方法和装置
CN104557384B (zh) 一种炼厂混合干气回收系统及回收方法
EP4053251A1 (en) Method and device for recovering c2-c4 components in methane-containing industrial gas
CN109749780B (zh) 一种油吸收及压缩冷凝法回收炼厂干气中碳二的装置和方法
CN109749779B (zh) 一种油吸收及精馏法回收炼厂干气中碳二碳三的装置和方法
CN104557386A (zh) 一种炼厂混合干气回收系统及回收方法
CN106609161B (zh) 一种分离炼厂饱和干气的方法
CN104560194B (zh) 一种炼厂饱和干气回收系统及回收方法
CN112410070B (zh) 一种从炼厂干气中回收碳二的节能工艺与装置
CN107987885B (zh) 一种从催化干气中回收碳二及碳三的装置和方法
CN109748771B (zh) 回收炼厂干气中碳二的方法
CN112725032B (zh) 回收干气中碳二组分的方法和装置
CN107602333B (zh) 一种甲醇制烯烃反应气的分离方法
CN113354506B (zh) 一种组合吸收回收分离炼厂饱和干气中低碳烃的方法
CN106608802A (zh) 一种分离煤制芳烃副产干气的方法
CN107602331B (zh) 一种甲醇制烯烃反应气的分离方法
CN112410071B (zh) 一种分离炼厂不饱和干气的方法和系统
CN112728869B (zh) 回收干气中碳二碳三组分的方法和装置
CN107602326B (zh) 一种甲醇制烯烃反应气的分离方法
CN113755201B (zh) 提浓轻重炼厂干气中碳二及以上组分的方法及其装置与应用
CN104557385B (zh) 一种炼厂混合干气回收系统及回收方法
CN115253604B (zh) 一种nmp分离富含碳二碳三干气的装置与方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant