CN205495287U - 一种用变压吸附法进行丙烯回收的设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种用变压吸附法进行丙烯回收的设备，多台吸附塔的塔底管口分别并联在进料管线（4）上，进料管线（4）与原料缓冲罐连接；多台吸附塔的塔顶管口分别并联在不凝气管线（7）上，不凝气管线（7）将分离的不凝气输送至火炬管网燃烧或直接排出，多台吸附塔的塔顶管口还分别并联在均压管线上，均压管线将多个吸附塔进行均压；多台吸附塔的塔底管口还分别并联在逆放管线（5）上，逆放管线（5）末端与丙烯缓冲罐的一个输入端口连接。本实用新型设备可以对丙烯进行回收，回收后的丙烯又作为生产原料投入聚丙烯装置，增加企业的经济效益，降低聚丙烯产品生产单耗，为企业降本增效。
Description
技术领域
本实用新型涉及用于化工行业聚丙烯装置的丙烯尾气的丙烯回收或其他含有丙烯和不凝气的气体中的丙烯回收领域，尤其是一种用变压吸附法进行丙烯回收的设备。
背景技术
目前，国内化工行业聚丙烯装置的丙烯尾气大多作为燃料进行燃烧，在燃烧的同时也产生的废气排放至大气，给大气环境造成负担。少部分采用膜分离的设备进行回收。但运行时间都不长，而且膜分离回收丙烯纯度不高，给再利用造成困难，且容易出现因膜破裂而导致丙烯尾气直接穿透的情况。因此膜分离设备需经常更换渗透膜，不能稳定运行，导致生产和维护成本增高。
发明内容
本实用新型设计了一种用变压吸附法进行丙烯回收的设备，其解决的技术问题是现有聚丙烯装置的丙烯尾气大多作为燃料进行燃烧，在燃烧的同时也产生的废气排放至大气，给大气环境造成负担，即使进行回收也导致生产和维护成本增高。
为了解决上述存在的技术问题，本实用新型采用了以下方案：
一种用变压吸附法进行丙烯回收的设备，包括原料缓冲罐、多台吸附塔、丙烯缓冲罐以及真空泵，原料缓冲罐中存储着丙烯和不凝气的混合物，其特征在于：多台吸附塔的塔底管口分别并联在进料管线（4）上，进料管线（4）与原料缓冲罐连接；多台吸附塔的塔顶管口分别并联在不凝气管线（7）上，不凝气管线（7）将分离的不凝气输送至火炬管网燃烧或直接排出，多台吸附塔的塔顶管口还分别并联在均压管线上，均压管线将多个吸附塔进行均压；多台吸附塔的塔底管口还分别并联在逆放管线（5）上，逆放管线（5）末端与丙烯缓冲罐的一个输入端口连接。
进一步，多台吸附塔的塔底管口还分别并联在抽真空管线（6）上，抽真空管线（6）末端与丙烯缓冲罐的另一个输入端口连接，抽真空管线（6）上设有真空泵。
进一步，多台吸附塔的塔顶管口还分别并联在最终升压管线（1）上。
进一步，吸附塔与进料管线（4）连接部设有原料气进料阀，吸附塔与不凝气管线（7）的连接部设有塔顶放空气出口阀。
进一步，丙烯缓冲罐的输出端设有升压调节阀。
进一步，吸附塔塔顶还设有消音器。
该用变压吸附法进行丙烯回收的设备具有以下有益效果：
（1）本实用新型设备可以对丙烯进行回收，回收后的丙烯又作为生产原料投入聚丙烯装置，增加企业的经济效益，降低聚丙烯产品生产单耗，为企业降本增效。
（2）本实用新型设备采用回收率高的抽真空的再生方式，最大程度提高丙烯回收率。
（3）本实用新型设备操作压力可高可低，操作弹性大，设备投资小，回收效益高，如果按目前丙烯价格计算，18个月连续生产就能收回投资成本。
（4）本实用新型设备全部由自动控制系统按预先编制好的程序通过仪表风带动程控阀门运行，无需手动操作。
（5）本实用新型设备运行期间，吸附剂和催化剂无需更换。
（6）本实用新型设备能耗低：设备利用丙烯尾气自身压力即可实现工艺回收，无需再增压，因此除真空泵和仪表需要耗电外，运行中基本没有其他能耗。
附图说明
图1：本实用新型用变压吸附法进行丙烯回收的设备部件连接图。
附图标记说明：
1—最终升压管线；2—第一均压管线；3—第二均压管线；4—进料管线；5—逆放管线；6—抽真空管线；7—不凝气管线。
V101—原料缓冲罐；T101A—第一吸附塔；T101B—第二吸附塔；T101C—第三吸附塔；T101D—第四吸附塔；T101E—第五吸附塔；T101F—第六吸附塔；V102—丙烯缓冲罐；P101A/B—真空泵。
具体实施方式
下面结合图1，对本实用新型做进一步说明：
本设备主要由6台吸附塔、1台原料缓冲罐、1台丙烯缓冲罐和2台真空泵（一开一备）组成。
设备采用抽真空的PSA工艺流程，即：设备的6台吸附塔中有一台吸附塔始终处于进料吸附的状态。其吸附和再生工艺过程由吸附、三次均压降压、逆放、抽真空、三次均压升压和产品最终升压等步骤组成。
具体过程简述如下：
（1） 吸附过程；
丙烯尾气首先经过原料缓冲罐分液缓冲除去尾气中的大部分游离液态重组分，从缓冲罐出来后自吸附塔底进入正处于吸附状态的吸附塔（始终有一台吸附塔处于吸附状态）内。在多种吸附剂和催化剂的依次选择吸附下，其中的C2-C3
以上的产品被吸附下来，未被吸附的不凝气（氮气）作为放空气从塔顶经消音器后进入火炬管网中或直接放空。
当被吸附杂质的传质区前沿(称为吸附前沿)到达床层出口预留段某一位置时，关掉该吸附塔的原料气进料阀和塔顶放空气出口阀，停止吸附。吸附塔中的吸附床开始转入再生过程。
（2） 均压降压过程；
这是在吸附过程结束后，顺着吸附方向将塔内的死空间较高压力的不凝气（氮气和部分丙烯等气体）放入其它已完成再生的较低压力吸附塔的过程，该过程不仅是降压过程，更是提纯丙烯纯度的过程，本流程共包括了三次连续的均压降压和提纯过程。
（3）逆放过程；
在均压降压过程结束后，吸附前沿已达到床层出口。这时，逆着吸附方向将吸附塔压力降至接近常压，此时被吸附的丙烯等产品气开始从吸附剂中大量解吸出来，丙烯经丙烯缓冲罐稳压和调节阀调压后返回至聚丙烯主装置再利用。
（4）抽真空过程；
逆放结束后，为使吸附剂得到彻底的再生和回收吸附剂中产品气，用真空泵逆着吸附方向对吸附床层抽真空，进一步降低丙烯等组分的分压，使被吸附的丙烯等气体完全解吸，吸附剂得以彻底再生。真空泵吸出来的丙烯气体也经丙烯缓冲罐稳压和调节阀调压后返回至聚丙烯主装置再利用。
（5）均压升压过程；
在抽真空再生过程和回收丙烯气过程完成后，用来自其它吸附塔的较高压力的不凝气（氮气和部分丙烯等气体）依次对该吸附塔进行升压，这一过程与均压降压过程相对应，不仅是升压过程，而且更是提纯了其它塔的丙烯纯度的过程，本流程共包括了连续三次均压升压过程。
吸附塔内装有吸附剂和催化剂，吸附剂与吸附剂之间（称为死空间）和被吸附剂吸附的气体都在塔内，而且压力也都较高，随着压力的降低，这些气体都通过均压管线进入其他吸附塔了。
（6）产品气升压过程；
在一次均压升压过程完成后，为了使吸附塔可以平稳地切换至下一次吸附并保证产品纯度在这一过程中不发生波动，需要通过升压调节阀缓慢而平稳地用不凝气将吸附塔压力升至吸附压力。
经这一过程后吸附塔便完成了一个完整的“吸附-再生”循环，又为下一次吸附做好了准备。
6台吸附塔交替进行以上的吸附、再生操作(始终有一台吸附塔处于吸附状态)即可实现气体的连续分离与提纯。
本实用新型设备采用多次均压、抽真空再生的变压吸附流程。具体设备工作方式如下：每台吸附塔中装填有专用吸附剂和催化剂，丙烯尾气从吸附塔塔底进入进行吸附，专用吸附剂和催化剂都有很大的比表面积和孔容积，对丙烯尾气和不凝气分离系数大，也就是对丙烯有很强的吸附能力，而不吸附不凝气。因此未被吸附的不凝气从吸附塔塔顶排出，直接进入企业废气系统，此时的不凝气中含有的丙烯极少，最大程度回收丙烯。当吸附塔内的吸附剂吸附丙烯接近饱和时，利用自动控制系统关闭吸附塔的进出口程控阀门，同时打开另外一个或多个塔的进出口程控阀门进行吸附。该吸附饱和的塔经过多次均压降压和逆放将压力降至常压后，再通过真空泵对吸附塔进行抽真空将塔内被吸附的丙烯抽出至泵后的缓冲罐内，此时罐内丙烯纯度很高，被回收回来的丙烯从缓冲罐出来后就可作为聚丙烯装置的原料继续生产聚丙烯。
设备中的每台吸附塔都会经过吸附、多次均压降压、逆放、抽真空、多次均压升压、终升等几个步骤，所有吸附塔由自动控制系统交替进行以上步骤即可实现丙烯和不凝气的连续分离与回收。
该设备中吸附塔的均压次数的选择取决于原料气的压力、原料气的组成等因素。吸附塔的总数量取决于同一时间进料的吸附塔数、均压次数和吸附时间长短三个因素。而同一时间进料的吸附塔数又主要取决于设备的处理量、吸附压力、投资和占地等因素。
上面结合附图对本实用新型进行了示例性的描述，显然本实用新型的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围内。
Claims (6)
1.一种用变压吸附法进行丙烯回收的设备，包括原料缓冲罐、多台吸附塔、丙烯缓冲罐以及真空泵，原料缓冲罐中存储着丙烯和不凝气的混合物，其特征在于：多台吸附塔的塔底管口分别并联在进料管线（4）上，进料管线（4）与原料缓冲罐连接；多台吸附塔的塔顶管口分别并联在不凝气管线（7）上，不凝气管线（7）将分离的不凝气输送至火炬管网燃烧或直接排出，多台吸附塔的塔顶管口还分别并联在均压管线上，均压管线将多个吸附塔进行均压；多台吸附塔的塔底管口还分别并联在逆放管线（5）上，逆放管线（5）末端与丙烯缓冲罐的一个输入端口连接。
2.根据权利要求1所述用变压吸附法进行丙烯回收的设备，其特征在于：多台吸附塔的塔底管口还分别并联在抽真空管线（6）上，抽真空管线（6）末端与丙烯缓冲罐的另一个输入端口连接，抽真空管线（6）上设有真空泵。
3.根据权利要求2所述用变压吸附法进行丙烯回收的设备，其特征在于：多台吸附塔的塔顶管口还分别并联在最终升压管线（1）上。
4.根据权利要求1-3中任何一项所述用变压吸附法进行丙烯回收的设备，其特征在于：吸附塔与进料管线（4）连接部设有原料气进料阀，吸附塔与不凝气管线（7）的连接部设有塔顶放空气出口阀。
5.根据权利要求4所述用变压吸附法进行丙烯回收的设备，其特征在于：丙烯缓冲罐的输出端设有升压调节阀。
6.根据权利要求5所述用变压吸附法进行丙烯回收的设备，其特征在于：吸附塔塔顶还设有消音器。
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