一种从高低压炼厂干气中回收氢气、乙烯的方法技术

本发明专利技术公开了从高低压炼厂干气中回收氢气、乙烯的方法，包括以下步骤：一段变压吸附再生步骤、二段变压吸附再生步骤、膜分离步骤、冷油吸收步骤和粗、精馏步骤。其中在一段变压吸附再生步骤和二段变压吸附再生步骤中，分别送入低压气体和高压气体。本发明专利技术的优点在于：本发明专利技术结合吸附分离法、膜分离法和冷油吸收法对不同压力的炼厂干气进行处理，能够得到高纯度的氢气、碳二及以上馏分为主的轻烃，保证了高收率，同时实现了氢气、乙烯和富乙烷轻烃的清晰分离。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种废气处理方法，具体涉及一种从高低压炼厂干气中回收氢气、乙 烯的方法。
技术介绍
炼厂干气中的有用组分主要为氢气、轻烯烃和轻烷烃等。这些组分在炼厂干气中 都是很有价值的，但目前它们很大量仍然没有实现最优化利用，而是直接用作了燃料，有的 甚至直接点火炬放空。炼厂干气中既含有氢气，还含有大量轻烯烃和轻烷烃。这些组分可 以分离出来分别利用，比将其直接用作燃料或重整制氢、合成甲醇的原料效益要高。 从炼厂干气中回收氢气、轻烯烃和轻烷烃的技术主要有深冷分离法、冷油吸收法、 膜分离法、吸附分离法，以及联合工艺等。 吸附分离法是利用吸附剂对混合气体中各组分的吸附选择性不同，通过压力或温 度改变来实现吸附与再生的一种分离方法，具有再生速度快、能耗低、操作简单、工艺成熟 稳定等特点。通过压力变化实现分离的变压吸附回收干气中氢气工艺相对成熟，可获得纯 度为98% (体积比）以上的氢气产品，但氢气回收率一般在80-85%左右。采用现有的变压 吸附分离技术要从含低浓度氢气、乙烯等炼厂干气中同时回收高纯度的氢气、乙烯及乙烷， 存在收率低、不能实现炼厂干气主要组分完全清晰分离、投资占地巨大等问题。 膜分离法是在一定压力下，利用其他各组分在膜中渗透速率的差异进行分离的。 膜分离法回收FCC干气中氢气的装置于1987年在美国庞卡城建成，氢气回收率为80-90%。 膜分离法尤其适用于带压、氢气含量低的干气中氢气回收，其优点在于占地小、操作简单、 能耗低等。但膜分离回收氢气的纯度不高，一般为95-99%。而且在回收乙烯、乙烷方面，还 没有相关采用用膜分离的方案提出。 冷油吸收法主要是利用吸收剂对干气中各组分溶解度的不同来实现分离。一般是 利用C3、C 4和芳烃等油品作吸收剂，首先脱除甲烷和氢气等不凝气体组份，再通过解吸方法 把吸收剂回收循环至吸收塔中，富集的C 2、C3组份通过精馏方法分离得到乙烯乙烷等组份。 一般操作温度为5°C至-50°C，乙烯纯度可达95%以上。加入膨胀机技术，乙烯回收率和纯 度均可达到99%。此外，冷油吸收法的能耗要低于深冷分离法，工艺相对成熟，乙烯纯度和收 率都比较高，投资省，操作简单等。但冷油吸收方法仅适合精制C 2及C3组份，没有办法同时 分离精制氢气、甲烷等。 深冷分离技术早在上世纪50年代就有发展了，目前该技术比较成熟。它是利用原 料中各组分相对挥发度的差异(沸点差)，通过气体透平膨胀制冷，在低温下将干气中各组 分按工艺要求冷凝下来，不易冷凝的氢气最先得到，氢气回收率为92-95%，纯度为95-98%。 其后用精馏法将其中的各类烃逐一分离，乙烯收率一般超过85%。深冷分离具有可同时回收 氢气及乙烯乙烷、工艺成熟、回收率相对较高等优点，一般适合处理大量干气的场合，尤其 适合于炼厂集中地区。深冷分离缺点在于产品纯度不高、投资大、能耗高、不适合中小规模 的炼厂干气回收等。 由于炼厂干气来自不同炼油装置，比如催化尾气、歧化尾气、加氢尾气、焦化尾气 等，其组分及压力等各不相同。目前传统的现有分离技术，变压吸附、膜分离、冷油吸收、深 冷分离等，是针对不同组分、压力的干气进行分别处理。比如膜分离、冷油吸收、深冷分离等 技术比较适合氢气含量低、碳二及以上组分比较多的高压尾气；变压吸附比较适合压力较 低、氢气含量较多的干气。因此，对于不同组分及压力的炼厂干气，一般是单独采用某一种 分离技术加以处理。这样难以实现同时高收率、高纯度回收氢气、碳二及以上有效组分。或 者是将不同来源的炼厂干气进行混合后，再采用现有的集成分离技术，比如膜分离加深冷， 变压吸附加膜分离等，进行回收有效组分。但由于不同来源的炼厂干气简单的混合，浪费了 能量，也无法合理的利用各种分离技术特征进行最优的集成。 对于压力较高、氢气含量较高的歧化和加氢尾气，直接进入第二段较高压力的变 压吸附进行精提氢气为主的分离过程，充分利用原料气的组成与压力，同时使得二段变压 吸附效率更高。经过二段变压吸附减压的再生气，正好与压力较低、氢气含量较低的催化 干气混合，进入一段变压吸附进行氢气的初提过程。这样的过程使得二段变压吸附耦合效 果很好，同时也使得二段变压吸附的再生气继续进行膜分离回收少量的氢气与冷油吸收与 粗、精馏回收分离乙烯与乙烷创造有利的环境。
技术实现思路
本专利技术的目的即在于克服现有技术的不足，提供一种从高低压炼厂干气中回收氢 气、乙烯的方法。 本专利技术的目的通过以下技术方案实现： ，包括如下步骤： 一段变压吸附再生步骤：将催化尾气送入一段变压吸附再生塔进行变压吸附，得到由 未被吸附的组分组成的浓缩气体，得到由再生的被吸附组分组成的解吸气； 二段变压吸附再生步骤：将歧化尾气、加氢尾气以及一段变压吸附再生步骤中得到的 浓缩气体送入二段变压吸附再生塔进行变压吸附，得到产品氢气和再生的吸附气体； 膜分离步骤：将一段变压吸附再生步骤中再生得到的解吸气和二段变压吸附再生步骤 中再生得到的吸附气体送入膜分离系统，得到含氢气体和脱氢气体，含氢气体返回一段变 压吸附再生步骤； 冷油吸收步骤：将膜分离步骤中得到的脱氢气体送入冷油吸收塔进行冷油吸收，得到 燃料气和包含碳二组分的吸收液； 解吸步骤：将所述冷油吸收步骤中得到的包含碳二组分的吸收液送入解吸塔进行解 吸，得到包含碳二组分的解吸液和油或丙烷类等吸收剂，将解吸液送入粗、精馏分离塔，将 所述油或丙烷类等吸附剂送回所述冷油吸收塔； 粗、精馏分离步骤：将解吸步骤中得到的包含碳二组分的解吸液送入粗、精馏分离塔进 行粗馏和精馏，得到产品乙烯和富乙烷轻烃。 本专利技术的主要目的是提供一种吸附分离法、膜分离法以及冷油吸收分离法相结合 的分离方法，从不同压力的炼厂干气中回收氢气、乙烯和富乙烷轻烃。在一段变压吸附再生 步骤和二段变压吸附再生步骤中被吸附的气体中，含有少量氢气，通过膜分离步骤将其中 的氢气分离出后再返回一段变压吸附再生步骤，能够有效提高氢气的收率。采用一段变压 吸附再生步骤和二段变压吸附再生步骤结合的两段式变压吸附再生步骤和膜分离步骤集 成，能够有效提高产品氢气的纯度。在一段变压吸附再生步骤和二段变压吸附再生步骤中 再生的被吸附的气体中，含有碳二组分（乙烯、乙烷)、甲烷及少量的氢气和碳二以上组分， 经过膜分离系统去除其中的氢气得到脱氢气体。通过冷油吸收步骤处理脱氢气体，能够分 离出包括富含甲烷的燃料气，对剩余富含乙烯、乙烷及少量碳二以上组分的解吸液进行粗、 精馏分离后，即可得到产品乙烯和富乙烷轻烃。本专利技术能够实现对不同压力的炼厂干气充 分利用，克服了吸附分离法、膜分离法和冷油吸收法单独进行炼厂干气处理的局限，以及现 有集成技术无法充分利用不同压力的炼厂干气有效利用的局限。 作为本专利技术的第一种优化方案，在一段变压吸附再生步骤和二段变压吸附再生步 骤之间，还包括：一级压缩步骤：将所述浓缩气的压力提升至1. 6-2. 5MPa。 作为本专利技术的第二种优化方案，在二段变压吸附再生步骤和膜分离步骤之间，还 包括：二级压缩步骤：将一段变压吸附再生步骤中再生得到的解吸气和二段变压吸附再生 步骤中再生得到的吸附气体加压至2. 0-3. 5MPa后本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从高低压炼厂干气中回收氢气、乙烯的方法，其特征在于，包括如下步骤：一段变压吸附再生步骤：将催化尾气送入一段变压吸附再生塔进行变压吸附，得到由未被吸附的组分组成的浓缩气体，得到由再生的被吸附组分组成的解吸气；二段变压吸附再生步骤：将歧化尾气、加氢尾气以及一段变压吸附再生步骤中得到的浓缩气体送入二段变压吸附再生塔进行变压吸附，得到产品氢气和再生的吸附气体；膜分离步骤：将一段变压吸附再生步骤中再生得到的解吸气和二段变压吸附再生步骤中再生得到的吸附气体送入膜分离系统，得到含氢气体和脱氢气体，含氢气体返回一段变压吸附再生步骤；冷油吸收步骤：将膜分离步骤中得到的脱氢气体送入冷油吸收塔进行冷油吸收，得到燃料气和包含碳二组分的吸收液；解吸步骤：将所述冷油吸收步骤中得到的包含碳二组分的吸收液送入解吸塔进行解吸，得到包含碳二组分的解吸液和油或丙烷类等吸收剂，将解吸液送入粗、精馏分离塔，将所述油或丙烷类等吸附剂送回所述冷油吸收塔；粗、精馏分离步骤：将解吸步骤中得到的包含碳二组分的解吸液送入粗、精馏分离塔进行粗馏和精馏，得到产品乙烯和富乙烷轻烃。

【技术特征摘要】
1. 一种从高低压炼厂干气中回收氢气、乙烯的方法，其特征在于，包括如下步骤： 一段变压吸附再生步骤：将催化尾气送入一段变压吸附再生塔进行变压吸附，得到由 未被吸附的组分组成的浓缩气体，得到由再生的被吸附组分组成的解吸气； 二段变压吸附再生步骤：将歧化尾气、加氢尾气以及一段变压吸附再生步骤中得到的 浓缩气体送入二段变压吸附再生塔进行变压吸附，得到产品氢气和再生的吸附气体； 膜分离步骤：将一段变压吸附再生步骤中再生得到的解吸气和二段变压吸附再生步骤 中再生得到的吸附气体送入膜分离系统，得到含氢气体和脱氢气体，含氢气体返回一段变 压吸附再生步骤； 冷油吸收步骤：将膜分离步骤中得到的脱氢气体送入冷油吸收塔进行冷油吸收，得到 燃料气和包含碳二组分的吸收液； 解吸步骤：将所述冷油吸收步骤中得到的包含碳二组分的吸收液送入解吸塔进行解 吸，得到包含碳二组分的解吸液和油或丙烷类等吸收剂，将解吸液送入粗、精馏分离塔，将 所述油或丙烷类等吸附剂送回所述冷油吸收塔； 粗、精馏分离步骤：将解吸步骤中得到的包含碳二组分的解吸液送入粗、精馏分离塔进 行粗馏和精馏，得到产品乙烯和富乙烷轻烃。2. 根据权利要求1所述的一种从高低压炼厂干气中回收氢气、乙烯的方法，其特征在 于，在一段变压吸附再生步骤和二段变压吸附再生步骤之间，还包括： 一级压缩步骤：将所述浓缩气的压力提升至1. 6-2. 5MPa。3. 根据权利要求1所述的一种从高低压炼厂干气中回收氢气、乙烯的方法，其特征在 于，在二段变压吸附再...

【专利技术属性】
技术研发人员：张学文，钟雨明，蔡跃明，
申请(专利权)人：四川天采科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：四川;51