本发明专利技术公开了聚乙烯装置尾气完全回收再利用的改进工艺和装置，改进工艺包括以下步骤：A、使依次经过高低压冷却冷凝回收单元、粗精过滤单元和预净化单元的聚乙烯装置尾气进入变压吸附分离浓缩单元，分离得到烃类组分和氢氮混合气；B、使氢氮混合气进入脱氢单元，脱氢处理后得到纯度达98％以上且氢气含量小于1％的氮气。改进装置包括顺次连接的高低压冷却冷凝回收单元、粗精过滤单元、预净化单元、变压吸附分离浓缩单元和脱氢单元，聚乙烯装置尾气依次经过高低压冷却冷凝回收单元、粗精过滤单元、预净化单元、变压吸附分离浓缩单元和脱氢单元回收得到纯度达90％以上的烃类组分和纯度达98％以上且氢气含量小于1％的氮气。
【技术实现步骤摘要】
一种聚乙烯装置尾气完全回收再利用的改进工艺和装置
本专利技术涉及聚乙烯生产装置的尾气回收
，更具体地讲，本专利技术涉及一种聚乙烯装置尾气完全回收再利用的改进工艺和装置。
技术介绍
在聚乙烯的生产过程中，通常会从聚合反应器和聚乙烯粉料脱气仓中排放出大量的由包括未聚合的乙烯和共聚单体(丙烯、丁烯、己烯等)等的烃类组分、诱导冷凝剂(异戊烷、己烷等)、氢气和脱气仓的吹扫氮气所混合而成的聚乙烯装置尾气，其典型组成如表1所示。这部分聚合尾气通常排至火炬管网，造成了烃类资源的极大浪费，同时也污染了环境。回收聚乙烯尾气中的烃类组分和氮气等气体，对于聚乙烯装置的节能降耗而言意义重大。表1聚乙烯装置尾气的典型组成(mol％)组分名称H2N2CH4C2H4C2H6C4H8C5H12含量1～1560～900～32.5～201～100～80～2回收聚乙烯装置尾气中的烃类组分作为燃料或乙烯装置或乙苯装置的原料具有很高的经济效益，如果回收的氮气纯度大于95％，同时其中的氢气小于1％，则可返回脱气仓作吹扫气或循环气，这也有利于环境保护并实现污染物的零排放。现有的回收聚乙烯尾气的方法通常包括加压冷凝、膜分离和变压吸附等步骤，从而能够实现烃类组分的有效回收，其中，烃类组分的回收率可达到99％以上。但是，采用现有技术中上述方法回收的氮气中均含有较多氢气，也即回收的为氢氮混合气，如果将回收的氢氮混合气直接返回至脱气仓循环使用，则可能会形成仓内的氢气积累而造成严重的安全隐患。因此，亟需提供一种能够真正使聚乙烯装置尾气完全回收再利用的改进工艺和装置。
技术实现思路
针对上述现有技术中存在的问题和不足，本专利技术的目的在于提供一种工艺流程简单且能完全回收聚乙烯尾气并再利用的改进工艺和装置。为了实现上述目的，本专利技术的一方面提供了一种聚乙烯装置尾气完全回收再利用的改进工艺，所述改进工艺包括以下步骤：A、使依次经过高低压冷却冷凝回收单元、粗精过滤单元和预净化单元的聚乙烯装置尾气进入变压吸附分离浓缩单元，分离得到纯度达90％以上的烃类组分和氢氮混合气；B、使所述氢氮混合气进入脱氢单元，脱氢处理后得到纯度达98％以上且氢气含量小于1％的氮气。根据本专利技术的聚乙烯装置尾气完全回收再利用的改进工艺的一个实施例，所述高低压冷却冷凝回收单元回收所述聚乙烯装置尾气中的大部分共聚单体和诱导冷凝剂，所述粗精过滤单元去除所述聚乙烯装置尾气中的固体颗粒和液滴，所述预净化单元去除所述聚乙烯装置尾气中的微量烷基铝以保护变压吸附剂。根据本专利技术的聚乙烯装置尾气完全回收再利用的改进工艺的一个实施例，所述变压吸附分离浓缩单元包括不少于5台的吸附塔，其中，所述吸附塔中装填的吸附剂为改性分子筛、改性硅胶、改性活性炭和改性氧化铝中的至少一种。根据本专利技术的聚乙烯装置尾气完全回收再利用的改进工艺的一个实施例，所述吸附塔中装填的吸附剂为从上到下依次布置的改性分子筛、改性活性炭、改性硅胶和改性氧化铝或者从上到下依次布置的改性硅胶、改性活性炭和改性氧化铝。根据本专利技术的聚乙烯装置尾气完全回收再利用的改进工艺的一个实施例，每个吸附塔依次经历吸附、均压降、置换、逆放、抽空、均压升和最终升压的循环处理步骤，其中，控制各吸附塔在同一时刻进行的处理步骤互不相同并且确保在任何时刻都有一台以上的吸附塔进行吸附处理步骤。根据本专利技术的聚乙烯装置尾气完全回收再利用的改进工艺的一个实施例，所述脱氢单元为催化脱氢单元或化学吸附脱氢单元。根据本专利技术的聚乙烯装置尾气完全回收再利用的改进工艺的一个实施例，所述烃类组分的回收率≥99.9％，所述氮气的回收率＞99％。本专利技术的另一方面提供了一种聚乙烯装置尾气完全回收再利用的改进装置，所述改进装置包括通过管道顺次连接的高低压冷却冷凝回收单元、粗精过滤单元、预净化单元、变压吸附分离浓缩单元和脱氢单元，其中，所述聚乙烯装置尾气依次经过所述高低压冷却冷凝回收单元、粗精过滤单元、预净化单元、变压吸附分离浓缩单元和脱氢单元回收得到纯度达90％以上的烃类组分和纯度达98％以上且氢气含量小于1％的氮气。根据本专利技术的聚乙烯装置尾气完全回收再利用的改进装置的一个实施例，所述变压吸附分离浓缩单元包括不少于5台的吸附塔，其中，所述吸附塔中装填的吸附剂为改性分子筛、改性硅胶、改性活性炭和改性氧化铝中的至少一种。根据本专利技术的聚乙烯装置尾气完全回收再利用的改进装置的一个实施例，所述高低压冷却冷凝回收单元回收所述聚乙烯装置尾气中的大部分共聚单体和诱导冷凝剂，所述粗精过滤单元去除所述聚乙烯装置尾气中的固体颗粒和液滴，所述预净化单元去除所述聚乙烯装置尾气中的微量烷基铝。根据本专利技术的聚乙烯装置尾气完全回收再利用的改进装置的一个实施例，所述吸附塔中装填的吸附剂为从上到下依次布置的改性分子筛、改性活性炭、改性硅胶和改性氧化铝或者从上到下依次布置的改性硅胶、改性活性炭和改性氧化铝。根据本专利技术的聚乙烯装置尾气完全回收再利用的改进装置的一个实施例，所述变压吸附分离浓缩单元还包括与所述吸附塔连接的程序控制阀和缓冲罐。本专利技术引入了改进的变压吸附工艺和脱氢工艺，使得聚乙烯装置尾气的回收工艺简单且能实现聚乙烯装置尾气的完全再利用；取消了膜分离单元，仅通过变压吸附分离浓缩单元回收经高低压冷凝处理后的尾气，简化了工艺流程，降低了投资和运行成本；变压吸附分离浓缩单元的工艺改进体现在吸附剂和工艺流程的改进，改进的吸附剂及装填方式对分子较大的共聚单体和诱导剂选择性吸附较好，且在短时间内通过降压抽空就能顺利解吸，也正是由于此能使变压吸附工艺流程取消冲洗抽空，仅保留抽空的步骤，有利于进一步浓缩烃类组分；并且，引入的脱氢工艺能够有效去除氮气中混有的氢气，进而实现氮气的完全回收利用，避免安全隐患。采用本专利技术的技术方案，能够实现烃类组分的回收率≥99.9％且纯度≥90％，氮气的回收率＞99％且纯度≥98％且氢气含量小于1％。附图说明图1示出了根据本专利技术示例性实施例的聚乙烯装置尾气完全回收再利用的改进装置的结构框图。图2示出了根据本专利技术示例性实施例的聚乙烯装置尾气完全回收再利用的改进工艺的流程框图。具体实施方式在下文中，将结合附图详细说明本专利技术的聚乙烯装置尾气完全回收再利用的改进工艺和装置。并且，若无特别说明，本专利技术中所涉及的百分比均为摩尔百分比。根据本专利技术，所述聚乙烯装置尾气是指在聚乙烯的正常生产过程中从聚合反应器和聚乙烯粉料脱气仓中排放出的由包括未聚合的乙烯和共聚单体(丙烯、丁烯、己烯等)等的烃类组分、诱导冷凝剂(异戊烷、己烷等)、氢气和脱气仓的吹扫氮气所混合而成的气体。本专利技术的目的是提供一种能够对聚乙烯装置尾气进行完全回收再利用的改进工艺和装置，从而能够将分离出的烃类组分作为燃料综合利用或作为乙烯装置的原料或乙苯装置的原料，同时提浓后的氢氮混合气经脱氢单元脱氢后能够使氮气纯度提浓至98％以上且氢气含量小于1％而回收至聚乙烯装置再利用，彻底实现尾气的完全回收再利用，达到零排放。下面先对本专利技术的聚乙烯装置尾气完全回收再利用的改进工艺进行具体说明。图2示出了根据本专利技术示例性实施例的聚乙烯装置尾气完全回收再利用的改进工艺的流程框图。如图2所示，根据本专利技术，所述回收聚乙烯尾气中烃类组分和氮气的方法包括以下步骤：A、使依次经过高低压冷却冷凝回收单元、粗精过滤单元和预净本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种聚乙烯装置尾气完全回收再利用的改进工艺，其特征在于，所述改进工艺包括以下步骤：A、使依次经过高低压冷却冷凝回收单元、粗精过滤单元和预净化单元的聚乙烯装置尾气进入变压吸附分离浓缩单元，分离得到纯度达90％以上的烃类组分和氢氮混合气；B、使所述氢氮混合气进入脱氢单元，脱氢处理后得到纯度达98％以上且氢气含量小于1％的氮气。
【技术特征摘要】
1.一种聚乙烯装置尾气完全回收再利用的改进工艺，其特征在于，所述改进工艺包括以下步骤：A、使依次经过高低压冷却冷凝回收单元、粗精过滤单元和预净化单元的聚乙烯装置尾气进入变压吸附分离浓缩单元，分离得到纯度达90％以上的烃类组分和氢氮混合气，其中，所述变压吸附分离浓缩单元包括不少于5台的吸附塔，所述吸附塔中装填的吸附剂为从上到下依次布置的改性分子筛、改性活性炭、改性硅胶和改性氧化铝或者从上到下依次布置的改性硅胶、改性活性炭和改性氧化铝；B、使所述氢氮混合气进入脱氢单元，脱氢处理后得到纯度达98％以上且氢气含量小于1％的氮气。2.根据权利要求1所述的聚乙烯装置尾气完全回收再利用的改进工艺，其特征在于，所述高低压冷却冷凝回收单元回收所述聚乙烯装置尾气中的大部分共聚单体和诱导冷凝剂，所述粗精过滤单元去除所述聚乙烯装置尾气中的固体颗粒和液滴，所述预净化单元除去所述聚乙烯装置尾气中的微量烷基铝。3.根据权利要求1所述的聚乙烯装置尾气完全回收再利用的改进工艺，其特征在于，每个吸附塔依次经历吸附、均压降、置换、逆放、抽空、均压升和最终升压的循环处理步骤，其中，控制各吸附塔在同一时刻进行的处理步骤互不相同并且确保在任何时刻都有一台以上的吸附塔进行吸附处理步骤。4.根据权利要求1...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘丽，张剑锋，刘照利，杨云，
申请(专利权)人：四川天一科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51
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