处理本体法聚丙烯装置不凝气的变压吸附工艺制造方法及图纸

一种处理本体法聚丙烯装置低压丙烯气回收系统排放的不凝气的变压吸附工艺，采用二次吸附的变压吸附分离工艺，得到低丙烯浓度的净化氮气和高丙烯浓度的脱附气。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种处理本体法聚丙烯装置低压丙烯气回收系统排放的不凝 气的变压吸附工艺。龍駄本体法聚丙烯工艺是国内自主开发，并在国内被广泛应用的一种聚丙烯 生产工艺。在本体法聚丙烯装置生产过程中，液体丙烯在催化剂和活化剂等的作用下，在3.5MPa(表)反应压力和75。C反应温度下，在聚合釜内发生聚 合反应，生成固体聚丙烯粉料。聚合反应结束后，需要将聚合釜内剩余的丙 烯回收，得到不含丙烯的固体聚丙烯粉料。通常情况下，首先进行高压回收 丙烯操作，就是靠聚合釜自身的压力，将高于丙烯冷凝温度对应的相平衡压 力以上部分的丙烯冷凝并回收，直至聚合釜达到1.3 1.5MPa (表)的丙烯相 平衡压力(相平衡压力由冷凝温度决定)。然后将聚合釜内的固体聚丙烯粉料 和剩余的丙烯气一起喷料到闪蒸釜，进行低压丙烯气的回收。通常的低压丙烯气回收过程主要由气柜、抽真空系统和压縮冷凝系统等 构成。在闪蒸釜内气体压力高于气柜时，闪蒸釜内的丙烯气靠自压进入气柜， 当闪蒸釜压力降至气柜压力后，开启真空泵对闪蒸釜抽真空，将真空泵抽出 的丙烯气升压后排入气柜，然后向闪蒸釜内注入氮气，再一次对闪蒸釜抽真 空，再将真空泵升压后的丙烯气排入气柜，如此进行多次抽真空和氮气置换 操作，直至闪蒸釜内气体含丙烯浓度低于1%，达到闪蒸釜内聚丙烯固体粉 料的出料条件为止。靠自压和抽真空升压进入气柜的丙烯气在气柜内混合为 丙烯和氮气的混合气体后，经过压縮机压縮至2.0MPa (表)左右，再经冷凝 器冷凝冷却(通常冷却介质为循环水)至35'C左右，这时混合气体中的大部 分丙烯被冷凝称为液体，在气液分离器内被分离出来，作为液体丙烯回收利 用。而气液分离器顶部得到的含丙烯浓度65%左右，其余为氮气的不凝气则被排出。中国专利CN1450101A提出了一种用膜分离系统处理不凝气的低压丙烯 气回收工艺，该工艺的核心是用膜分离系统处理不凝气。膜分离系统的基本 工作原理是利用特殊聚合物材料制成的膜对氮气和烃类化合物透过能力不同 的特点，将不凝气中的氮气和丙烯进行分离，经过膜分离系统分离后获得的 含丙烯浓度比较高的提浓气返回气柜，尾气则排入火炬放空系统。用膜分离 系统处理不凝气的低压丙烯气回收工艺是目前国内普遍采用的低压丙烯气回 收工艺。与将不凝气直接排放相比，该工艺回收了不凝气中相当量的丙烯， 从而提高了丙烯回收率，使得本体法聚丙烯工艺的丙烯单耗显著下降。尽管如此，采用膜分离系统处理不凝气仍存在许多不理想之处。首先， 不凝气经膜分离系统处理后排放的尾气浓度仍然比较高，通常在10 20%左 右，这部分尾气排放仍造成相当数量的丙烯损耗；其次，膜分离系统处理后 的尾气达不到直排大气的标准，不得不将处理后的尾气排入火炬系统，这样 如果将火炬系统内混有膜分离系统尾气的气体回收作为燃料使用，将会由于 混入大量氮气而降低燃料气的热值和燃烧效率，进而增加燃料消耗和影响燃 烧效果，而如果直接放火炬焚烧，由于燃烧效果不好，会造成大气污染；再 者，由于通过膜分离系统处理后获得的提浓气丙烯浓度比较低，通常在80% 左右，形成大量气体在气柜一压縮机一冷凝系统一膜分离系统之间循环，导 致压縮机负荷和电耗显著增加。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是要提出一种进一步提高丙烯回收率的不凝气处理工艺。本专利技术的另一个目的是要提出一种使回收处理后的净化氮气能够达到直 排大气标准的，有利于保护大气环境的不凝气处理工艺。本专利技术的另一个目的是要提出一种有利于降低丙烯气压縮冷凝负荷，从 而降低电耗的不凝气处理工艺。本专利技术提出的不凝气处理工艺是一种变压吸附不凝气处理工艺，先将不 凝气在一个处于二次吸附步骤的吸附床进行吸附，从吸附床出口得到中间气，再将中间气送至另一个处于一次吸附步骤的吸附床进行吸附，从吸附床出口 得到净化氮气，当净化氮气中丙烯浓度达到或即将达到限值时，切换操作， 对结束二次吸附步骤的吸附床进行脱附操作，得到脱附气，最后将完成脱附 操作的吸附床逆充至吸附压力，其中每个吸附床依次经历以下步骤(a) —次吸附步骤——将中间气引入吸附床，吸附床进行一次吸附， 将中间气中的丙烯吸附下来，从吸附床出口得到净化氮气；(b) 二次吸附步骤——切换进料气，将不凝气引入吸附床，吸附床进 行二次吸附，将不凝气中的丙烯部分吸附下来，同时将吸附床出口得到的中间气引入另一个处于一次吸附步骤的吸附床；(c) 逆放步骤——停止吸附进料，吸附床进行逆向释放，将释放出的 脱附气排入气柜；(d) 抽真空步骤——停止逆放操作，对吸附床进行抽真空操作，将抽 真空得到的脱附气排入气柜；(e) 逆充步骤——停止脱附操作，用净化氮气对吸附床进行逆向充压；(f) 重复步骤(a)到(e)。这里所说的不凝气是指，在本体法聚丙烯装置中，由闪蒸釜靠自压排入 气柜的，和闪蒸釜抽真空和氮气置换过程排入气柜的混合气体在气柜内混合， 经过压縮冷凝后得到气液混合物，再将气液混合物气液分离，分出其中的液 体丙烯后得到的不凝气体。通常情况下，在冷凝压力2.0MPa (表)左右，冷 凝温度35。C左右的操作条件下，混合气体中相当量的丙烯被冷凝为液体，剩 余丙烯与氮气的混合气体——不凝气中氮气浓度在35%左右，其余65%左右 主要是丙烯以及少量的丙烷、乙烯、乙垸等轻烃化合物。在本专利技术提出的变压吸附不凝气处理工艺中，每个吸附床的吸附过程是 分两个步骤完成的。完成脱附和逆充操作的吸附床首先进行一次吸附步骤， 此时的进料气是透过二次吸附吸附床的中间气。 一次吸附步骤完成后，吸附 进料由中间气切换为不凝气，接着吸附床进行二次吸附步骤。由于吸附过程 分两个步骤完成，因此，任何时候至少有两个串联的吸附床分别处于二次吸 附和一次吸附的吸附操作步骤。根据本专利技术人的研究，适合本专利技术变压吸附不凝气处理工艺的吸附剂可以是各种有利于丙烯、丙垸、乙烯、乙烷等轻烃化合物吸附和脱附的吸附剂， 如活性炭、硅胶、活性氧化铝，或分子筛等，也可以是负载金属离子的活性 炭、负载金属离子的硅胶、负载金属离子的活性氧化铝，或负载金属离子的 分子筛等，也可以由两种或两种以上的上述吸附剂组合而成。适合本专利技术变压吸附不凝气处理工艺一次吸附和二次吸附步骤的吸附压力为0 0.8MPa (表)，吸附温度为常温。二次吸附步骤结束后，开始对吸附床进行脱附操作，脱附过程包括逆放 和抽真空两个步骤。逆放步骤是将吸附床从吸附压力降至接近气柜压力的过程。在逆放步骤 中，随着吸附床压力的逐渐降低，大部分吸附床空体积(吸附床容积减去吸 附剂颗粒占有的体积)内的丙烯和氮气混合气体与相当一部分从吸附剂表面 脱附下来的丙烯气体混合，作为脱附气从吸附床入口侧释放出来，靠吸附床 与气柜之间的压差从吸附床排至气柜。逆放步骤结束后，开始抽真空步骤。抽真空步骤可以有两种实现方式方式一由抽真空+汽提两个分步骤构成。就是在逆放步骤结束后，先用抽真空设备对吸附床抽真空，使吸附床压力继续降低至最终脱附压力，当 吸附床达到最终脱附压力后，从吸附床出口侧通入净化氮气，同时继续抽真 空，维持吸附床压力相对稳定，将抽真空和汽提过程得到的脱附气送至气柜。 根据本专利技术人的试验研究，通过汽提氮气降低吸附床油气分压，可以使吸附 在吸附剂表面的丙烯脱附得更彻底。方式二由抽真空分步骤构成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种处理本体法聚丙烯装置低压丙烯气回收系统排放的不凝气的变压吸附工艺，其特征是：先将不凝气在一个处于二次吸附步骤的吸附床进行吸附，从吸附床出口得到中间气，再将中间气送至另一个处于一次吸附步骤的吸附床进行吸附，从吸附床出口得到净化氮气，当净化氮气中丙烯浓度达到或即将达到限值时，切换操作，对结束二次吸附步骤的吸附床进行脱附操作，得到脱附气，最后将完成脱附操作的吸附床逆充至吸附压力，其中每个吸附床依次经历以下步骤：　（ａ）一次吸附步骤－将中间气引入吸附床，吸附床进行一次吸附，将中间气中的丙烯吸附下来，从吸附床出口得到净化氮气；　（ｂ）二次吸附步骤－切换进料气，将不凝气引入吸附床，吸附床进行二次吸附，将不凝气中的丙烯部分吸附下来，同时将吸附床出口得到的中间气引入另一个处于一次吸附步骤的吸附床；　（ｃ）逆放步骤－停止吸附进料，吸附床进行逆向释放，将释放出的脱附气排入气柜；　（ｄ）抽真空步骤－停止逆放操作，对吸附床进行抽真空操作，将抽真空得到的脱附气排入气柜；　（ｅ）逆充步骤－停止脱附操作，用净化氮气对吸附床进行逆向充压；　（ｆ）重复步骤（ａ）到（ｅ）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张国瑞，张伟，王新剑，
申请(专利权)人：北京信诺海博石化科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]