裂化气的膜分离分法制造技术

由裂化流出物（１１）中回收氢的方法，其中，裂化流出物（１１）经压缩（１２，１８，２４，３０，３８等），随后在冷却（６０等）裂化流出物以除去低沸点成分之前至少从裂化流出物中分离出部分氢。氢的分离最好通过使裂化流出物流过至少一个半透膜（４０，４２等）的方式完成。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及裂化流出物组分的分离。具体地说，本专利技术涉及在低温分离其它低沸点组分之前从裂化流出物中分离出氢的方法。在高温下加热饱和烃，例如乙烷、丙烷、或丁烷，高温下饱和烃转化为烯烃，从而制得象乙烯、丙烯和其它高级烯烃之类的烯烃，例如：可以将乙烷在高温下脱氢制得乙烯。类似地，可以将石脑油、气油和其它重烃进料，高温裂解制得烯烃。加热饱和烃或石脑油或气油进料产生的裂化气流出物中含有氢、二氧化碳、蒸汽、烯烃、轻饱和烃、重烃和其它成分。裂化流出物被送入烯烃加工厂的回收系统。在产品回收系统中，裂化流出物被一级或多级压缩使烃组分部分液化以便低温蒸馏分离。在冷却裂化流出物之前必须除去二氧化碳、水、和重烃，以免这些组分凝固堵塞设备。从裂化流出物中除去二氧化碳、水蒸汽和重烃之后，将流出物送入低温分离系统如冷却系列中，在该系统中，对裂化流出物冷冻可分离出低沸点组分如氢和甲烷。在烯烃加工厂中采用各种方法提供冷冻。较高的冷冻级（例如60°F～-40°F）用丙烯冷冻系统提供。较低的冷冻级（-50°F～-150°F）用乙烯冷冻系统提供。通常每一个系统都有三至四个冷冻级。更低的冷冻级（例如：-160°F～-300°F）可由下列的一种或多种方式提供：1.甲烷冷冻系统;2.脱甲烷塔液体蒸馏产品的Joule-Thompson（等熵）膨胀;3.冷冻系列的低温浓缩物的Joule-Thompson膨胀;或-->4.来自顶部脱甲烷塔的氢蒸汽产品膨胀，同时产生逆向动力。最低级冷冻路线的选择取决于几个因素;例如：裂化原料的类型，是需要高压氢产品还是将用作燃料等。烯烃加工厂总体的冷冻要求可以用各系统所需的动力来表示。对于混有例如丙烯冷冻、乙烯冷冻和氢骤冷器的工厂来说，所需的冷冻动力将是丙烯冷冻系统所需的动力加上乙烯冷冻系统所需的动力，氢骤冷器回收的动力很小。本专利技术的目的之一是降低从裂化流出物中分离出低沸点组分所需的总体冷冻要求。本专利技术的目的之二是降低流入产品回收系统的裂化流出物的量，从而减小系统中所用设备的尺寸。根据本专利技术的一个方面，提供了一种从裂化流出物中分离出氢的方法。该方法包括：在至少一个压缩级中压缩，在将裂化流出物冷冻以分离低沸点组分之前，从压缩的裂化流出物中至少分离出部分氢。然后，将流出物冷却，以低温分离低沸点组分。在一个优选的实施例中，将裂化流出物通过至少一个半透膜而使至少一部分氢从裂化流出物中分离出。在一个实施例中，未透过膜的流出物被送入至少一个压缩级中循环。所述至少一个半透膜可以含至少一个膜级，它可以是膜分离器的形式。膜分离器可以包含一系列交替的膜与“螺旋状缠绕”在收集管上的间隔层。气体进入该分离器，透过物通过包裹的膜进入收集管中。透过物通过收集管从一个出口流出分离器。未透过的气体或残留物从另一个出口流出。膜可以由聚合物材料制得，例如，纤维素衍生物、聚砜、聚酰胺、聚芳酰胺和聚酰亚胺。或者也可以采用陶瓷、玻璃和金属膜。或者，膜也可以由一束中空纤维制成。纤维是由如上所述的材料-->制成的。在这样的分离器中，进入分离器的气体接触纤维膜。透过物进入中空纤维，而未透过气体或残留物仍在纤维外面。透过物在减压下流过纤维，流到使透过物流往出口的管道。未透过气或残留物在与进料气基本相同的压力下流向另一出口。上述膜分离器的实例在下列文中有进一步的叙述：Spillman，″Economics  of  Gas  Separation  Membranes，″Chemical  Engineering  Progress，January  1989  pp.41-62;Haggin，″New  Generation  of  Membranes  Developed  for  Industrial  Separations，″Chemical  and  Engineering  News，June  6，1988，pp.7-16;Monsanto，″How  Prism  Separators  Work，″brochure（1985）;和″MEDAL-Membrane  Separation  System，Du  Pont/Air  Liquide.″或者，可通过压力回转吸附的方法进行氢的分离。在压力回转吸附中，气体较之其它气体优先被分子筛吸附。分子筛是一种海绵状固体，它经精确制作而成，使一种气体较之其它气体优先吸附。在压力回转吸附的一个说明性实例中，进料气通过第一个含有分子筛的塔，通过吸附从进料气中除去特定的成分。未吸附气体通过第二个塔，继续该过程。同时，降低第一个塔的压力以释放吸附成分，这样便再生了分子筛。这一循环连续重复。压力回转吸附在Permea，Inc.1987年出版的小册子中有进一步的叙述。在另一实施例中，裂化流出物经至少两个压缩级压缩，在再一实施例中，冷冻流出物在分离低沸点组分之前，处理来自至少两个压缩级的至少最后一级的流出物，以便从压缩的裂化流出物中分离出至少一部分氢。从至少两个压缩级的至少最后一级的流出物中分离出至少一部分氢这一过程可以通过使流出物至少通过一个上述的半透膜来完成。-->在另一个实施例中，流出物中至少一部分二氧化碳也被除去之后再将流出物冷却或冷冻以分离低沸点组分，在除去二氧化碳之前先从流出物中除去一部分氢。在还有一个实施例中，在流出物被冷却或冷冻以分离低沸点组分之前将流出物干燥（从中除去水份），在干燥之前将一部分氢除去。裂化流出物的压缩在lpsig（压缩机吸入或入口压力）到约650psig（压缩机排出压力）下进行，最好在10psig（压缩机吸入压力）到约550psig（压缩机排出压力）下进行。采用多级压缩时，每一压缩级的压力一般高于前一级的压力。在使裂化流出物进入冷却或冷冻步骤以分离低沸点组分之前，如果使用多个压缩级的话，在压缩级之间，可以使裂化流出物通过一个或多个冷却器而将裂化流出物冷却，冷却器的温度可以为约70°F～150°F，最好为约80°F～120°F。在轻烃的低温分离之前分离出至少一部分氢比常规系统具有许多优越之处。由于氢的沸点极低，其行为在冷却和冷凝（即冷冻）过程中很接近于不冷凝蒸汽。在冷冻之前除去一些氢，即冷凝和其它组分的分离可以在较高温度下进行，从而在整个低温分离或冷冻系统中能够采用较高平均温度的冷冻。冷冻要求的降低和较高平均温度的冷冻导致冷冻动力需求的节省，为了说明冷冻动力需求的节省，将裂化流出物冷冻以除去低沸点组分。在冷冻之前没有从流出物中除去氢。先使流出物在55°F，13°F和-40°F的水平经丙烯冷冻。然后使流出物在-70°F、-96°F和-143°F的水平经乙烯冷冻。每一水平冷冻所需的动力见表Ⅰ所示。在冷冻之前已从中除去20%氢的裂化流出物在上述水平下经丙烯和乙烯冷冻。每一水平所需的冷冻功率以及所需的总冷冻功率见下列表Ⅰ表示。表Ⅰ-->冷冻温度    基准    除去20％（°F）（未除去H2）H2后丙烯    55    13.32  12.52冷冻    －13    32.97  35.15-40  14.49  13.96乙烯    －70    15.21  12.51冷冻    －96    10.55  9.28-143  13.46  12.54共计    100本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从裂化流出物中回收氢的方法，它包括：将裂化流出物在至少一个压缩级中压缩；在冷冻所述裂化流出物以分离低沸点组分之前，从压缩的裂化流出物中分离出至少一部分氢；随后冷却流出物，进行低沸点组分的低温分离。

【技术特征摘要】
1、一种从裂化流出物中回收氢的方法，它包括：将裂化流出物在至少一个压缩级中压缩；在冷冻所述裂化流出物以分离低沸点组分之前，从压缩的裂化流出物中分离出至少一部分氢；随后冷却流出物，进行低沸点组分的低温分离。2、权利要求1的方法，其中所述从压缩的裂化流出物中分离出至少一部分氢的过程是通过使所述裂化流出物通过至少一个半透膜的方式完成的。3、权利要求2的方法，其中，至少一部分未透过的流出物被循环送入所述的至少一个压缩级中。4、权利要求1的方法，其中，所述裂化流出物经至少两个压缩级压缩。5、权利要求4的方法，其中，来自所述至少两个压缩级的至少最后一级的流出物在冷冻分离低沸...

【专利技术属性】
技术研发人员：KR巴查斯，TP希基，
申请(专利权)人：ABB鲁姆斯克雷斯特公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]