高效高回收率的聚烯烃尾气或火炬气分离回收工艺制造技术

一种高效高回收率的聚烯烃尾气或火炬气或类似气体的分离回收工艺。设有多座同时吸附的吸附床，和至少2座处于再生步骤的吸附床；还设有1台小规模的初抽设备，和至少1台深抽设备。通过设置多座吸附床同时吸附和初抽设备有效降低吸附空速，获得极低有机物浓度的净化气和极高的有机物回收率；通过分别设置的初抽步骤和深抽步骤，使深抽设备全速运行，大幅提高装置再生效率。

Separation and Recovery of Polyolefin Tail Gas or Torch Gas with High Efficiency and High Recovery Rate

A high efficiency and high recovery process for separating and recovering polyolefin tail gas or torch gas or similar gases. A number of simultaneous adsorption beds, and at least two adsorption beds in the regeneration process, as well as a small-scale preliminary pumping equipment, and at least one deep pumping equipment. The space velocity of adsorption is effectively reduced by setting up multiple adsorption beds and initial extraction equipment, and the purified gas with very low organic concentration and the extremely high organic recovery rate are obtained. The full speed operation of deep extraction equipment is achieved by setting the initial extraction step and the deep extraction step separately, and the regeneration efficiency of the device is greatly improved.

【技术实现步骤摘要】
高效高回收率的聚烯烃尾气或火炬气分离回收工艺
本专利技术涉及一种聚烯烃尾气或火炬气或类似气体的分离回收工艺，特别是将聚烯烃尾气或火炬气或类似气体进行分离，高效率地得到高浓度有机物，和极低有机物浓度净化气的分离回收工艺。
技术介绍
聚丙烯和聚乙烯等聚烯烃是重要的化工原料。在聚丙烯、聚乙烯生产过程中，聚合反应后生成的固体聚丙烯粉料在进行造粒前，通常要用惰性气体(譬如氮气)进行汽提，脱除聚烯烃粉料间夹带的未反应的烯烃单体，从而产生了主要成分是氮气和乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、丁烷、丁烯等组分的混合气体。有时不同采用不同聚合工艺时，也会产生一些其他组成类似的混合气体；另外，聚烯烃生产过程中还会产生一些其它组成类似的放空气体。这些气体统称为聚烯烃尾气。聚烯烃尾气的有机物浓度通常在5～30％左右。还有些化工企业生产过程中会排放一些与聚烯烃尾气组成和浓度类似，主要成分是氮气、氧气、氢气等惰性气体组分和C2～C6低分子烃类有机物等，被称为火炬气的混合气体。或其它组成和浓度类似的混合气体。以聚丙烯为例，其中的丙烯损耗约占整个聚丙烯装置丙烯损耗的1％左右。由于其中含有大量宝贵的丙烯和低分子有机物资源，聚烯烃尾气的回收利用被重视。美国专利USPatent6576043B2提出了聚乙烯或聚丙烯尾气的处理方法。用硅胶或活性氧化铝为吸附剂，在压力为100～500psia，进料温度为60～105℉的条件下，对聚乙烯或聚丙烯尾气进行变压吸附分离，得到高纯度的氮气和烃类化合物气体产品；或用压缩和低温冷凝聚乙烯或聚丙烯尾气与变压吸附相结合的方法得到高纯度的氮气和烃类化合物液体。但是，这种方法可能不仅加工能耗高，工程投资也会比较大。因此目前还没有见到商业应用的报道。美国专利USPatent5769927提出了采用膜分离的方法处理聚丙烯尾气的工艺方法。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，将聚丙烯尾气中的氮气和丙烯进行分离。但这种回收工艺不仅投资高、能耗高，而且有机物回收率只能达到95％左右。未回收的剩余有机物与惰性气体的混合气体用作燃料热值太低；而排大气又会污染环境。中国专利专利号200810223383.3提出了一种聚丙烯尾气的回收工艺，将聚丙烯尾气在常温常压下吸附，在负压下脱附，在将脱附气压缩冷凝，使聚丙烯尾气中的氮气和丙烯有效分离，得到高纯度的产品氮气和高纯度的丙烯液体。但这种工艺采用的是两床工艺。对处于吸附步骤的吸附床来说，空速往往偏大，特别是包含内循环气后的吸附床空速更大，导致净化氮气中有机物浓度偏高，从而降低了有机物回收率；而对于处于再生步骤的吸附床来说，由于所有的再生步骤均在一座吸附床内完成，在一个切换周期内，抽真空系统无效和低效运行时间占比较大，导致装置再生效率只有60～70％左右，其结果是装置投资较高，运行能耗偏大。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种高效率和高回收率的聚烯烃尾气或火炬气或类似气体的回收工艺。本专利技术的目的是这样实现的。一种聚烯烃尾气或火炬气或类似气体的回收工艺，包含至少3座吸附床组成的吸附床组，其中至少有1座处于吸附步骤的吸附床，至少有2座处于其它再生步骤的吸附床；包含1台初抽设备和包含至少1台深抽设备；包含1套脱附气回收系统，以及其它相关设备；用多座同时处于吸附步骤的吸附床并联，降低吸附空速；通过设置初抽步骤，利用1台规模较小的初抽设备，在较长的时间内对吸附床进行初抽，使吸附床压力缓慢均匀地降至初抽压力，达到降低内循环气体流率的目的；通过深抽设备全周期地不间断全速运行达到提高再生效率的目的；其中吸附床组中的每座吸附床至少依次经历以下操作步骤：a.吸附步骤——将原料气自吸附床入口引入吸附床，在常温和常压下，原料气穿过吸附床过程中，其中易被吸附的有机物组分被吸附床内装填的吸附剂吸附下来，不易被吸附的净化气从吸附床出口排出，当吸附床内有机物组分的吸附前沿接近穿透吸附床时，停止吸附，吸附床切换至步骤b至步骤e的再生步骤；b.初抽步骤——从吸附床入口侧用初抽设备对吸附床进行抽真空，使吸附床压力逐步降低至初抽压力，初抽真空设备出口得到的有机物浓度相对较低的脱附气或排入原料气线，或先排入原料气线，后排入脱附气回收系统；c.深抽步骤——从吸附床入口侧用深抽设备对吸附床进行抽真空，使吸附床压力逐步降低至抽真空压力，在此过程中，吸附剂上吸附的有机物被逐渐脱附下来，深抽设备出口得到的有机物浓度相对较高的脱附气排入脱附气回收系统；d.真空清洗步骤——从吸附床入口侧用抽真空设备对吸附床进行抽真空的同时，从吸附床出口侧引入少量惰性气体或净化气对吸附床进行真空清洗，维持抽真空压力或略高于抽真空压力的吸附床压力，通过清洗气的降低分压作用，将吸附在吸附剂上的有机物组分进一步脱附下来，抽真空设备出口得到的升压后的脱附气排入脱附气回收系统；e.破真空步骤——从吸附床出口侧引入惰性气体或净化气，将吸附床逐步破真空至常压；f.循环步骤a至步骤e。本专利技术人研究发现，包含进装置原料气和内循环气体在内的吸附床进料气穿过吸附床时，需要保证足够低的吸附空速，以满足吸附动力学要求，这样才能得到有机物浓度足够低的净化气，从而也就能获得足够高的有机物回收率。而低吸附空速意味着要有足够大的吸附床体积，当吸附床进料气体量足够大时，会导致吸附床体积、管道、阀门等设备尺寸过大。有效的解决办法是，根据进料气体量情况，设置n个并联同时处于吸附步骤的吸附床，这样每座吸附床的进料量就是总进料量的1/n。因而既可以获得足够低的吸附空速，又不致使每座吸附床体积、管道、阀门的尺寸过大。当然，当处理量足够低时，也可以只设置1座处于吸附步骤的吸附床。内循环气体流率大小是影响吸附空速的重要因素，有效降低和均匀内循环气体流率也是有效降低吸附空速的有效手段。在吸附床抽真空再生初期，吸附床压力由常压降至初抽压力过程中，吸附在吸附剂上的有机物尚未出现实质性脱附，这个过程抽真空设备抽出的气体主要是吸附床死空间内的惰性气体组分。本专利技术通过设置初抽步骤，优选地将初抽步骤与破真空步骤共用1个切换周期，利用1台规模较小的初抽设备，在较长的时间内对吸附床进行抽真空，使吸附床压力缓慢均匀地降至初抽压力，将初抽设备排出的气体排入原料气线，就能达到降低和均匀内循环气体流率的目的。根据本专利技术人的研究，优选地，包含原料气和内循环气在内的总吸附床空速<80h-1。正是由于设置了初抽步骤和规模较小的初抽设备，先将吸附床抽真空至初抽压力，因而，规模较大的深抽设备就得以在深抽步骤和真空清洗步骤全周期不间断地全速运行，从而达到提高整个装置再生效率，获得更低抽真空压力，将吸附床再生得更彻底的效果。本专利技术人的试验研究表明，在多数场合，合适性能的活性炭是比较理想的吸附剂。但在有些场合，合理选择的活性炭、或硅胶、或活性氧化铝、或分子筛，或它们的组合更加有效。考虑到吸附剂床层阻力降，吸附剂吸附动力学特性等，吸附剂宜选用圆柱形，或球形、或破碎颗粒形结构，吸附剂平均粒径最好在φ2～φ6mm。初抽压力随原料气组成、浓度以及要求的脱附气浓度等不同而不同。一般来说，原料气的有机物浓度越低，脱附气要求的有机物浓度越高，初抽压力就越低。对于本专利技术的回收工艺来说，适宜的初抽压力范围为5～40kPa(绝)。抽真空压力，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚烯烃尾气或火炬气或类似气体的回收工艺，包含至少3座吸附床组成的吸附床组，其中至少有1座处于吸附步骤的吸附床，至少有2座处于其它再生步骤的吸附床；包含1台初抽设备和包含至少1台深抽设备；包含1套脱附气回收系统，以及其它相关设备；用多座同时处于吸附步骤的吸附床并联，降低吸附空速；通过设置初抽步骤，利用1台规模较小的初抽设备，在较长的时间内对吸附床进行初抽，使吸附床压力缓慢均匀地降至初抽压力，达到降低内循环气体流率的目的；通过深抽设备全周期地不间断全速运行达到提高再生效率的目的；其中吸附床组中的每座吸附床至少依次经历以下操作步骤：吸附步骤——将原料气自吸附床入口引入吸附床，在常温和常压下，原料气穿过吸附床过程中，其中易被吸附的有机物组分被吸附床内装填的吸附剂吸附下来，不易被吸附的净化气从吸附床出口排出，当吸附床内有机物组分的吸附前沿接近穿透吸附床时，停止吸附，吸附床切换至步骤b至步骤e的再生步骤；初抽步骤——从吸附床入口侧用初抽设备对吸附床进行抽真空，使吸附床压力逐步降低至初抽压力，初抽真空设备出口得到的有机物浓度相对较低的脱附气或排入原料气线，或先排入原料气线，后排入脱附气回收系统；深抽步骤——从吸附床入口侧用深抽设备对吸附床进行抽真空，使吸附床压力逐步降低至抽真空压力，在此过程中，吸附剂上吸附的有机物被逐渐脱附下来，深抽设备出口得到的有机物浓度相对较高的脱附气排入脱附气回收系统；真空清洗步骤——从吸附床入口侧用抽真空设备对吸附床进行抽真空的同时，从吸附床出口侧引入少量惰性气体或净化气对吸附床进行真空清洗，维持抽真空压力或略高于抽真空压力的吸附床压力，通过清洗气的降低分压作用，将吸附在吸附剂上的有机物组分进一步脱附下来，抽真空设备出口得到的升压后的脱附气排入脱附气回收系统；破真空步骤——从吸附床出口侧引入惰性气体或净化气，将吸附床逐步破真空至常压；循环步骤a至步骤e。...

【技术特征摘要】
1.一种聚烯烃尾气或火炬气或类似气体的回收工艺，包含至少3座吸附床组成的吸附床组，其中至少有1座处于吸附步骤的吸附床，至少有2座处于其它再生步骤的吸附床；包含1台初抽设备和包含至少1台深抽设备；包含1套脱附气回收系统，以及其它相关设备；用多座同时处于吸附步骤的吸附床并联，降低吸附空速；通过设置初抽步骤，利用1台规模较小的初抽设备，在较长的时间内对吸附床进行初抽，使吸附床压力缓慢均匀地降至初抽压力，达到降低内循环气体流率的目的；通过深抽设备全周期地不间断全速运行达到提高再生效率的目的；其中吸附床组中的每座吸附床至少依次经历以下操作步骤：吸附步骤——将原料气自吸附床入口引入吸附床，在常温和常压下，原料气穿过吸附床过程中，其中易被吸附的有机物组分被吸附床内装填的吸附剂吸附下来，不易被吸附的净化气从吸附床出口排出，当吸附床内有机物组分的吸附前沿接近穿透吸附床时，停止吸附，吸附床切换至步骤b至步骤e的再生步骤；初抽步骤——从吸附床入口侧用初抽设备对吸附床进行抽真空，使吸附床压力逐步降低至初抽压力，初抽真空设备出口得到的有机物浓度相对较低的脱附气或排入原料气线，或先排入原料气线，后排入脱附气回收系统；深抽步骤——从吸附床入口侧用深抽设备对吸附床进行抽真空，使吸附床压力逐步降低至抽真空压力，在此过程中，吸附剂上吸附的有机物被逐渐脱附下来，深抽设备出口得到的有机物浓度相对较高的脱附气排入脱附气回收系统；真空清洗步骤——从吸附...

【专利技术属性】
技术研发人员：张国瑞，其他发明人请求不公开姓名，
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：北京,11