乙烯循环回收方法技术

本发明专利技术涉及化工原料循环利用技术领域，具体涉及乙烯循环回收方法。在本方案中，待纯化气体通过热交换过程降温，再经气液分离获得液态乙烯；所述液态乙烯经降温处理之后形成冷剂Ⅰ，所述冷剂Ⅰ为所述热交换过程中的冷源；所述待纯化气体中含有乙烯。本方案解决了从工业尾气中回收的乙烯纯度低和杂质含量高的技术问题。采用本方案既可以冷凝分离纯化乙烯还可以将冷凝之后的乙烯处理成下游工艺可用的状态，一举两得。本方案可以应用于从工业尾气中回收和纯化乙烯的工业化生产活动中。和纯化乙烯的工业化生产活动中。和纯化乙烯的工业化生产活动中。

【技术实现步骤摘要】
乙烯循环回收方法


[0001]本专利技术涉及化工原料循环利用
，具体涉及乙烯循环回收方法。

技术介绍

[0002]乙烯是重要的基本化工原料之一，它是生产醋酸乙烯、醋酸乙烯-乙烯共聚物、聚醋酸乙烯、醋酸乙烯-氯乙烯共聚物等产品的原料，具有非常广泛的用途。乙烯在上述产品的合成过程中，其单程转化率不高，并且乙烯价格昂贵,需要将其回收并在工艺中再使用。
[0003]中国专利CN102527215A(一种自尾气中回收乙烯气的方法及其水碱洗塔)公开了一种回收和纯化工业尾气中的乙烯的方法，该方法使用水洗和碱洗的手段除去各类水溶性和酸性杂质。该法虽然能够除去一定量的杂质，但是，通过该法最终获得的乙烯的纯度在90％以下，仍然不能满足下游工艺需求。所以，亟需开发一种从工业尾气中回收和纯化乙烯的方法，以回收获得纯度高、杂质含量低的乙烯原料。

技术实现思路

[0004]本专利技术意在提供乙烯循环回收方法，以解决从工业尾气中回收的乙烯纯度低和杂质含量高的技术问题。
[0005]为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0006]乙烯循环回收方法，待纯化气体通过热交换过程降温，再经气液分离获得液态乙烯；所述液态乙烯经降温处理之后形成冷剂Ⅰ，所述冷剂Ⅰ为所述热交换过程中的冷源；所述待纯化气体中含有乙烯。
[0007]本方案的原理及优点是：本方案利用不同物质的液化点不同，通过低温冷凝的方法将待纯化气体(各类含有待回收利用的乙烯的工业尾气)中的乙烯液化，从而将液态乙烯从待纯化气体中分离纯化。现有技术中，通过热交换的方法使物料降温至-100℃以下，通常使用到的冷源(又称冷却介质、冷剂等)为液氮，在乙烯回收的工艺过程中，液氮需要额外购买，并且还需考虑在完成热交换之后液氮的处置路线。本方案通过巧妙的设计，使得回收的对象(乙烯)既是被冷凝降温的对象，又是作为冷源的物质。通过冷凝降温的过程实现目的物质乙烯的纯化，通过纯化后的物质作为冷源(液态乙烯需经过进一步的降温处理才能作为冷源)，使回收的对象乙烯的降温液化并与不凝气体等(液化的临界温度比乙烯更低的物质)分离。且冷源同时通过热交换升温气化，可直接进入下一步工艺过程。因为乙烯在工业合成的过程中需要以气态的形式充入反应设备中，冷凝的液态乙烯由于温度和状态的原因并不能直接进入下一步工艺过程。在本方案中，既可以冷凝分离纯化乙烯还可以将冷凝之后的乙烯处理成下游工艺可用的状态，一举两得。
[0008]本方案的循环操作既节约了购买冷源的费用(例如，额外购买氮气作为冷源)，又节约了额外设置加热装置使乙烯气化的费用。最重要的是，本方案可以将工业尾气中的乙烯充分回收利用，实现了节能减排，以及对资源的效合理地利用。
[0009]进一步，所述热交换过程包括依次进行的用于使高临界温度杂质液化的初步热交
换和用于使乙烯液化的深冷热交换：在深冷热交换中，使用的冷源为冷剂Ⅰ，冷剂Ⅰ经深冷热交换升温成为冷剂Ⅱ；在初步热交换中，使用的冷源为冷剂Ⅱ，冷剂Ⅱ经初步热交换成为气态乙烯Ⅰ。
[0010]在初步热交换中，液化的临界温度(沸点)高于乙烯的物质被降温至他们的临界温度以下，这样就能够通过气液分离的操作，使得液化的杂质和含有乙烯的气体分离开来。高临界温度杂质在本方案中是指该物质在一定压强下发生液化的最高温度大于乙烯的发生液化的最高温度。临界温度是指物质在一定压强下发生液化的最高温度。
[0011]在深冷热交换中，乙烯发生液化，其他的临界温度小于乙烯的物质仍然呈气态，从而将乙烯和待纯化气体中剩下的杂质分开。待纯化气体中剩下的杂质又可以定义为低临界温度杂质。低临界温度杂质是指该物质在一定压强下发生液化的最高温度小于乙烯的发生液化的最高温度。
[0012]经过两次热交换，乙烯被液化并实现了乙烯与杂质的分离，获得纯度高于99％的液态乙烯。在深冷热交换中，使用的冷源为冷剂Ⅰ以及冷剂Ⅱ，含有乙烯的混合气体被逐步降温，其杂质逐步分离；作为冷源的物质也逐步实现升温，实现了液态乙烯的气化，获得的气态乙烯可以应用于下一步的工艺流程。
[0013]进一步，所述冷剂Ⅰ的温度为-125～-80℃；所述冷剂Ⅰ依次通过深冷热交换和初步热交换成为纯度大于99.5％的气态乙烯Ⅰ。
[0014]采用上述技术方案，上述温度的冷剂Ⅰ可以使得待分离纯化的乙烯充分液化，并和其他物质分离开。作为冷源的液态低温的乙烯通过深冷热交换和初步热交换，逐步实现升温，实现了液态乙烯的气化
[0015]进一步，所述待纯化气体通过初步热交换降温；然后在-75～-65℃和0.1～1MPaG的条件下，通过气液分离除去高临界温度杂质，获得混合气体Ⅰ；混合气体Ⅰ通过深冷热交换降温；然后在-125～-80℃和0.1～1MPaG的条件下，通过气液分离获得不凝气体和所述液态乙烯。
[0016]采用上述技术方案，在-75～-65℃和0.3～0.4MPaG的条件下，可保证乙烯处于气态，将临界温度大于乙烯的物质液化分离；在-90～-85℃和0.2～0.3MPaG的条件下，可保证乙烯液化，从而将液态的乙烯与不凝气体分开。
[0017]进一步，所述初步热交换之前还包括预备热交换：所述待纯化气体先通过预备热交换降温，然后再进行初步热交换。
[0018]采用上述技术方案，经过预备热交换，可对高温的待纯化气体降温，使其温度满足进入初步热交换的要求。
[0019]进一步，所述待纯化气体先通过预备热交换降温，然后在-5～5℃和0.1～1MPaG的条件下，通过气液分离除去水，接下来再进行初步热交换。
[0020]采用上述技术方案，水的液化临界温度低，可以通过预备热交换和气液分离过程将水分离。上述操作避免了水进入后续的温度更低的热交换过程，进而避免了水结冰造成的管道堵塞。
[0021]进一步，在预备热交换中，使用温度为-125～-80℃的不凝气体作为冷源。
[0022]采用上述技术方案，经过气液分离获得的不凝气体的初始温度为-125～-80℃，可作为预备热交换的冷源，实现了资源的充分利用。并且-125～-80℃不能直接引入火炬系统
燃烧处理，因为温度过低较难达到着火点。现有技术是设置额外的加热系统将不凝气体升温，但在本方案中，使用不凝气体作为冷源不但可以将待纯化的气体降温，还可以将不凝气体加热，以供后续的燃烧处理。所以，使用不凝气体作为预备热交换的冷源实现了两个目的：对待纯化的气体物料进行初步降温；避免额外设置其他的不凝气体加热装置，节约了成本。
[0023]进一步，-125～-80℃的不凝气体经预备热交换后升温，然后燃烧处理升温后的不凝气体。
[0024]采用上述技术方案，燃烧处理不凝气体，避免有害气体污染环境。
[0025]进一步，降温处理所述液态乙烯并形成冷剂Ⅰ的方法为节流膨胀。
[0026]采用上述技术方案，节流膨胀为常规的对物料降温的方案，具有设备简单以及方便操作的特点。
[0027]进一步，所述气态乙烯Ⅰ经加压处理获得乙烯产品。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.乙烯循环回收方法，其特征在于，待纯化气体通过热交换过程降温，再经气液分离获得液态乙烯；所述液态乙烯经降温处理之后形成冷剂Ⅰ，所述冷剂Ⅰ为所述热交换过程中的冷源；所述待纯化气体中含有乙烯。2.根据权利要求1所述的乙烯循环回收方法，其特征在于：所述热交换过程包括依次进行的用于使高临界温度杂质液化的初步热交换和用于使乙烯液化的深冷热交换：在深冷热交换中，使用的冷源为冷剂Ⅰ，冷剂Ⅰ经深冷热交换升温成为冷剂Ⅱ；在初步热交换中，使用的冷源为冷剂Ⅱ，冷剂Ⅱ经初步热交换成为气态乙烯Ⅰ。3.根据权利要求2所述的乙烯循环回收方法，其特征在于：所述冷剂Ⅰ的温度为-125～-80℃；所述冷剂Ⅰ依次通过深冷热交换和初步热交换成为纯度大于99.5％的气态乙烯Ⅰ。4.根据权利要求3所述的乙烯循环回收方法，其特征在于：所述待纯化气体通过初步热交换降温；然后在-75～-65℃和0.1～1MPaG的条件下，通过气液分离除去高临界温度杂质，获得混合气体Ⅰ；混合气体Ⅰ通过深冷热交换降温；然后在-125～...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘铭，邓自文，叶勇，于德志，蒋晓，
申请(专利权)人：中国石化集团重庆川维化工有限公司，
类型：发明
国别省市：