一种分离催化干气中乙烯和乙烷的方法技术

本发明专利技术专利属于催化干气的分离回收技术领域，尤其涉及催化干气中乙烯和乙烷的分离方法，催化干气经过变压吸附分离、单乙醇胺或二乙醇胺吸收分离、常温脱硫化物、脱砷汞、脱氮氧化合物、碱吸收和精馏分离技术分离乙烯和乙烷，并得到高收率高纯度的乙烯和乙烷，其中乙烯的杂质CO≤1.0ml/m3、CO2≤5.0ml/m3、H2≤1.0ml/m

【技术实现步骤摘要】
一种分离催化干气中乙烯和乙烷的方法


[0001]本专利技术属于催化干气分离回收
，尤其涉及一种分离回收催化干气中乙烯和乙烷的方法。

技术介绍

[0002]通常催化干气中有～13％的乙烯和～13％的乙烷，随着催化装置的工艺调整，催化干气中乙烯和乙烷的含量在一定范围变化，乙烯和乙烷都是乙烯的生产原料，具有高回收价值。
[0003]目前回收催化干气中乙烯和乙烷的工业化技术有深冷分离、油吸收、膜分离、变压吸附等工艺，深冷分离技术利用沸点差异将乙烯和乙烷分离，得到的乙烯产品和乙烷产品纯度高，但深冷分离技术适用大规模的催化干气回收，否则能耗很高。膜分离利用催化干气各组分的在膜中的扩散性能的差异而分离,但是膜对烃类与甲烷的分离差,且受硫及其它杂质的影响较大。变压吸附分离技术利用吸附剂对干气组分吸附性能的差异进行分离，在常温和干气压力下吸附，常温条件下抽空解吸，回收工艺的能耗主要是真空泵的电耗及其冷却水的消耗，所以能耗特别低，对吸附剂进行改性处理后,能耐硫砷等杂质,但是变压吸附法得到是乙烯和乙烷的混合气。
[0004]对于小规模的催化干气，采用深冷分离和变压吸附法各自优势耦合分离乙烯和乙烷，得到高纯度的乙烯和乙烷是一种经济可行的方法。
[0005]催化干气中有二氧化碳、硫化物特别是硫化氢、氮氧化物、氧、水、砷、汞等杂质，二氧化碳和水在低温装置中堵塞管道，氮氧化物与氧生成的三氧化二氮和四氧化二氮，在-80℃下与双烯烃反应生成树胶状硝化物，受温度影响时会迅速分解燃烧爆炸，因此必须脱氮氧化物后才能进低温单元。催化干气中硫化氢腐蚀管道设备、其它硫化物会影响乙烯后续使用时催化剂的活性,因此高纯乙烯产品要求总硫S≤1.0mg/m3。催化干气中砷使加氢催化剂永久失活，汞在低温设备聚集损坏设备，也会降低加氢催化剂活性。因此需要对催化干气中这些杂质做净化脱除。
[0006]中国专利ZL00113109.5“从含有烃类的混合气中分离回收乙烯、乙烷、丙烯和氢气的方法”，公开了一种依次通过吸收、变温吸附、变压吸附和深冷分离结合从含有烃类的混合气中分离得到乙烯、乙烷、丙烯和氢气的方法。在变压吸附前设置吸收单元脱除混合气中酸性气体，使CO2净化精度达到1.0ml/m3，而对除H2S外的其它硫化物特别使硫醇硫醚是无法达到1.0ml/m3的净化精度。在变压吸附前设置变温吸附单元脱除混合气中C5重烃到1.0ml/m3，增加了回收能耗，未提及催化干气中砷汞氮氧化物等杂质的净化。
[0007]中国专利ZL201410220969.X“高收率高纯度的催化裂化干气清晰分离精制方法及装置”，公开了催化裂化干气依次经加压、净化单元、通过第一变压吸附塔和第二变压吸附塔分离、再加压后进膜分离、膜分离后的非渗透汽进入深冷分离系统得到甲烷、乙烯、乙烷、丙烯。该专利催化裂化干气需要首先经压缩机提高压力至0.7～1.2MPa，再进行加氢还原反应器脱除硫醇与羰基硫等方法净化催化裂化干气，避免造成后续变压吸附剂、膜组件等中
毒情况发生；第一变压吸附单元的富乙烯干气和第二变压吸附的部分解吸气混合又需加压至1.0～3.5MPa，再进膜分离单元，该工艺需经2次压缩机加压，操作压力较高；专利中变压吸附单元的吸附剂和膜件受硫化物及其它杂质影响中毒失效，所以催化裂化干气在变压吸附前先进行净化处理，增加了净化单元规模和费用，净化单元包括：常规的加氢脱氧反应器脱氧、加氢还原反应器脱硫醇和羰基硫，通常需要给催化裂化干气增加温度以供加氢反应需要，同时未提及催化裂化干气中可能存在的硫醚处理方式；催化干气中的砷和汞采用分子筛脱除；氧和氮氧化物分别设置加氢反应器脱除。但从本
来看，该专利的净化方法和工艺流程会存着操作能耗很高、且使用操作条件苛刻的技术问题。
[0008]中国专利ZL201210042148.2“回收利用炼厂催化干气中乙烯和氢气生产乙烯丙烯共聚物的方法”公开了一种将催化干气经脱硫、脱碳、脱氧、脱砷、脱重烃、干燥和有沸石分子筛、络合铜系、银系类等烯烃专用吸附剂的变压吸附工艺回收利用炼厂催化干气中乙烯和氢气生产乙烯丙烯共聚物的方法。由于专利中变压吸附的特殊吸附剂工艺，所以在变压吸附前需进行脱硫、脱碳、干燥预净化工序，以免后工序吸附剂等中毒。变压吸附温度50～200℃，优选80～150℃，得到乙烯含量大于85％，但工艺能耗高。
[0009]从以上分析，现在常有技术大多都存在工艺流程繁杂和能耗高的技术问题。为了降低分离催化干气中乙烯和乙烷的能耗，简化工艺，因此亟需专利技术一种低能耗和工艺简单的方法。

技术实现思路

[0010]为了解决以上技术问题，本专利技术中提供一种分离催化干气中乙烯和乙烷的方法，工艺简化，分离催化干气中乙烯和乙烷的能耗低，生产成本低。
[0011]解决以上技术问题的一种分离催化干气中乙烯和乙烷的方法，其特征在于：所述催化干气在气液分离后依次经变压吸附单元、压缩单元、净化单元和低温精馏单元而分离乙烯和乙烷，即可。
[0012]变压吸附单元脱除催化干气中大部分氢氧氮甲烷，浓缩碳二以上的烃类组分得到富乙烯气，压缩单元将富乙烯浓缩气加压，净化单元脱除二氧化碳、硫化物、砷汞、氮氧化物和水，净化气进入低温精馏单元分离乙烯和乙烷，获得纯度大于 99.9％的乙烯、纯度大于98％的乙烷。
[0013]所述原料气为催化干气，压力0.3～1.0MPag。利用原料气本身压力值，不再加压。
[0014]本专利技术中催化干气利用常规的气液分离器分离液态物质后直接进入变压吸附单元吸附，简化了工艺流程，取消了变温吸附单元的再生能耗；减少了催化干气的压缩，利用催化干气的压力直接吸附分离，取消了催化干气的压缩能耗。
[0015]优化方案中，所述变压吸附单元经由吸附、置换、压力均衡降、逆放、抽空和升压步骤组成，吸附温度为25～40℃。利用原料气自身温度，能耗低。
[0016]变压吸附单元由5个或5个以上吸附器构成，吸附器内充填了吸附剂。吸附器下部得到富乙烯浓缩气去压缩单元，顶部得到的富氢甲烷气可做燃料或提氢原料，吸附温度25～40℃,其操作步骤为吸附、置换、压力均衡降、逆放、抽空和升压步骤。
[0017]吸附剂对重烃具有较好的吸附和解吸性能，保证吸附剂长周期使用，从而取消了脱除催化干气中C5等重烃的变温吸附单元，减少能耗。
[0018]所述压缩单元将富乙烯浓缩气加压至0.8～2.0MPag。富乙烯浓缩气压缩机将变压吸附得到的富乙烯浓缩气增压。
[0019]整个工艺中仅变压吸附的富乙烯浓缩气需要加压，且压力只有0.8～2.0MPag，压缩能耗低。
[0020]进一步优化方案中，所述净化单元依次由胺吸收、精脱硫、脱砷汞、脱氮氧化物、碱吸收和干燥步骤串联组成。富甲烷气体从脱甲烷塔输出，混烃从脱碳三搭下部输出，高纯乙烯从分离乙烯乙烷塔顶端部输出，乙烷从分离乙烯乙烷塔下部输出。
[0021]所述精脱硫步骤和脱砷汞步骤中操作温度为常温。用常温，能耗低。
[0022]脱氮氧化合物单元有温度，温度为100℃～本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种分离催化干气中乙烯和乙烷的方法，其特征在于：所述催化干气在气液分离后依次经变压吸附单元、压缩单元、净化单元和低温精馏单元而分离乙烯和乙烷，即可。2.根据权利要求1所述的一种分离催化干气中乙烯和乙烷的方法，其特征在于：所述原料气为催化干气，压力0.3～1.0MPag。3.根据权利要求1或2所述的一种分离催化干气中乙烯和乙烷的方法，其特征在于：所述变压吸附单元经由吸附、置换、压力均衡降、逆放、抽空和升压步骤组成，吸附温度为25～40℃。4.根据权利要求3所述的一种分离催化干气中乙烯和乙烷的方法，其特征在于：所述的变压吸附分离单元有5个及以上吸附器。5.根据权利要求1所述的一种分离催化干气中乙烯和乙烷的方法，其特征在于：所述压缩单元将富乙烯浓缩气加压至0.8～2.0MPag。6.根据权利要求1所述的一种分离催化干气中乙烯和乙烷的方法，其特征在于：所述净化单元依次由胺吸收、精脱硫、脱砷汞、脱氮氧化物、碱吸收...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈健，刘丽，王键，刘昕，陶北平，冯良兴，
申请(专利权)人：西南化工研究设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：