[发明专利]从火炬气中回收轻烃组分的工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种从含轻烃组分的火炬气中分离回收轻烃组分和不易吸附组分的工艺，特别是一种用变压吸附方法分离回收炼油厂火炬气、乙烯裂解火炬气、芳烃厂火炬气、聚丙烯火炬气、聚乙烯火炬气等石油化工厂火炬气，获得高浓度轻烃组分产品和不易吸附组分产品气体的工艺。

背景技术

炼油厂、乙烯裂解厂、芳烃厂、聚丙烯厂(或装置)、聚乙烯厂(或装置)等石油化工厂的工业装置生产过程中会排出大量的火炬气，或称为尾气，其中有些是伴随生产过程连续稳定排放的，有些是设备泄漏的，有些是安全阀放空排放的，有些是装置物料平衡操作波动排放的，有些是事故或开停工放空排放的。火炬气组成随生产过程的不同而有所不同。通常情况下，炼油厂、乙烯裂解厂、芳烃厂等石油化工厂排出的火炬气中主要含有氢气、氮气、一氧化碳、二氧化碳、水分、硫化物、甲烷(C₁)、乙烷和乙烯(C₂)、丙烷和丙烯(C₃)、丁烷和丁烯(C₄)以及C₅以上的轻烃组分，有时还会含有少量的缩合物或聚合物之类的重组分，以及微量的细小的催化剂、焦炭等固体粉尘。而聚丙烯厂、聚乙烯厂排出的火炬气中主要成分是氮气和丙烯、乙烯，另外，有时还会含有微量C₆～C₁₆的低聚物液体，以及微量聚合物固体粉尘。这些火炬气中的C₂及C₂以上轻烃组分(或称为“C₂⁺”)浓度通常在5～40v％，C₃及C₃以上轻烃组分(或称为“C₃⁺”)浓度通常在5～30v％。通常这些火炬气会排入工厂的火炬放空系统，最终经工厂火炬焚烧后排大气。80年代以后，随着能源价格上涨以及科技进步和人们环保资源意识的增强，大部分工厂都将这些火炬气压缩升压后作为燃料气回收利用。在很多工厂，人们还会在火炬气火炬放空系统上设置缓冲气柜，通过气柜巨大容积的缓冲作用，使得火炬气利用时流量变得相对稳定，这样即使一般装置事故放空排出的火炬气也可以被回收，从而基本消灭了火炬。

将火炬气作为燃料气利用虽然较放空焚烧有了显著的进步，但从资源合理利用角度看，仍不完美。火炬气中的乙烯、丙烯、丁烯(俗称“三烯”)等是重要的化工基础原料，C₃、C₄可作为液化气使用，其它轻烃组分也都可以作为石油产品原料或乙烯裂解原料。当这些轻烃组分作为工业原料利用时，其价值往往比作为燃料使用要高得多，特别是对燃料相对不太短缺或有其它低价值替代能源的企业来说。因此有些工厂将生产装置相对单纯的火炬气进行回收处理，如采用膜分离法或吸附法工艺回收聚丙烯、聚乙烯装置排出的火炬气，回收其中的乙烯、丙烯等非甲烷烃组分。美国专利US6576043B2公开的聚烯烃火炬气的处理方法是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°F的条件下，对聚乙烯或聚丙烯火炬气进行变压吸附分离，得到高纯度的氮气和非甲烷烃气体；或用压缩和低温冷凝聚乙烯或聚丙烯火炬气与变压吸附相结合的方法得到高纯度的氮气和非甲烷烃液体。中国专利CN200810223383.3提出了一种连续法聚丙烯装置产生的聚丙烯火炬气的处理工艺，将聚丙烯火炬气在常温常压下吸附，在负压下脱附，再将脱附气压缩冷凝，使聚丙烯火炬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产品丙烯液体。