[发明专利]一种用于从炼厂干气中分离并回收非甲烷类总烃和氢气的装置及工艺

说明书

技术领域

本发明专利涉及的是一种采用两段式变压吸附（PSA-C₂⁺/R和PSA-H₂）分离回收炼厂或聚合烯烃生产过程排放的干气中的C₂及C₂⁺产品气与产品气H₂的工艺，特别适用于炼厂干气中回收C₂及C₂⁺产品气、H₂有价值的组分。 

背景技术

炼油厂排放的炼厂干气与聚烯烃装置排放的火炬气含有大量的C₂、C₂⁺轻烃组分与H₂组分,轻烃组分中主要含有CH₄（～10.49%）、C₂H₄（～8.55%）、C₂H₆（～2.41%）、C₃H₆（～1.52%）、C₄与C₄⁺（～3.18%），H₂（～23.46%）。这些一部分作为燃料气，一部分输送到火炬放空系统燃烧。如果不回收其中的C₂、C₂⁺、H₂组分，造成大量的轻烃组分与H₂的资源浪费，如果能将炼厂干气中的N₂、CO、CO₂等杂质去除，而将C₂及C₂⁺和H₂分别回收并重新用于炼厂或聚烯烃装置厂的各生产环节，可将炼厂干气的附加值最大化，不仅具有非常可观的经济效益，还可以大量减少温室气体CO₂排放量，环境效益明显。 

目前炼厂干气轻烃回收的方法主要有：油吸收分离法、深冷分离法、膜分离法。油吸收分离法具有吸收回收效率低（≤70%）且不能回收提纯H₂气的缺点；深冷分离法的操作温度在-100℃左右，存在投资和运行费用高、操作难度大、设备腐蚀严重的缺点，而且炼厂干气 中的极少量的NO_x在低温下凝聚累积，NO_x在-80℃的条件下与C₄、C₅双烯烃反应生成树胶装硝化物，该硝化物性质极不稳定，一旦受炼厂干气气量大幅度波动与受热冲击，极有可能发生爆炸，20世纪90年代法国一家乙烯厂就发生过爆炸事故。膜分离法对C₃与C₃⁺的分离回收效率可以达到90%以上，但对C₂H₄，C₂H₆的分离回收效率很难超过75%，而且还存在着投资与设备维护费用高的缺点，同样膜分离法也存在无法回收H₂的缺点。 

上述工艺与方法主要是回收炼厂干气中烃类组分，但忽略了回收精制炼厂干气中的H₂组分，炼厂干气中H₂含量很高（20-30%），而且H₂是炼厂生产过程中十分重要的生产原料，将炼厂干气中的H₂提纯精制，直接回用于炼厂的生产环节，不仅减少了H₂资源的浪费，减少制氢过程中的环境污染，而且还能降低产品单耗与成本。 

近年来，虽然变压吸附技术也开始涉足回收炼厂干气领域，但仅仅涉及到回收炼厂干气中的乙烯成分，且回收率不高。但是，在炼厂干气中，乙烯气体仅是其中的一小部分，其的含量往往只有10%不到。相对的，在炼厂干气中却通常含有总量在30%以上的丙烯、丁烯等烃类物质，总所周知，丙烯、丁烯等物质都是非常重要的炼厂原料，如果能一并回收，则对炼厂有十分重要的作用，对炼厂的效益贡献明显。但是，要寻找到吸附多种烃类化合物的相关的吸附工艺及合适的吸附，就现有的技术来讲未能得到实现。故而，在现有报道中，往往侧重于仅分离和回收乙烯气体，而放弃了其他烃类组分。 

发明内容