[发明专利]用于从聚烯烃工厂中回收烃的方法及适用于该方法的装置

说明书

本发明涉及用于从聚烯烃工厂回收烃的方法，特别是残余单体，并且也涉及适用于该方法的装置。

在大多数的聚烯烃工厂中，通过使用氮气和/或来自未反应的单体(以下称为“残余单体”)的蒸汽以及具有低的碳原子数的其他烃类所生产的聚合物在从反应器中排出并膨胀之后被释放。在当前的聚烯烃工厂，这发生在脱气装置中，在其中氮气和/或蒸汽逆流地通过该脱气装置到达聚合物中。

除了氮气和蒸汽外，所得到的废气流通常也包括有价值的单体，例如乙烯、丙烯、丁烯或己烯以及其它烃类，例如乙烷、丙烷或丁烷。在多数情况下，这种废气流被通入到焚烧炉或闪燃器中。

在现有技术中，已经有用于在聚烯烃生产中回收残余单体或者从气体混合物中分离出低的(碳原子数)的烷烃或烯烃的建议，所述气体混合物源自裂解工艺或者是精炼气体。

EP 1160000 A1公开了用于在聚丙烯生产中回收氮气和/或丙烯的方法。该方法包括在脱气设备中借助于氮气分离出丙烯，对所述气体混合物进行的等温压缩以及借助于膜从被压缩的气体混合物中、从氮气中分离出丙烯。

EP 1148309 A1公开了用于分离气体混合物的改进方法，除了氢气，该气体混合物含有乙烷、乙烯、丙烷和丙烯。气体混合物来源于热裂解工艺，通过冷却并分离出被液化的成分，从而各种组分被分离出来。这种工艺是非常节能的并且其特点在于部分的冷却工艺所使用的冷的制冷流是通过对压缩的制冷流进行冷膨胀而产生的。在此工艺中，冷膨胀的被压缩的冷却流是气态制冷流，其产生于具有闭合回路的气体膨胀冷却工艺。

在DE10 2004061772 A1中描述了用于从丙烷制备丙烯的方法。在此工艺中，形成了含有水蒸汽、氮气、二氧化碳、氢气和各种具有较低(碳原子数)的烷烃和烯烃的产物流。该产物流通过对一些蒸汽进行冷凝而被提纯。非冷凝性或低沸点的气体成分通过与惰性吸附剂接触而被移除，并且残余气体通过冷却而被部分地冷凝并且得到主要包含乙烷和乙烯，并且也可以是包括丙烷和丙烯的产物流。这些产物流然后通过蒸馏分离出各种成分。

最后，GB 1069981 A公开了用于分离气体混合物的方法，其中利用了液化天然气的冷却势能。待分离的气体混合物源自精炼厂的废气，并且除了氮气、氢气和一氧化碳外，主要包含低(碳原子数的)烷烃和烯烃。该方法包括气体混合物的至少两个阶段的冷却以及存在其中的组分的分凝与分离。

DE3626884 A1主要描述了用于从气体混合物中分离出烃的方法。在此，其参考了在处理燃料过程中包含汽油的废气，并且也参考来自造纸的含有溶剂的蒸汽。此文件还描述了执行热回收措施的冷凝与分离装置。该种外部互连构造的一个元件是该类型的冷凝与分离装置，其适合于按照聚烯烃生产的要求从废气流中回收单体；然而，该文献中并没有公开其外部的互连构造。

在DE102008024427 A1中，其描述的方法中待处理的气体在冷凝器中与冷却剂直接接触而被冷却。并未被公开冷却剂与待处理的气体之间的间接接触。值得怀疑的是，在该文献公开的方法中，被蒸发的冷却剂可以被馈入运行网中，由于与待处理的气体的直接接触，在发生运行故障的情况下，具有烃的运行网存在被污染的可能性。

迄今为止，用于从聚烯烃工厂的废气流中回收烃的实际应用中，主要运行的是存在各种缺点的膜系统，特别是具有相对高的运行和维护成本。

本发明的目的是提供改进的方法和适于在聚烯烃生产中回收烃类的工厂。该工艺和工厂凭借其高的分离效率及其同时具有的低能耗而性能卓越，并且因此允许在聚烯烃生产经济地回收残余单体和其它低(碳原子数的)烃。

对来自脱气装置的废气流进行改进性的分离为烃和氮气将允许该被分离的组分可以被重复地利用。

未反应的单体或其它烃类可以被输送，例如，返回到聚合反应器中，提供给另一位消费者，或者再循环以进一步地分离(例如在裂解器中)。由此，单体及其它烃类几乎可以完全回收或进一步处理。

如果在足够清洁的条件下，氮气流也可以在该工艺中被至少部分地重复使用，例如在脱气装置中。

通过对子流体的回收，聚烯烃工厂的经济效率就能大大地提高。

本发明涉及用于从生产聚烯烃的工厂回收烃的方法，其包括下述步骤：

i)将来自聚烯烃工厂的残余单体分离装置(20)的含烃的惰性气体(9)引入到冷凝与分离装置(1)中；

ii)将液氮引入到所述冷凝与分离装置(1)中；

ⅲ)利用液氮(10)蒸发的能量，在所述冷凝与分离装置(1)中冷凝至少部分的来自所述含烃的惰性气体(9)中的烃；