[发明专利]一种液化石油气芳构化尾气的气体分离工艺及其装置

说明书

技术领域

 本发明属于气体分离工艺领域，具体涉及一种液化石油气芳构化尾气的气体分离工艺及其装置。

背景技术

芳烃中的苯、甲苯和二甲苯（BTX）广泛用于合成纤维、树脂、橡胶以及各种精细化学品。根据World Petrochemicals·SRI Consulting 统计，在2005－ 2010年间，全球苯、甲苯和二甲苯的平均需求增长率分别达到4.4%、3~4%和5.4%，而同期中国对苯、甲苯和二甲苯的需求增长率高达16%、8.2%和19.1%。近年来，由于芳烃下游产品发展迅速，国内外市场对于芳烃的需求持续增长，我国已经是三苯的净进口国。BTX主要来源于铂重整工艺和蒸汽裂解制乙烯工艺。铂重整工艺采用贵金属Pt系催化剂，以石脑油（直馏汽油）为原料，通过脱氢等反应过程生产芳烃。蒸汽裂解制乙烯工艺中副产的裂解汽油经过加氢后可用于抽提芳烃。由于我国高芳烃的石脑油资源少，因此在我国用铂重整工艺提供BTX受到很大限制。因此，在我国积极开拓芳烃的增产新途径对于支撑国民经济持续发展具有重大意义。以来源丰富的液化石油气为原料，通过芳构化生产用途广泛且附加值较高的化工原料－三苯，可以满足国内市场的需求，创造明显的经济效益。

芳构化尾气的主要成分有氢气、甲烷、乙烷、乙烯、丙烷、丁烷、丁烯、戊烷、戊烷以上烷烃、苯、甲烷等。从芳构化尾气中回收C5+（含5个以上碳原子的烃）、LPG（液化气）产品（碳三、碳四组分）和干气（碳二以下组分，包括氢气、甲烷及碳二组分）可实现资源的充分利用，减少对环境的污染，同时创造可观的经济效益。目前，现有技术的芳构化尾气的气体分离工艺，并不成熟，存在分离效率低、能源利用率低、设备复杂、成本高等缺点，因此亟待开发一种新的芳构化尾气的气体分离工艺，以对各气体充分回收利用。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种液化石油气芳构化尾气的气体分离工艺，包括如下步骤：

     1）脱硫：液化石油气芳构化尾气进入精脱硫装置，150℃以上温度下脱硫后，气体通过冷却器冷却（至30~50℃）；

     2）含5个以上碳原子的烃的分离：步骤1）冷却后的气体经压缩机加压至2~3 MPa后，通入混烃精馏塔，混烃精馏塔的塔底再沸器温度为200℃以上，混烃精馏塔的塔顶冷凝器的温度为30~60℃，精馏后，混烃精馏塔底得到含5个以上碳原子的烃排出，收集，其余成分从混烃精馏塔的塔顶排出；

    3）液化气和干气的分离：步骤2）中从混烃精馏塔的塔顶排出的气体经干燥装置干燥后，经第一换热器冷却至－40~－60℃，然后进入液化气精馏塔，液化气精馏塔的塔底再沸器温度为70~90℃，液化气精馏塔的塔顶冷凝器的温度为－50~－75℃，精馏后，液化气精馏塔底得到液化气排出，收集，液化气精馏塔的塔顶排出干气。

优选地，步骤1）中上述液化石油气芳构化尾气经第二换热器加热后进入精脱硫装置，该第二换热器的热交换介质为步骤2）中混烃精馏塔底排出的含5个以上碳原子的烃。

优选地，步骤1）中液化石油气芳构化尾气进入精脱硫装置，150℃以上温度下脱硫后，通入液化气精馏塔的塔底再沸器为液化气精馏塔提供再沸热量，同时自身也得到冷却，然后再通过冷却器冷却。

优选地，步骤3）中上述第一换热器为板翅式换热器，包括多股热流体通道和多股冷流体通道，干燥装置干燥后的气体通过第一换热器的第一热流体通道降温至－40~－60℃；该第一换热器的冷量主要来自混合冷剂制冷循环：混合冷剂经冷剂压缩机压缩至1.2MPag~5.0MPag，并冷却后（至常温），过第一换热器的第二热流体通道，温度降低变成液态，经节流阀节流减压，温度降低至－60℃~－120℃，同时成为气液两相；节流减压后的混合冷剂先进入液化气精馏塔的塔顶冷凝器作为冷介质对液化气精馏塔塔顶出气进行制冷后，再返回该第一换热器的第一冷流体通道复热，并为热流体提供冷量；混合冷剂出该第一换热器后成为低压气态流体，返回冷剂压缩机入口，如此循环，

其中，上述混合冷剂为甲烷、乙烷或乙烯、丙烷或丙烯、丁烷和戊烷中的两种以上组分混合组成。

优选地，步骤3）中液化气精馏塔的塔顶排出的干气通过上述第一换热器的第二冷流体通道，与第一换热器的多股热流体进行热交换，回收冷量，复温至常温（至30~50℃）后排出；或者，复温至－50~0℃后进入膨胀机的膨胀端膨胀制冷，然后再返回上述第一换热器的第三冷流体通道提供冷量，出上述换热器后，进入膨胀机增压端增压后排出。

本发明还提供一种液化石油气芳构化尾气的气体分离装置，包括：