[发明专利]用于分离催化裂化干气或乙烯裂解气中的乙烯、乙烷的吸收水合耦合装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及将吸收分离工艺和水合分离工艺结合起来分离回收催化干气或乙烯裂解气中的乙烯、乙烷的组合装置及方法，属于化工技术。 

背景技术

催化裂化作为炼油技术核心，在原油深度加工方面发挥了重要作用，也是炼油企业最大的效益装置之一。催化裂化装置生产的液化气，经气分装置回收丙烯，也给许多炼油企业带来了很好的效益。但作为催化装置副产品的干气，目前对其利用重视不足，通常作为燃料使用。然而，催化干气中含有较高附加值的乙烯，如果能合适地加以回收，将是催化裂化装置的另一个效益增长亮点。 

催化干气中乙烯含量较低，从目前可行的应用方式看，主要有2种：一是直接用于干气作为原料，利用其中的乙烯，直接与苯反应生产乙苯，但因催化干气中乙烯浓度较低，相对高纯度乙烯来说，其设备投资相对较大；二是通过对干气中的乙烯进行浓缩，而后通过分离得到聚合级的乙烯。深冷分离技术能耗高，设备投资大；变压吸附的主要缺点是难以通过一次分离得到聚合级乙烯，一般条件下得到的乙烯纯度为80%（体积分数），如采用配套组合工艺生产高纯度乙烯，投资相应增大；中冷油吸收技术，只能生产84%（体积分数）粗乙烯；先进的回收系统技术（ARS），能耗低，比常规的深冷分离技术节能15%-25%，烃类回收率达到96%，对原料适应性强、产品纯度高，但该工艺为国外技术，涉及的专利费用较高。 

乙烯工业作为石化行业的支柱产业，历来在国民经济中占有重要地位。乙烯装置最复杂的部分就是深冷分离工段，是整个装置或生产工艺扩能增效的瓶颈。水合物分离技术刚好能满足以上所述的这些低沸点气体混合物的分离需要。 

水合物是水和小分子气体（CH4、C2H4、C2H6、CO2、N2等）在一定温度、压力条件下形成的一种“笼型”物质。由于不同气体形成水合物的难易程度不一样，因此可通过生成水合物的方法，使易生成水合物的组分优先进入水合物相而实现气体混合物的分离。由于水合物法的最大优势是可以在0℃以上实现低沸点气体混合物的分离，而常规精馏法则需要在很低的温度下进行，如甲烷和氢气的分离需要在-160℃左右进行、甲烷和乙烷的 分离需要在-110℃左右进行，所以利用水合物法分离某些低沸点气体混合物已经受到业界的重视。 

单纯的水合物法处理多组分混合气体时存在着先天的缺陷，例如：由于气体在水中的溶解度一般很小和水只能与混合气体中易于水合的特定组分实现水合，使水合分离方法处理多组分混合气体是的速度和分离效果不是很理想。另一方面，利用单纯的水合物法对低沸点气体进行分离和回收，要提高分离效果，需要尽可能提高水合物的生成量，对设备的效能和过程能耗都提出更高的要求。研究发现，水合过程分离C1和C2时，C2浓度较低时水合分离效率较高，因此水合分离过程用于低浓度C2浓缩比较有利。传统的吸收分离方法通过气体在气液两相的分配系数差异实现分离，但在实际应用中，当气相中C2浓度较低时，由于平衡关系的影响，需要使用大量的吸收剂，故低浓度分离经济不合算。 

发明内容

本发明根据现有技术的不足，提出了一种用于分离催化裂化干气或乙烯裂解气中的乙烯、乙烷的吸收水合耦合装置及方法，具体技术方案如下： 

一种用于分离催化裂化干气或乙烯裂解气中的乙烯、乙烷的吸收水合耦合装置，增压机B1排气管与换热器B2入口连接，换热器B2出口连接绝热平衡罐B3进口。绝热平衡罐B3的气体出口管路连接吸收塔B4底部气体入口，绝热平衡罐B3的液体出口连接解吸塔B5顶部液体入口。吸收塔B4底部液体出口连接换热器B2进口；吸收塔B4的塔顶气体出口连接换热器B11的进口。解吸塔B5顶部气体出口连接换热器B2进口管路。解吸塔B5底部液体出口连接吸收剂再生精馏塔B6中部的进料口，吸收剂再生精馏塔B6塔顶为产品出口,吸收剂再生精馏塔B6塔底液体出口连接泵B8进液口，泵B8的出液管路连接换热器B10进口，换热器B10出口连接吸收塔B4顶部进液管。换热器B11气体出口连接水合反应器B12进气口，水合反应器B12底部液体出口连接水合物分解罐B13中部的进液管，水合物分解罐B13顶部气体出口连接增压机B1气体入口。水合物分解罐B13底部液体出口连接泵B14进液口，泵B14的排液管连接换热器B15进液管，换热器B15的排液管连接水合反应器B12的进液管。其中吸收剂再生精馏塔B6的底部液体出口还可以改为连接解吸塔B5的再沸器加热介质入口，B5再沸器的加热介质出口连接泵B8液体入口。 

水合反应器B12形式不限，一切有利于气液接触的装备都可使用。