[发明专利]脱除乙苯脱氢尾气中苯乙烯及回收氢气的方法

权利要求书

1.脱除乙苯脱氢尾气中苯乙烯及回收氢气的方法，其特征在于，以苯乙烯的生产原料乙苯为吸收剂，脱除乙苯脱氢尾气中的苯乙烯；吸收了苯乙烯的粗乙苯不需要额外的再生装置，直接作为脱氢装置的原料；吸收过程将乙苯脱氢尾气中的苯乙烯含量由0.1～1.5mol%降低至30～50ppm，进一步采用压缩冷凝将苯乙烯的含量降低至5～10ppm；将苯乙烯生产装置产出的乙苯脱氢尾气（S-1）输入第一换热器（1）中冷却至0～40℃，随后进入三相分离罐（2）中，冷凝水（S-2）和粗苯乙烯（S-3）分别从三相分离罐（2）的底部和中部采出，没有冷凝的乙苯脱氢尾气（S-4）从三相分离罐（2）的顶部采出；没有冷凝的乙苯脱氢尾气（S-4）从循环吸收塔（3）的底部进入，与循环吸收塔（3）的顶部输入的乙苯（S-5）逆流接触，循环吸收塔（3）中气相的苯乙烯被乙苯吸收，循环吸收塔（3）塔底液相采出粗乙苯（S-6）经循环泵（4）增压后，60～80%的流量返回循环吸收塔（3）的中部，剩余的20～40%直接输出；脱除苯乙烯的循环吸收塔（3）顶气相采出物（S-7）进入第一压缩机（5）中升压，随后进入第二换热器（6）中冷却至0～40℃，再进入气液分离罐（7）和第一精密过滤器（8）中分离回收冷凝的粗乙苯；气液分离罐（7）和第一精密过滤器（8）采出的粗乙苯与循环泵（4）输出的粗乙苯合并为粗乙苯（S-8），将其作为生产苯乙烯的原料送往乙苯催化脱氢反应器；从第一精密过滤器（8）排出的经过吸收预处理和压缩冷凝的乙苯脱氢尾气，经第三换热器（9）进行温度调节；第三换热器（9）输出的深度脱除苯乙烯的乙苯催化脱氢尾气（S-9）中苯乙烯进入氢气分离提纯设备（10），分离获得净化的产品氢气（S-10）和燃料气（S-11）；其中，处理深度脱除苯乙烯的乙苯催化脱氢尾气（S-9）的氢气分离提纯设备（10）是变压吸附分离装置（10-1）、氢气膜分离装置（10-2）或变压吸附耦合氢气膜分离装置（10-3）。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的氢气分离提纯设备（10）分为三种方式：

变压吸附分离装置（10-1）分离提纯氢气的具体过程是：吸收预处理和压缩冷凝后的乙苯脱氢尾气进入第三换热器（9）中加热到30～50℃，进入变压吸附设备（11）；氢气穿过变压吸附设备（11）的吸附塔床层形成净化气，从顶部输出为产品氢气（S-10）；杂质被吸附在变压吸附设备（11）的吸附塔中，吸附塔被杂质饱和后切换到低压状态进行再生，由杂质和残余氢气形成解吸气，从吸附塔底输出为燃料气（S-11）；

氢气膜分离装置（10-2）分离提纯氢气的过程是：吸收预处理和压缩冷凝后的乙苯脱氢尾气进入第三换热器（9）中加热到40～70℃，再进入氢气膜分离设备（12）；氢气穿过分离膜形成渗透气，输出为产品氢气（S-10）；杂质被分离膜截留，形成渗余气，输出为燃料气（S-11）；

变压吸附耦合氢气膜分离装置（10-3）分离提纯氢气的过程是：吸收预处理和压缩冷凝后的乙苯脱氢尾气进入第三换热器（9）中加热到30～50℃，进入变压吸附设备（11）；氢气穿过变压吸附设备（11）的吸附塔床层形成净化气，从顶部输出为产品氢气（S-10）；杂质被吸附在变压吸附设备（11）的吸附塔中，吸附塔被杂质饱和后切换到低压状态进行再生，由杂质和残余氢气形成变压吸附解吸气（S-12）；变压吸附解吸气（S-12）通过第二压缩机（13）升压后进入第四换热器（14）中冷却到40～70℃，再进入第二精密过滤器（15）脱除油污和固体颗粒，最后进入氢气膜分离设备（12）；在氢气膜分离设备（12）中，杂质被分离膜截留形成渗余气，输出为燃料气（S-11），氢气通过分离膜形成氢气膜分离设备的渗透气（S-13），经第三压缩机（16）升压后返回变压吸附设备（11）前，作为变压吸附设备（11）的原料。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述的循环吸收塔（3）采用填料塔或板式塔。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的板式塔的板数为10～15块。

5.根据权利要求1、2或4所述的方法，其特征在于，所述的变压吸附设备（11）是常压解吸变压吸附装置或真空解吸变压吸附装置，其中所装填的吸附剂是对烃类、氮气、氧气、一氧化碳、二氧化碳具有选择吸附能力的多孔材料，所述的吸附剂的完全解吸压力为-0.09～0.10MPag。