[发明专利]炼厂干气浅冷吸附-吸收分离氢气、乙烯方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及炼厂干气的分类回收领域，涉及一种炼厂干气浅冷吸附-吸收分离提取氢气、乙烯方法及装置。

背景技术

炼厂干气中的有用组份主要为氢气、轻烯烃和轻烷烃等。这些组份在炼厂干气中都是很有价值的，但目前它们很大量仍然没有实现最优化利用，而是直接用作了燃料，有的甚至直接点火炬放空。炼厂干气中既含有氢气，还含有大量轻烯烃和轻烷烃。这些组份可以分离出来分别利用，比将其直接用作燃料或重整制氢、合成甲醇的原料效益要高。

从炼厂干气中回收氢气、轻烯烃和轻烷烃的技术主要有冷油吸收分离法、膜分离法、吸附分离法等工艺。

吸附分离法是利用吸附剂对混合气体中各组份的吸附选择性不同，通过压力或温度改变来实现吸附与再生的一种分离方法，具有再生速度快、能耗低、操作简单、工艺成熟稳定等特点。通过压力变化实现分离的变压吸附回收干气中氢气工艺相对成熟，可获得纯度为98%（体积比）以上的氢气产品，但氢气回收率一般在85%左右。采用现有的变压吸附分离技术要从含低浓度氢气、乙烯等炼厂干气中同时回收高纯度的氢气、乙烯及乙烷，存在收率低、不能实现炼厂干气主要组份完全清晰分离、投资占地巨大等问题。

膜分离法是在一定压力下，利用进料气中各组份在膜中渗透速率的差异进行分离的。膜分离法回收FCC干气中氢气的装置于1987年在美国庞卡城建成，氢气回收率为80-90%。膜分离法尤其适用于带压、氢气含量低的干气中氢气回收，其优点在于占地小、操作简单、能耗低等。但膜分离回收氢气的纯度不高，一般为95-99%。而且在回收乙烯、乙烷方面，还没有相关采用用膜分离的方案提出。

冷油吸收分离技术是利用原料中各组份相对挥发度的差异（沸点差），通过气体透平膨胀制冷，在低温下将干气中各组份按工艺要求冷凝下来，不易冷凝的氢气最先得到，氢气回收率为70-80%，纯度为70-90%。其后用精馏法将其中的各类烃逐一分离，乙烯收率一般为90%以上。深冷分离具有可同时回收氢气及乙烯乙烷、工艺成熟、回收率相对较高等优点，一般适合处理大量干气的场合，尤其适合于炼厂集中地区，深冷分离缺点在于产品纯度不高，且能耗较高。

发明内容

本发明的目的即在于克服现有的吸附分离法、膜分离法以及冷油吸收分离法各自单独进行练厂干气处理的局限，提供一种炼厂干气浅冷吸附-吸收分离提取氢气、乙烯方法及装置。

本发明所述炼厂干气浅冷吸附-吸收分离提取氢气、乙烯方法，包括如下步骤：

    S1 对经过预处理、压力为0.5-1兆帕的炼厂干气进行第一次吸附，第一次吸附时的温度在5-20摄氏度得到富乙烯干气及浓缩气，其中富乙烯干气为第一次吸附解吸气，主要组分为碳二组分气体，浓缩气主要组分为氢气；

S2 步骤S1中的富乙烯干气经过加压至1-2兆帕后进入浅冷吸收步骤，所述浅冷吸收步骤的吸收温度与第一次吸附温度相同，所述浅冷吸收步骤中的不凝气体膨胀后返回到步骤S1再次进行吸附；步骤S1中的浓缩气在常温下进入第二次吸附得到产品氢气； 

S3 所述步骤S2中浅冷吸收步骤得到的吸收液进入解吸步骤，解吸步骤对吸收液进行解吸分离，得到吸收剂和碳二组分，其中吸收剂被步骤S2回收利用，碳二组分进一步精馏得到乙烯；

所述主要组分为气体中摩尔百分比最大的气体，所述碳二组分为分子式中包括2个以上碳原子的烷烯烃类。

优选的，所述步骤S1中还包括在第一次吸附之前的对炼厂干气预处理步骤，所述预处理包括对炼厂干气的脱酸气和干燥。

优选的，所述步骤S2中的不凝气体膨胀所产生的冷量供浅冷吸收步骤自身使用。

优选的，所述第一、第二次吸附为变压吸附。

本发明还公开了一种炼厂干气浅冷吸附-吸收分离提取氢气、乙烯装置，由第一吸附塔、第二吸附塔、浅冷吸收塔、解吸塔、冷量回收系统、压缩机、预处理单元组成；所述冷量回收系统为利用输入气体膨胀制冷的装置；所述第一吸附塔的底部出口与浅冷吸收塔的底部入口连接，第一吸附塔顶部出口与第二吸附塔的底部入口连接，所述浅冷吸收塔的顶部出口与冷量回收系统的入口连接，浅冷吸收塔的底部出口与解吸塔入口连接；所述解吸塔底部出口与浅冷吸收塔的吸收剂入口连接，所述冷量回收系统出口与第一吸附塔前置预处理单元入口连接，所述压缩机连接在第一吸附塔与浅冷吸收塔之间的管路上。

优选的，其特征在于，所述冷量回收系统由膨胀机和冷箱组成。

优选的，其特征在于，还包括精馏塔，所述精馏塔的中部入口与解吸塔塔顶出口连接。