[发明专利]一种回收乙苯脱氢尾气中氢气的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种回收乙苯脱氢尾气中氢气的方法，属于石油化工技术领域。

背景技术

苯乙烯广泛用于丁苯橡胶、聚苯乙烯、ABS工程塑料、SAN工程塑料、SBS橡胶等合成材料的生产,以及药物、染料等精细化工产品的合成，是一种非常重要的化学中间体。主要是通过乙苯催化脱氢法和乙苯/丙烯联合氧化法两种工艺生产。除中国海洋石油-壳牌化学公司等少数装置采用乙苯/丙烯联合氧化工艺，大部分采用乙苯脱氢法生产。

乙苯脱氢反应通常采用氧化铁系催化剂，以水蒸气为稀释剂，在580～650℃条件下进行，乙苯催化脱氢生产苯乙烯的同时副产大量含氢尾气。经分析，乙苯脱氢尾气主要成分为氢气（体积分数为92%），氢气在石油化工企业中广泛用于加氢裂化、油品精制等过程，是石油化工企业非常重要的反应原料。回收石化尾气中的氢气，降低制氢成本、提高氢气利用率是提高石油化工企业综合经济效益的关键。

乙苯脱氢尾气中的氢气含量非常高，是一种适合于氢气回收的石化尾气。1999年美国David Netzer申请的专利（US5880320）描述了一种联合生产乙烯、乙苯和苯乙烯的工艺，专利中提出了回收乙苯催化脱氢尾气和乙苯合成尾气中的氢气的想法。2004年，覃中华撰文分析了采用变压吸附回收乙苯催化脱氢尾气中氢气的经济可行性，2014年大连理工大学阮雪华申请的专利（CN201410151133）公布了一种脱除苯乙烯回收氢气的方法，回收乙苯催化脱氢尾气中的氢气已成为石化企业降低氢气生产成本的一个重要途径。然而，乙苯催化脱氢尾气中含有的烃类和水蒸气限制了氢气分离提纯过程的技术可行性。乙苯脱氢尾气在压缩过程中的升温以及管道和设备中铁锈的催化作用都能加速苯乙烯自聚，对氢气分离设备的性能和使用寿命有严重影响。乙苯催化脱氢尾气中含有水蒸气不利于吸附剂的再生，影响分离性能和吸附剂寿命，目前还没有适合于长期安全稳定地处理乙苯脱氢尾气回收氢气的方法。显然，要利用乙苯脱氢尾气中的氢气，必须解决上述技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够安全、稳定、高效的从乙苯催化脱氢尾气中回收氢气的分离方法。

为了保证氢气分离回收过程的安全性和稳定性，首先要将乙苯脱氢尾气进行深冷，脱除尾气中的苯乙烯，防止自聚；在吸收塔中增加除沫器，防止水分的夹带。本发明中回收乙苯脱氢尾气中氢气的方法，包括如下步骤：

将含氢气、苯、甲苯、乙苯、苯乙烯的脱氢尾气混合物经尾气压缩机压缩后形成气液混合物;

气液混合物经冷却器冷却后，冷凝液返回油水分离器，气相混合物进入尾气吸收塔；

气相混合物从吸收塔下部进入，与来自于吸收塔上部的吸收液逆流接触，塔底液相一部分回流，一部分返回乙苯催化脱氢反应器，气相进入气液分离罐；

气液分离罐分离出来的不凝气进入氢气提纯装置，分离获得净化的产品氢气和燃料气；

在尾气压缩机和吸收塔之间有一个深冷器，其中冷冻介质为冷冻盐水；在吸收塔内增加除沫器，去除水分和烃化物夹带；在吸收塔后增加气液分离步骤；氢气提纯装置采用炼厂的变压吸附装置（PSA）。

所述气液混合物经深冷器冷却后的温度为10-30℃。

所述所述的除沫器为丝网除沫器。

所述的经吸收塔除沫器后的气液混合物含水量为750-1300mg/kg。

所述的尾气吸收塔为板式塔，塔板数为11-14块，塔顶压力为150-200Kpa。

所述变压吸附装置为常压解析变压吸附装置或真空解析变压吸附装置，进入变压吸附装置的不凝气温度为35-45℃。

本发明的有益效果：乙苯脱氢尾气还有苯、乙苯、乙烯、苯乙烯等烃类，不能直接进入氢气提纯分离装置，一般都作为燃料气烧掉了，不但影响环境也不经济，本发明提出的乙苯脱氢尾气经过深冷器、吸收塔和气液分离器有效的脱除了其中的苯乙烯和水蒸气，大大的降低了苯乙烯自聚的可能性，延长了变压吸附装置催化剂的使用寿命，最终的氢气纯度可以达到98%以上，氢气的回收率达到80-90%。

具体实施方式

实施例1

将苯乙烯生产装置产出的乙苯脱氢尾气经压缩机压缩后形成气液混合物打入深冷器中，冷却至20℃;没有冷凝的乙苯脱氢尾气从循环吸收塔的底部进入，与吸收塔的顶部输入的乙苯逆流接触，吸收塔中气相的烃类被乙苯吸收，控制吸收塔顶部压力170Kpa,吸收塔塔底液相送往乙苯催化脱氢反应器；从吸收塔顶部排出的气相进入气液混合器，经气液分离后，液相返回乙苯脱氢装置；经过脱除烃类和水蒸气的气相进入氢气分离提纯设备分离获得净化的产品氢气和燃料气。