[发明专利]一种回收聚乙烯装置尾气中烃类组分和氮气的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及聚乙烯生产装置的尾气回收技术领域，更具体地讲，本发明涉及一种回收聚乙烯装置尾气中烃类组分和氮气的方法和装置。

背景技术

在聚乙烯的生产过程中，通常会从聚合反应器和聚乙烯粉料脱气仓中排放出大量的由包括未聚合的乙烯和共聚单体(丙烯、丁烯、己烯等)等的烃类组分、诱导冷凝剂(异戊烷、己烷等)、氢气和脱气仓的吹扫氮气所混合而成的聚乙烯装置尾气。回收聚乙烯装置尾气中的烃类组分和氮气等气体，对于聚乙烯装置的节能降耗而言意义重大。

现有的回收聚乙烯装置尾气的方法通常包括加压冷凝、膜分离和变压吸附等步骤，从而能够实现烃类组分的有效回收，其中，烃类组分的回收率可达到99％以上。

但是，采用现有技术中上述方法回收的氮气中均含有氢气，如果将回收的氮气返回至脱气仓循环使用，则可能会形成仓内的氢气积累而造成严重的安全隐患。

因此，亟需提供一种能够从聚乙烯装置尾气中同时回收烃类组分以及氢气含量极低的氮气的方法和装置。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题和不足，本发明的目的在于提供一种能够从聚乙烯装置尾气中同时回收烃类组分和氮气的方法和装置，从而实现氮气回收率大于99％且烃类组分回收率达到近100％的近零排放效果。

为了实现上述目的，本发明的一方面提供了一种回收聚乙烯装置尾气中烃类组分和氮气的方法，所述方法包括以下步骤：

A、使聚乙烯装置尾气经过催化脱氢反应器进行脱氢处理；

B、使脱氢处理后的聚乙烯装置尾气经过变压吸附分离单元进行烃类组分和氮气的分离处理，回收得到彼此分离的烃类组分和氢气含量为0.001～0.5mol％的氮气。

根据本发明的回收聚乙烯装置尾气中烃类组分和氮气的方法的一个实施例，所述方法还包括在步骤A之前进行的利用过滤单元去除聚乙烯装置尾气中的固体颗粒和液滴的过滤步骤。

根据本发明的回收聚乙烯装置尾气中烃类组分和氮气的方法的一个实施例，所述方法还包括在所述过滤步骤之后且在步骤A之前进行的利用增压单元将聚乙烯装置尾气增压至0.2～2MPa的增压步骤。

根据本发明的回收聚乙烯装置尾气中烃类组分和氮气的方法的一个实施例，所述方法还包括在所述增压步骤之后且在步骤A之前进行的利用低温冷凝单元回收聚乙烯装置尾气中的诱导冷凝剂和高沸点烃类组分的低温冷凝步骤，其中，冷凝温度为-30～2℃。

根据本发明的回收聚乙烯装置尾气中烃类组分和氮气的方法的一个实施例，所述方法还包括在所述低温冷凝步骤之后且在步骤A之前进行的利用烷基铝脱除塔脱除聚乙烯装置尾气中的烷基铝的脱除步骤，其中，所述烷基铝脱除塔中装填有活性炭。

根据本发明的回收聚乙烯装置尾气中烃类组分和氮气的方法的一个实施例，所述催化脱氢反应器中装填的催化剂为含贵金属的脱氢催化剂或含非贵金属的脱氢催化剂，其中，脱氢处理的反应温度为50～300℃。

根据本发明的回收聚乙烯装置尾气中烃类组分和氮气的方法的一个实施例，所述含贵金属的脱氢催化剂为含钯、铂、金和银中至少一种的脱氢催化剂，所述含非贵金属的脱氢催化剂为含锰、铜和镍中至少一种的脱氢催化剂。

根据本发明的回收聚乙烯装置尾气中烃类组分和氮气的方法的一个实施例，所述变压吸附分离单元包括2个或2个以上的吸附塔，所述吸附塔中装填有为活性炭、活性氧化铝、硅胶和分子筛中的一种或多种的吸附剂。

根据本发明的回收聚乙烯装置尾气中烃类组分和氮气的方法的一个实施例，所述变压吸附分离单元中的分离处理至少包括吸附步骤、逆放步骤和抽空步骤，所述吸附步骤的压力大于0.15MPa，所述逆放步骤的压力大于0.1Mpa，所述抽空步骤的压力为0.001～0.06MPa，其中，使脱氢处理后的聚乙烯装置尾气冷却至20～60℃后再进入变压吸附分离单元中。

本发明的另一方面提供了一种回收聚乙烯装置尾气中烃类组分和氮气的装置，所述装置包括通过管道顺次连接的催化脱氢反应器和变压吸附分离单元，其中，所述聚乙烯装置尾气依次经过催化脱氢反应器和变压吸附分离单元回收得到彼此分离的烃类组分和氢气含量为0.001～0.5mol％的氮气。

根据本发明的回收聚乙烯装置尾气中烃类组分和氮气的装置的一个实施例，所述装置还包括设置在催化脱氢反应器之前的过滤单元，所述过滤单元用于去除聚乙烯装置尾气中的固体颗粒和液滴。