[实用新型]一种基于氩循环制冷的干气分离系统

说明书

本实用新型涉及一种基于氩循环制冷的干气分离系统，包括乙烯分离模块和甲烷分离模块，乙烯分离模块包括脱重分离系统和乙烯分离系统；甲烷分离模块包括甲烷分离系统和氩循环制冷系统，干气进入脱重分离系统脱除重组份后再进入乙烯分离系统中进行精馏分离，得到乙烯产品，最后再进入甲烷分离系统进行精馏，分离出的液态甲烷自甲烷精馏塔的塔底流出后进入氩循环制冷系统中，将液态甲烷的冷能传递给循环氩，循环氩用于为甲烷分离系统提供冷能，实现干气分离过程和冷能回收利用过程。本实用新型的干气分离的系统，通过乙烯分离模块和甲烷分离模块，结合变压吸附或膜分离等技术方法，即可实现干气中氢气甲烷及乙烯三种组份的回收。

技术领域

本发明属于含氮富甲烷工业尾气中产品回收领域技术领域，涉及一种基于氩循环制冷的干气分离系统。

背景技术

炼厂干气主要来源于石油加工的重油催化裂化、延迟焦化、加氢裂化、催化重整等过程，其主要成分包括氢气、氮气、甲烷、乙烯、乙烷、丙烷等，其中氢气、乙烯、乙烷等价值较高。乙烯本身即是高价值产品，氢气可回用于加氢裂化或作为产品出售，乙烷和丙烷等轻烃作为优质裂解原料可回用于乙烯装置。然而除极少数有配套乙烯装置的炼化企业采用了乙烯原料回收工艺，多数炼厂将干气作为燃料气使用，存在高价产品的低值化使用，造成资源浪费。

干气中高价产物的分离回收通常采用吸附、吸收、膜及深冷分离中的一种或其组合。吸附法利用选择性吸附剂通过压力及温度改变实现吸附与解吸的循环，得到相对纯的某一组份。如专利CN201410220850.2，采用浅冷吸附吸收回收干气中的氢气及乙烯。吸附法收率及纯度相对偏低，装置投资及占地较大。吸收法则采用溶剂吸收进行选择性吸收，再通过精馏分离才能获得高纯产品。如专利CN201410220882.2、CN201410359774.3分别采用丁烷、戊烷、芳烃或乙腈等溶剂进行选择性吸收，回收干气中的氢气、乙烯。因溶剂特性，吸收性存在选择性不高，分离收率低的缺点，并且仍需要提供冷能进行精密分离，从而限制了该方法的应用。膜分离是利用干气中不同组份在特种膜中的渗透性差异实现组份的分离，其适于带压低氢干气中氢气的回收，但纯度不高。深冷分离一般以甲烷、乙烯丙烯为制冷剂，通过压缩、冷凝节流膨胀过程获得所需的低温冷能。深冷分离能保证产品纯度及高收率，用于干气分离可以得到聚合级的乙烯，用于驰放气分离可提高甲烷回收率，但常规深冷法操作压力高能耗大，昂贵的制冷成本制约了该方法的广泛应用，仅适于大规模处理。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种基于氩循环制冷的干气分离系统。本发明的干气分离系统中的乙烯分离模块，脱重塔塔底液通过重组分节流膨胀降低温度，首先与进乙烯塔的原料换热，再与进脱重塔的原料换热，将冷能充分释放后复出系统，可充分回收冷能，节省分离能耗。本发明的干气分离系统，通过乙烯分离模块和甲烷分离模块，结合变压吸附或膜分离等技术方法，即可实现干气中氢气甲烷及乙烯三种组份的回收。

为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：

本发明的一种基于氩循环制冷的干气分离系统，包括乙烯分离模块和甲烷分离模块，所述乙烯分离模块包括脱重分离系统和乙烯分离系统；所述甲烷分离模块包括甲烷分离系统和氩循环制冷系统，

干气进入所述脱重分离系统进行精馏分离，自脱重塔塔底分离出的液相重组份排出系统，自脱重塔塔顶分出的塔顶气进入乙烯分离系统中进行精馏分离，自乙烯塔塔底分离出液相乙烯排出系统，自乙烯塔顶分出的塔顶气进入甲烷分离系统进行精馏分离，分离的液态甲烷自甲烷精馏塔的塔底流出后进入所述氩循环制冷系统中的液态甲烷-氩气换热器中，将液态甲烷的冷能传递给循环氩，循环氩用于为甲烷分离系统中的甲烷塔顶分凝器提供冷能，实现干气分离过程和冷能回收利用过程。