[发明专利]高效高回收率的聚烯烃尾气或火炬气分离回收工艺

说明书

一种高效高回收率的聚烯烃尾气或火炬气或类似气体的分离回收工艺。设有多座同时吸附的吸附床，和至少2座处于再生步骤的吸附床；还设有1台小规模的初抽设备，和至少1台深抽设备。通过设置多座吸附床同时吸附和初抽设备有效降低吸附空速，获得极低有机物浓度的净化气和极高的有机物回收率；通过分别设置的初抽步骤和深抽步骤，使深抽设备全速运行，大幅提高装置再生效率。

技术领域

本发明涉及一种聚烯烃尾气或火炬气或类似气体的分离回收工艺，特别是将聚烯烃尾气或火炬气或类似气体进行分离，高效率地得到高浓度有机物，和极低有机物浓度净化气的分离回收工艺。

背景技术

聚丙烯和聚乙烯等聚烯烃是重要的化工原料。在聚丙烯、聚乙烯生产过程中，聚合反应后生成的固体聚丙烯粉料在进行造粒前，通常要用惰性气体(譬如氮气)进行汽提，脱除聚烯烃粉料间夹带的未反应的烯烃单体，从而产生了主要成分是氮气和乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、丁烷、丁烯等组分的混合气体。有时不同采用不同聚合工艺时，也会产生一些其他组成类似的混合气体；另外，聚烯烃生产过程中还会产生一些其它组成类似的放空气体。这些气体统称为聚烯烃尾气。聚烯烃尾气的有机物浓度通常在5～30％左右。还有些化工企业生产过程中会排放一些与聚烯烃尾气组成和浓度类似，主要成分是氮气、氧气、氢气等惰性气体组分和C2～C6低分子烃类有机物等，被称为火炬气的混合气体。或其它组成和浓度类似的混合气体。以聚丙烯为例，其中的丙烯损耗约占整个聚丙烯装置丙烯损耗的1％左右。由于其中含有大量宝贵的丙烯和低分子有机物资源，聚烯烃尾气的回收利用被重视。

美国专利US Patent 6576043B2提出了聚乙烯或聚丙烯尾气的处理方法。用硅胶或活性氧化铝为吸附剂，在压力为100～500psia，进料温度为60～105℉的条件下，对聚乙烯或聚丙烯尾气进行变压吸附分离，得到高纯度的氮气和烃类化合物气体产品；或用压缩和低温冷凝聚乙烯或聚丙烯尾气与变压吸附相结合的方法得到高纯度的氮气和烃类化合物液体。但是，这种方法可能不仅加工能耗高，工程投资也会比较大。因此目前还没有见到商业应用的报道。

美国专利US Patent 5769927提出了采用膜分离的方法处理聚丙烯尾气的工艺方法。利用特殊聚合物材料制成的膜对氮气和烃类化合物透过能力不同的特点，将聚丙烯尾气中的氮气和丙烯进行分离。但这种回收工艺不仅投资高、能耗高，而且有机物回收率只能达到95％左右。未回收的剩余有机物与惰性气体的混合气体用作燃料热值太低；而排大气又会污染环境。

中国专利专利号200810223383.3提出了一种聚丙烯尾气的回收工艺，将聚丙烯尾气在常温常压下吸附，在负压下脱附，在将脱附气压缩冷凝，使聚丙烯尾气中的氮气和丙烯有效分离，得到高纯度的产品氮气和高纯度的丙烯液体。但这种工艺采用的是两床工艺。对处于吸附步骤的吸附床来说，空速往往偏大，特别是包含内循环气后的吸附床空速更大，导致净化氮气中有机物浓度偏高，从而降低了有机物回收率；而对于处于再生步骤的吸附床来说，由于所有的再生步骤均在一座吸附床内完成，在一个切换周期内，抽真空系统无效和低效运行时间占比较大，导致装置再生效率只有60～70％左右，其结果是装置投资较高，运行能耗偏大。

发明内容

本发明的目的是提出一种高效率和高回收率的聚烯烃尾气或火炬气或类似气体的回收工艺。

本发明的目的是这样实现的。一种聚烯烃尾气或火炬气或类似气体的回收工艺，包含至少3座吸附床组成的吸附床组，其中至少有1座处于吸附步骤的吸附床，至少有2座处于其它再生步骤的吸附床；包含1台初抽设备和包含至少1台深抽设备；包含1套脱附气回收系统，以及其它相关设备；用多座同时处于吸附步骤的吸附床并联，降低吸附空速；通过设置初抽步骤，利用1台规模较小的初抽设备，在较长的时间内对吸附床进行初抽，使吸附床压力缓慢均匀地降至初抽压力，达到降低内循环气体流率的目的；通过深抽设备全周期地不间断全速运行达到提高再生效率的目的；其中吸附床组中的每座吸附床至少依次经历以下操作步骤：