[发明专利]一种采用深冷吸收原理分离混合气体中甲烷组分的方法

说明书

本发明提供一种采用深冷吸收原理分离混合气体中甲烷组分的方法，包括如下步骤：进气压缩：对含有甲烷的混合气体进行压缩；杂质脱除：脱除混合气中杂质；混合气冷却：将去除杂质后的混合气冷却到吸收甲烷时吸收塔所需的入口温度；吸收甲烷：利用有机吸收剂吸收混合气中的甲烷及其他碳氢化合物，其余未被吸收的气体则从塔顶导出；精馏脱甲烷：采用精馏塔将甲烷从其他碳氢化合物中精馏提取出来，甲烷产品从塔顶气相导出，其他碳氢化合物从塔底液相导出。本发明采用深冷吸收原理从干气、瓦斯等混合气体中分离甲烷及其他碳氢化合物，再通过精馏分离可获得较高纯度的甲烷产品，具有回收效率高、经济效益好、节约资源、减少温室气体排放等优点。

技术领域

本发明涉及化工技术领域，具体涉及一种采用深冷吸收原理分离混合气体中甲烷组分的方法。

背景技术

炼油厂和化工厂等企业的生产过程中，副产的干气、瓦斯等往往是碳氢化合物为主的混合气体。碳氢化合物提纯后作为化工产品的价值，往往大大高于其作为燃料的价值，因此诸多企业和学术机构对瓦斯中高价值组分提取方法做了深入的探索。

目前业界主要关注从干气、瓦斯等副产气中提取C2及其以上组分进行回收，特别是高价值的烯烃。回收方法也是各有不同，有深冷分离法、中冷油吸收法、络合分离法、变压吸附法、浅冷吸收法等等，不同方法各有优势。如美国ABB公司在炼厂气低温分离回收C2及C2以上组分领域有多个专利，比如US5502971和US6712880。国内中石油北京化工研究院利用浅冷吸收技术回收催化干气中的烯烃(CN101638584、CN101759516、CN101812322)，取得良好的投资回收效益。其他还有诸多机构提出了从炼厂气、油田伴生气和天然气等原料中，回收C2及C2以上组分的技术方法。

然而，从上述各种混合气体中进一步回收甲烷，制成高纯度甲烷产品却鲜有报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种采用深冷吸收原理分离混合气体中甲烷组分的方法，采用深冷吸收原理从干气、瓦斯等混合气体中分离甲烷及其他碳氢化合物，再通过精馏分离可获得较高纯度的甲烷产品，具有回收效率高、经济效益好、节约资源、减少温室气体排放等优点。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种采用深冷吸收原理分离混合气体中甲烷组分的方法，包括如下步骤：

1)进气压缩：对含有甲烷的混合气体进行压缩。当原料混合气压力较高时(比如原料气仅来自催化干气)，可以不进行压缩，直接进入后续步骤；

2)杂质脱除：脱除混合气中除氢气和碳氢化合物以外的其他杂质，如：酸性气、氧气、CO/CO₂、NO/NO₂和水分等；

3)混合气冷却：将去除杂质后的混合气冷却到吸收甲烷时吸收塔所需的入口温度；

4)吸收甲烷：利用有机吸收剂在甲烷吸收塔中吸收混合气中的甲烷及其他碳氢化合物，其余未被吸收的气体则从塔顶导出；

5)精馏脱甲烷：采用脱甲烷精馏塔将甲烷从其他碳氢化合物中精馏提取出来，甲烷产品从塔顶气相导出，其他碳氢化合物从塔底液相导出。

根据以上方案，所述压缩时，压力控制在2bara以上。

根据以上方案，所述压缩时，压力控制在2～10bara。

根据以上方案，所述甲烷吸收塔所需的入口温度根据甲烷组分的吸收率和塔内操作压力调整，塔压低时入口温度调低，塔压高时入口温度调高。

根据以上方案，所述甲烷吸收塔的入口温度控制在-140～-100℃。

根据以上方案，所述有机吸收剂包括乙烯、乙烷、丙烯、丙烷等。