[发明专利]用于回收催化裂化干气或乙烯裂解气中的乙烯、乙烷的水合吸收气提的装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及催化裂化干气及乙烯裂解气的分离工艺，尤其涉及通过水合、吸收、气提的工艺来回收乙烯、乙烷的设备和方法，属于化工技术。 

背景技术

作为石化行业的支柱产业，乙烯工业历来在国民经济中占有重要地位。随着我国经济的迅速发展，对乙烯的产量要求越来越高，现有乙烯装置已经不能满足市场需求。 

目前聚合级乙烯主要是通过深冷分离裂解气获得，裂解气中主要包括氢气、甲烷、乙烯、乙烷等其他更重的组分。深冷分离是利用不同物质沸点不同的原理进行分离的。同时，由于常压下各组分沸点都很低，所以通过提高压力的方法来提高物质沸点。整个流程有两个关键的部分，其一是脱甲烷塔，其二是冷箱。脱甲烷塔一般在-130摄氏度条件下操作，是消耗冷量最大的地方，工艺操作复杂。有资料指出，脱甲烷塔系统的冷量占分离过程总冷量消耗的42%。冷箱是提供整个流程的换热场所，一般工作压力为3.5兆帕，最低换热温度超过-160摄氏度。极端的条件对冷箱材质的要求很苛刻，造成冷箱制造成本很高，同时也有很高的安全隐患。以上两方面原因造成现有乙烯厂扩能增效存在明显瓶颈，同时也造成新建乙烯厂投资过高。 

乙烯的另一个来源是炼油厂中催化裂化干气，其主要成分包括氢气、氮气、甲烷、乙烯、乙烷等。由于目前缺乏成熟的回收技术，目前大部分干气主要作为燃料气直接燃烧，也有一些技术利用干气来制取乙苯。有资料指出，目前我国干气产量约为520万吨，其中含有乙烯约一百万吨。同时，随着多产烯烃的催化裂解工艺不断开发，干气的量以及其中乙烯的含量都大幅增加。因此，回收干气，尤其是回收其中的乙烯就显得非常重要，这也是炼油企业降低乙烯生产成本和实现资源有效配置的重要手段。 

回收炼厂干气中的乙烯目前有如下几个方案：深冷分离、吸收等。深冷法由分离乙烯裂解气流程演变而来，但是由于深冷法存在操作压力高、能耗高的缺点，以及催化裂化属于高温过程，一般没有深冷所需冷源，目前尚未见有工业装置报道。油吸收法一般利用丁烷、戊烷或芳烃作为吸收剂，吸收干气中的乙烯以上组分，再用精馏法把吸收的各个组分逐一分离。通过对吸收液的解吸和初步分离可得到乙烯的质量分数为84%以上的C2组分，乙烯的回收率可达95%以上。但是油吸收存在着回收率不高、纯度不够聚合级以及能耗高的问题，应用也不是很广泛。 

综上，为了有效回收乙烯，开发操作条件温和、能耗低、回收率高、纯度达标的方 法有很重要的意义。 

水合物是一种气体小分子如甲烷、乙烷、乙烯、二氧化碳等与水在一定压力、温度下形成的笼状晶体物质。由于不同客体分子形成水合物的条件不同，因此可以先使混合气体生成水合物，再控制不同的条件使得气体以此从水合物笼状结构中分解出来，从而达到气体分离的目的。相比于其他方法，水合物分离法最突出的优点就是能够在0摄氏度左右实现低沸点气体的分离，而常规深冷方法需要在最低-160摄氏度的条件下操作。从这个角度，水合物法大大提高了分离温度，使得工业装置的运行、操作更加方便。 

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出了一种用于分离催化裂化干气或乙烯裂解气中乙烯、乙烷的水合吸收气提的装置及方法，具体技术方案如下： 

本发明涉及的一种用于分离催化裂化干气或乙烯裂解气中乙烯、乙烷的水合吸收气提的装置，压缩机2的出口与水合吸收塔4中部的入口相连接，水合吸收塔4顶部气相出口与水合反应器6贫气入口相连接，底部出口与水合物化解器16入口相连接。水合物化解器16顶部气相出口与气提分流器13进口相连接。气提分流器13一个出口为产品出口，另一个出口为气提出口，气提出口与气提增压机9进口连接。气提增压机9的出口连接水合吸收塔底部气提入口。水合物化解器16的底部液相出口与浆液分流器18入口连接，浆液分流器18的残液出口排出部分残液，浆液出口连接换热器21入口。换热器21出口与泵23入口连接，泵23的出口连接浆液混合器26的浆液入口。浆液补充管与浆液混合器26的浆液补充口相连。浆液混合器26的出口与水合反应器6的浆液入口相连。水合反应器6顶部的气相出口排出废气，底部液相出口与水合吸收塔8的顶部液相入口相连。 

水合吸收塔4以及水合反应器6的形式不限，一切有利于气液相接触且传热良好的设备都可使用。