[发明专利]高收率高纯度的催化裂化干气清晰分离精制方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于化工领域，涉及一种高收率高纯度的催化裂化干气清晰分离精制方法及装置。

背景技术

炼厂干气中的有用组分主要为氢气、轻烯烃和轻烷烃等。这些组分在炼厂中都是很有价值的，但目前它们很大量仍然没有实现最优化利用，而是直接用作了燃料，有的甚至直接点火炬放空。对于炼厂干气中占量最大的催化裂化干气，既含有氢气，还含有大量轻烯烃和轻烷烃。这些组分可以分离出来分别利用，比将其直接用作燃料或重整制氢、合成甲醇的原料效益要高。

目前，炼厂催化裂化（FCC）干气的综合利用技术研究开发主要集中在三大领域：一是干气净化精制，二是各组分的分离精制，三是各组份的化学加工利用等技术。其中，FCC干气各组分完全清晰分离精制是干气综合利用经济效益很好的一种方法。

从FCC干气中回收低浓度氢气、轻烯烃和轻烷烃的技术主要有深冷分离法、中冷和浅冷油吸收法、膜分离法、吸附分离法等。

吸附分离法是利用吸附剂对混合气体中各组分的吸附选择性不同，通过压力或温度改变来实现吸附与再生的一种分离方法，具有再生速度快、能耗低、操作简单、工艺成熟稳定等特点。通过压力变化实现分离的变压吸附回收干气中氢气工艺相对成熟，可获得纯度为98%（体积比）以上的氢气产品，但氢气回收率一般在80-85%左右。采用现有的变压吸附分离技术要从含低浓度氢气、乙烯等FCC干气中同时回收高纯度的氢气、乙烯及乙烷，存在收率低、不能实现FCC干气主要组分完全清晰分离、投资占地巨大等问题。比如，在中石化某石化FCC干气变压吸附回收乙烯及氢气示范装置中，乙烯、氢气的收率低于75-80%，且无法同时回收高纯度的乙烷丙烯等。

膜分离法是在一定压力下，利用其他各组分在膜中渗透速率的差异进行分离的。膜分离法回收FCC干气中氢气的装置于1987年在美国庞卡城Okia建成，氢气回收率为80-90%。膜分离法适用于带压、氢气含量低的干气中氢气回收，其优点在于占地小、操作简单、能耗低等。但是，通过膜分离法回收的氢气纯度不高，一般为95-99%。而在回收乙烯、乙烷方面，膜分离技术仍处于开发阶段。

深冷分离技术早在上世纪50年代就有发展了，目前该技术比较成熟。它是利用原料中各组分相对挥发度的差异（沸点差），通过气体透平膨胀制冷，在低温下将干气中各组分按工艺要求冷凝下来，不易冷凝的氢气最先得到，氢气回收率为90-95%，纯度为95-98%。其后用精馏法将其中的各类烃逐一分离，乙烯收率一般超过85-90%。深冷分离具有可同时回收氢气及乙烯乙烷、工艺成熟、回收率相对较高等优点，一般适合处理大量干气的场合，尤其适合于炼厂集中地区。深冷分离缺点在于产品纯度不高、投资大、能耗高、不适合中小规模的炼厂干气回收等。

针对变压吸附分离、膜分离以及深冷分离各自单独回收干气的局限，在目前技术不太成熟情况下，采用联合工艺有助于改善分离效果和经济性。

CN1085821A提出了一种膜分离与深冷分离相结合工艺，对催化裂化干气进行氢烃分离与回收。这种联合工艺得到的氢气纯度为95%以上，氢气收率为85%以上；得到的乙烯有较高的纯度，收率接近98%。这种联合工艺仍然存在产品纯度低、氢气收率低、能耗高等缺点。

CN101773765A提出了一种膜分离与变压吸附分离相结合工艺，对催化裂化干气中的氢气进行分离回收。这种联合工艺得到的氢气纯度为95-99.5%，氢气收率80%。但该联合工艺没有涉及乙烯、乙烷等的回收。

发明内容

为克服现有变压吸附分离、膜分离，以及深冷分离单独使用时存在产品纯度不高、收率较低、不能实现干气各组分完全清晰分离精制的技术缺陷，本发明公开了一种高收率高纯度的催化裂化干气清晰分离精制方法及装置。

本发明所述收率高纯度的催化裂化干气清晰分离精制方法，包括如下步骤：

步骤101.将炼厂催化裂化装置来的催化裂化干气压力提高到0.7-1.2MPa；

步骤102.加压后的干气通过第一变压吸附塔分离为富乙烯干气和浓缩气，其中富乙烯干气为第一变压吸附塔的解吸气，主要成分为碳二组分气；浓缩气主要成分为氢气、甲烷和氮气；所述碳二组分气为分子式含两个及两个以上碳原子的烯烃类气体；

所述浓缩气进入第二变压吸附塔，分离为产品氢气和第二解吸气；所述第二解吸气全部或部分进入步骤103，未进入步骤103的部分第二解吸气放空；

步骤103.步骤102中得到的第二解吸气和富乙烯干气混合后加压至1.0-3.5MPa，形成富乙烯混合干气；