[发明专利]一种全温程吸附萃取回收聚烯烃尾气烃类的方法

说明书

本发明公开一种采用全温程吸附萃取回收聚烯烃尾气烃类的方法，包括烃类吸附浓缩工序、烃类萃取解吸工序、烃类分离回收工序、PSA分离提纯氮气工序，聚烯烃尾气先经过烃类吸附浓缩工序，大部分C2+烃类组分被吸附塔中吸附，塔顶流出富氮气体，进入PSA分离提纯N2工序得到纯度为99%的N2副产品，解吸气经过加压返回到烃类吸附浓缩工序进一步回收N2及C2+烃类组分。吸附步骤完成后，进行烃类萃取解吸工序，溶解出有效组分‑C2+烃类组分，其萃取解吸气进入烃类分离回收工序，降压或冷凝冷却，不凝气体N2逸出与富氮气体混合，进入PSA分离提纯N2工序；随后萃取剂逸出再生回收加工后循环使用。本发明采能耗投资更省、流程更短，效率更高、吸附剂使用寿命更长。

技术领域

本发明属于分离回收石化尾气中有价物的技术领域，更具体的说是涉及一种全温程吸附萃取回收聚烯烃尾气烃类的方法。

背景技术

聚乙烯、聚丙烯装置在生产过程中，会产生一定量的含烃尾气，烃含量约为20~40%，其余为作为保护气的惰性气体氮气（N2）及少量的氢气（H2）等。尾气直排大气会对环境造成负面影响，石化企业大都将尾气排放到火炬烧掉。这些尾气中含有乙烯、丙烯、乙烷等具有重新利用的高价值资源，随着技术进步和理念更新，资源化利用装置尾气已被广泛认知。从聚烯烃尾气中分离回收烃类物质的技术主要有压缩冷凝法、膜分离法、变压吸附法、冷油吸收法、全温程变压吸附法，以及它们的集成技术等。

压缩冷凝法是利用聚烯烃尾气中的烯烃组分与N2、H2等惰性组分之间的冷凝点不同，在高压及较低温度下将烯烃组分冷凝下来成为液体得以回收，而N2、H2等成为不凝气体组分逸出，经过变压吸附（PSA），从而实现分离回收。该法简单成熟、投资省。但是，若要获得较高纯度的烯烃，需要几级压缩冷凝，投资成本巨大。美国空气化学品（AP）公司发明的分凝法分离回收烯烃与PSA法提取N2耦合专利，是利用几级压缩冷凝原理，在一个分凝器中将冷凝分成许多类似蒸馏的气液两相之间的连续接触步骤，使得冷凝效率大幅度提高。

膜分离法是利用膜的选择性及各组分透过膜的渗透速率不同，实现烯烃与惰性组分之间的分离。该法简单，省空间。但是，目前工业上仅有成熟的丙烯渗透膜，乙烯渗透膜仍处于试验开发阶段，对于可同时渗透乙烯丙烯的渗透膜还没有开发成功。

冷油吸收法是利用聚烯烃尾气中的烯烃与惰性气体在油吸收溶剂（液体）中的溶解度不同，在较低温度和较高压力下，烯烃组分比较容易溶解于碳三（C3，丙烷）、碳四（C4，烷烃类）及石油、煤油等油吸收溶剂中，而惰性组分N2、H2等不溶于油吸收溶剂，从而实现分离。冷油吸收法成熟、收率较高，烯烃纯度也可以达到95%以上。该法缺点是投资与能耗较高，油吸收溶剂消耗量较大，且操作过程中仍需在降压升温中得到解吸，尤其是在原料气中含有大量惰性气体及酸性气体存在的工况下，冷油吸收法的效率比较低，极易与酸性气体诸如二氧化碳（CO2）等发生共吸收现象，导致油吸收溶剂损耗过大。

变压吸附（PSA）是利用聚烯烃尾气中的烯烃组分与惰性气体组分在一定的吸附剂上吸附力或化学键力的不同而得到分离，在高压低温下，烯烃组分容易被吸附，在低压高温下，被吸附的烯烃组分得到解吸而回收，N2、H2等惰性组分不被吸附而得到分离。该法成熟，简单，投资与能耗比较低。该法具有明显的缺点是，回收的烯烃组分纯度与收率都不高。这是由于烯烃组分容易被吸附，而解吸非常困难，吸附与解吸这一对矛盾非常突出，成为PSA法的一个技术瓶颈。