[发明专利]一种炼厂干气回收H2和C2+的全温程吸附萃取分离法

说明书

本发明公开一种炼厂干气回收H2和C2+的全温程吸附萃取分离法，包括C2+吸附浓缩、C2+萃取解吸、C2+分离回收、PSA分离提纯氢气（H2）等工序；炼厂干气先经过C2+吸附浓缩工序，大部分C2+烃类组分被吸附浓缩塔吸附；塔顶流出的富H2气进入PSA分离提纯H2工序得到纯度98~99%的H2产品；其解吸气经过加压返回到C2+吸附浓缩工序进一步回收H2及C2+。吸附步骤完成后通过C2+萃取解吸工序溶解出有效组分C2+，其萃取解吸气随后进入C2+分离回收工序，不凝气体H2逸出与富H2气体混合进入PSA分离提纯H2工序；萃取剂逸出再生回收加工后循环使用；本发明采用吸附‑萃取解吸工艺，能耗投资更省、流程更短，效率更高、吸附剂使用寿命更长，可全组分回收。

技术领域

本发明属于分离回收炼厂干气的技术领域，更具体的说是涉及一种炼厂干气同时回收氢气（H2）和碳二及以上组分（C2+）的全温程吸附萃取分离方法。

背景技术

随着石油资源的日益短缺、劣质化和环保法规日益苛刻，世界石化工业正面临着新的挑战，资源的综合利用受到了前所未有的高度重视。炼厂干气主要来源于原油一次加工和二次加工，如原油蒸馏、催化重整、催化裂化、加氢裂化、加氢精制、延迟焦化、热裂化等过程中所产生的气体。炼厂干气是一种混合气，它富含H2、甲烷（CH4）、C2+轻烃（乙烯、乙烷、丙烯、丙烷、正丁烯、异丁烯、丁二烯等混合烃）和少量的其他杂质，目前已成为人们公认的重要化工原料资源。在没有合适的分离回收和综合利用技术之前，炼厂干气大多被作为燃料气或放火炬烧掉，造成了资源浪费和环境污染。为了适应石油化工的发展，随着炼油深加工和油品质量标准的提高，原油二次加工新技术不断增加，炼厂干气越来越多，进而使得回收利用炼厂干气业已成为炼油企业降低生产成本和实现资源有效利用的重要手段。搞好炼厂干气的回收综合利用，对提高经济效益和环保效益具有重要意义。

目前，对炼厂干气中的H2、C2+轻烃等价值较高的组分回收，可通过各种干气分离及提纯技术来实现。 针对炼厂干气中的H2体积分数通常大于40~50%富H2干气，一般采用变压吸附（PSA）、低温冷凝、膜分离等方法回收其中的氢气；针对干气中C2+的体积分数大于10~20%富烃干气，一般采用深冷分离、冷油吸收分离及两段变压吸附（PSA）等方法分离或浓缩回收其中的C2+轻烃。

深冷分离法，也叫低温精馏法，是干气回收C2+及H2最为成熟的工艺技术，其利用原料干气中各组分在低温下的沸点不同而实现分离，收率与纯度相对比较高，但比较耗能。因此，深冷分离法常常在原料气的处理规模较大场合中应用，以提高其综合能效。

膜分离法是采用一种氢选择性较高的H2渗透膜，通过仅透过H2而C2+等其它组分不透过来实现H2与C2+及其它组分的分离。该法流程简单、能耗较低、装置占地较小。不过，渗透膜本身材料昂贵，需要较复杂的预处理单元来保护膜免于进料气杂质组分污染膜，透过的H2产品纯度较低，且无法提纯C2+等诸多不利因素，限制了该法在炼厂干气回收C2+及H2的广泛应用。

传统的二段PSA法因其相对成熟、能耗较低等优点，在其他分离提纯方法没有得到推广前，其在炼厂干气同时分离回收H2与C2+领域得到较为广泛的应用。然而，由于PSA法无法解决C2+吸附容易-解吸困难以及C2+浓缩气中所含平衡甲烷值过高所导致的收率与纯度较低的问题，其应用越来越受到冷油吸收及其与PSA耦合方法的挑战与替代。

炼厂干气的冷油吸收回收C2+方法是利用相似相溶原理，采用一种对炼厂干气C2+组分溶解度相对较大的油吸收剂进行吸收分离，不被吸收的H2、CH4、N2等不凝气体逸出，实现C2+的回收。尤其是中石化北京化工研究院开发的浅冷油吸收回收干气C2+专利技术，吸收温度在5~20℃范围内，能耗较低，C2+收率与纯度均高于PSA法，在干气回收C2+领域已逐步取代PSA法。但是，冷油吸收法不能同时实现回收H2与C2+。