[发明专利]一种分离富含碳二碳三干气的方法与装置

说明书

一种分离富含碳二碳三干气的方法与装置，该方法：干气冷却后送入多级吸收塔处理；多级吸收塔的气相送入燃料气管网或PSA装置，液相送入高压闪蒸区处理；高压闪蒸区的气相返回干气预处理系统的压缩工段，液相分别进入多级吸收塔和低压闪蒸区处理；低压闪蒸区的气相送入碳二提浓气压缩机系统，液相分别进入多级吸收塔和碳三解吸塔处理；碳三解吸塔的气相送入碳二精馏塔处理，液相进入多级吸收塔和抽出碳四送出界外；碳二精馏塔得到的气相与低压闪蒸区得到的气相混合作为碳二提浓气产品，得到的液相作为碳三提浓产品。本发明的工艺流程简单，贫溶剂用量少，能耗低，投资小，碳二碳三回收率高，分别处理碳二和碳三组分，提高产品的经济效益等优点。

技术领域

本发明属于炼厂干气回收技术领域，具体说，是涉及一种分离富含碳二碳三干气的方法与装置。

背景技术

干气的来源为炼厂中的炼油装置与化工装置，其中炼油装置干气主要来源于原油的一次和二次加工过程，如常减压蒸馏装置、催化裂化装置、催化裂解装置、延迟焦化装置等，化工装置干气主要来源有烷烃脱氢装置、PSA装置、轻烃回收装置、乙苯-苯乙烯装置等。目前，我国大部分炼厂产生的干气作为燃料烧掉，有些甚至放入火炬燃烧掉，利用价值较低，造成了资源的严重浪费和环境污染。

炼厂干气主要成分为甲烷、乙烷、乙烯、丙烯、丙烷、丁烷等，其中碳二组分含量最多，经过干气回收的碳二中乙烯可作为乙苯、环氧乙烷等装置的生产原料，而乙烷是非常理想的裂解原料，将炼厂中的乙烷回收送往乙烯生产装置，降低了裂解原料的成本。经过干气回收的碳三组分可送去烷烃脱氢装置进一步回收利用，极大提高了经济效益。

目前从炼厂干气中回收碳二组分的方法主要有深冷分离法、冷油吸收法、变压吸附法(PSA)等，各种方法各有其优势和劣势。深冷分离法经过数十年的发展与改进，技术成熟、工艺完善，而且产品纯度和回收率都很高，是以前提纯裂解乙烯常用方法。但该方法一般需在-100℃左右的低温下进行气体分离，冷量负荷大且制冷流程复杂，还需对原料气进行预处理，导致装置投资大。此外，深冷分离法通常适合于炼厂集中、干气副产量大的地区，针对我国炼厂规模相对较小且较为分散的情况，采用该方法经济性较差。变压吸附法可实现常温操作，自动化程度高、操作简单、能耗较低且环境友好，但采用该方法设备庞大、控制系统比较复杂，得到的乙烯纯度较低且回收率不高，要得到聚合级乙烯通常需要采用多级变压吸附，占地面积及设备投资增加。

冷油吸收法属于物理吸收，利用干气中各组分在吸收剂中的溶解度差异实现干气分离，吸收剂一般为混合碳四、混合碳五和液化气等，首先通过吸收脱除甲烷和氢气等不凝气体组分，再通过解吸的方法回收C2、C3组分。冷油吸收法有中冷油吸收法(-40～-20℃)与浅冷油吸收法(0℃以上)，目前的冷油吸收法技术存在着贫溶剂循环量大、解吸全部由热解吸分离、能耗较高等问题。

专利CN 109553504 A提出了一种采用浅冷油吸收技术回收炼厂饱和干气的方法及装置，该工艺由压缩、吸收、解吸，再吸收解吸等步骤组成，吸收温度为5～15℃，操作条件温和，但由于吸收温度较高，导致溶剂循环量高，装置能耗高，且吸收后的甲烷氢中C3及重组分含量高，导致需要两套吸收-解吸系统，使得流程复杂。

专利CN 109912379 A、CN 111320522 A、CN 111320523 A、CN 111320521 A、CN111320524 A在专利CN 109553504 A的基础上通过扩展后续产物分离序列，得到碳二、碳三等各组分产品，实现了各个组分的有效利用，但其核心依旧是浅冷油吸收加热解吸的方式，并没有解决溶剂用量大，装置能耗高的问题。

专利CN 104892340 A公开了一种油吸收干气回收乙烯、乙烷的三塔装置与方法，通过在解吸塔前增加冷却、闪蒸的方式以及降低吸收的操作温度，以此来提高甲烷的回收率，降低乙烯产品中的甲烷含量，但冷却和闪蒸的技术本质相当于增加了一套解吸塔顶的分凝器系统，闪蒸罐相当于分凝器后的气液缓冲罐，最终相当于通过分凝的方式进行了二次甲烷和乙烯的分离，实现了提高甲烷回收率的目的，但并没有解决工艺能耗高的问题。