[发明专利]一种分离炼厂不饱和干气的方法和系统

说明书

本发明属于炼厂干气回收技术领域，提供了一种分离炼厂不饱和干气的方法和系统，系统包括干气预处理系统、干气预冷换热器、多级吸收塔、高压区闪蒸罐、低压区闪蒸罐、碳二提浓气压缩机、解吸塔和粗分塔。本发明通过多级吸收‑高低压闪蒸‑解吸的方式用以回收碳二组分，同时降低贫溶剂用量和解吸负荷，最终降低整个装置能耗。粗分塔塔顶采出富乙烯气送至乙烯装置脱甲烷塔或碱洗塔，粗分塔塔底采出富乙烷气送至乙烯装置裂解炉。本发明流程简单，碳二回收率高，能耗低，均为常规设备，投资低，对于富乙烯和富乙烷分别处理，对乙烯装置运行基本无影响。

技术领域

本发明属于炼厂干气回收技术领域，具体说，是涉及一种分离炼厂不饱和干气的方法和系统。

背景技术

干气的来源主要为原油的一次和二次加工装置，还有部分化工装置。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。由于干气中含有大量的碳二组分，其中乙烯是很好的化工产品，乙烷是非常理想的裂解原料，若对其进行回收利用，将极大的提高经济效益，同时减少环境污染。

干气根据其烯烃含量通常分为饱和干气和不饱和干气，其中催化干气中乙烯含量较高，通常在5mol％以上，属于不饱和干气，饱和干气通常为PSA解吸气、轻烃干气、加氢干气、焦化干气和重整干气等，饱和干气中的乙烷、丙烷含量较高，烯烃含量非常低。

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 104557387 B在专利CN 109553504 A的基础上增加了粗分塔，实现了富乙烯气和富乙烷气的分离，使其分别利用，但其根本上并未解决溶剂循环量大，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。