[发明专利]一种从工业尾气中回收乙烯的系统及其工艺

说明书

本发明涉及化工尾气处理领域，具体涉及一种从工业尾气中回收乙烯的系统及其工艺，包括沿物料运动方向依次设置的预处理单元和冷凝分离单元；所述冷凝分离单元包括热交换部，所述热交换部包括沿物料运动方向依次设置的第二热交换器和第一热交换器，第二热交换器用于将物料中高临界温度杂质液化，第一热交换器用于将物料中的乙烯液化；所述预处理单元包括水洗塔和碱洗塔。本方案解决从生产醋酸乙烯‑乙烯共聚物过程产生的工业尾气中难以高效且充分地回收乙烯的技术问题。本方案的乙烯回收设备以及工艺可以应用于醋酸乙烯‑乙烯共聚物制备中的尾气回收以及纯化分离的实践操作中。

技术领域

本发明涉及化工尾气处理领域，具体涉及一种从工业尾气中回收乙烯的系统及其工艺。

背景技术

醋酸乙烯-乙烯共聚物(VAE)是由醋酸乙烯和乙烯共聚而成的工业材料，具有广泛的用途。在醋酸乙烯-乙烯共聚物的生产过程，会使用到大量的乙烯作为合成原料，由于乙烯过量，生产过程中会产生含有大量乙烯的工业尾气。现有技术中，对尾气的主要处理方法是将该尾气通过压缩机送往锅炉或者火炬燃烧。但是尾气中含有的乙烯和醋酸乙烯均为合成醋酸乙烯-乙烯共聚物的原料成分，直接将尾气燃烧，具有利用价值的成分没有被充分利用，造成了资源浪费。生产醋酸乙烯-乙烯共聚物过程产生的工业尾气成分较为复杂，亟需设计一种乙烯回收系统和工艺，用以高效且充分地回收工业尾气中的乙烯。

发明内容

本发明意在提供乙烯深冷回收方法，以解决从生产醋酸乙烯-乙烯共聚物过程产生的工业尾气中难以高效且充分地回收乙烯的技术问题。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种从工业尾气中回收乙烯的系统，包括沿物料运动方向依次设置的预处理单元和冷凝分离单元；所述冷凝分离单元包括热交换部，所述热交换部包括沿物料运动方向依次设置的第二热交换器和第一热交换器，第二热交换器用于将物料中高临界温度杂质液化，第一热交换器用于将物料中的乙烯液化；所述预处理单元包括水洗塔和干燥塔。

本方案的原理及优点是：通过预处理单元的水洗塔和干燥塔，可以将制备醋酸乙烯-乙烯共聚物过程中产生的尾气中的部分杂质除去，例如醋酸乙烯-乙烯共聚物、水等。然后通过两次冷凝处理(热交换)，先使得高临界温度杂质发生液化，使其与气态的乙烯分离开；然后再将乙烯液化，使得乙烯与低临界温度杂质分离，最后可以获得纯度在99.5％以上的乙烯纯品。其中，高临界温度杂质在本方案中是指：该物质在一定压强下发生液化的最高温度(也可称作沸点)大于乙烯的发生液化的最高温度。低临界温度杂质是指：该物质在一定压强下发生液化的最高温度小于乙烯的发生液化的最高温度。临界温度是指物质在一定压强下发生液化的最高温度。

在本方案中，预处理单元可以除去诸如水等容易在低温冷凝过程中凝固的物质，再通过两步热交换，使得乙烯可以与杂质充分分离，获得较高纯度的乙烯单品。本方案可以将工业尾气中的乙烯充分回收利用，实现了节能减排，以及对资源的效合理地利用。

干燥塔在本方案中的设置较为重要，发明人通过长期的实践和研究，发现通过冷凝的手段分离纯化乙烯很容易出现在冷凝过程中的冰堵现象。使用干燥塔除水可使得尾气(具体为尾气Ⅵ)中的水含量降低至1-5ppm，并且乙烯在通过干燥塔的过程中其本身的损耗量较少。现有技术中有使用将尾气的温度降低至1-15℃左右的方案，通过降温使得尾气中的水凝出，从而防止冰堵，但是这种方式并不能使尾气中的水含量降低至5ppm以下，在后续深冷的过程中仍然有很大的冰堵的风险。

进一步，所述预处理单元还包括位于水洗塔和干燥塔之间的碱洗塔；碱洗塔和干燥塔之间设有水冷却器。