[发明专利]一种乙烯的低温提纯装置

说明书

本发明公开了一种乙烯的低温提纯装置，主要处理来自以乙烯为原料的合成工艺或生产乙烯工艺过程中产生的尾气，如醋酸乙烯‑乙烯共聚物制备过程中产生的脱泡气、乙烯生产过程中的尾气等，其工艺尾气中通常含有乙烯、醋酸乙烯或重组分、氮气、甲烷、乙烷、氧气、二氧化碳、水或甲醇等，通过该装置可以得到纯度达到99.5%（mole）以上的乙烯产品气，本发明装置采用了分子筛的吸附净化单元，集成板翅式换热器（6/40/41）、重组分分离罐、乙烯分离罐或乙烯提纯塔、乙烯储罐或液态冷剂虹吸罐的低温分离冷箱单元，冷剂压缩机单元及连接管道为一体的深冷分离冷箱单元，本发明具有能耗低、投资小、易于调节等特点，提高企业的整体经济效益。

技术领域

本发明涉及一种乙烯的低温提纯装置，属于低温气体分离领域。

背景技术

在现有工厂中，以乙烯为原料的合成工艺或生产乙烯工艺过程中产生的尾气，如醋酸乙烯-乙烯共聚物制备过程中产生的脱泡气、乙烯生产过程中的尾气等的处理方法均为去火炬焚烧排放，一些组分的不完全燃烧将产生一氧化碳、碳黑等直接污染环境的物质，燃烧完全也会产生二氧化碳气体，加剧地球的温室效应；另外，国家对环境资源的重视，提倡实现工厂的清洁化生产，减少温室气体的排放，实现碳中和目标。同时，这些尾气中含有有效组分乙烯，其排放直接导致大量的经济损失。所以，采用高效绿色的乙烯提纯装置，回收乙烯组分，实现乙烯的提纯和回收，具有重要的意义，大大提高了工厂的经济效益。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，而设计一款乙烯的低温提纯装置，为实现上述目的，本发明可采取下述技术方案：一种乙烯的低温提纯装置，它由分子筛吸附净化单元，低温分离冷箱单元、冷剂压缩机单元三部分组成，之间通过管道连接，所述分子筛吸附净化单元内分别设有原料气预冷换热器、水分离罐、分子筛吸附器，其中原料气预冷换热器的一端通过管道连接外部原料气体，另一端通过管道连接至水分离罐，水分离罐的顶部设有气体管道，该管道分别连接至第一分子筛吸附器、第二分子筛吸附器，其底部设有污水管道，该管道连接至出污水系统，所述第一分子筛吸附器、第二分子筛吸附器的底部通过管道连接至电加热器或蒸汽加热器，可使高温再生气送至第一分子筛吸附器或第二分子筛吸附器，进行分子筛的再生，所述第一分子筛吸附器或第二分子筛吸附器通过管道与低温分离冷箱单元连接，将净化后的气体进入低温分离冷箱内。

作为优选：所述低温分离冷箱由内置多根流道的主板翅式换热器、重组分分离罐、乙烯分离罐或乙烯提纯塔、冷剂补充系统、以及多根连接管道和多个节流阀门组成。

作为优选：所述管道与主板翅式换热器的流道A相连通，并在流道E中冷却后通过管道与重组分分离罐中部进料口相连通，在重组分分离罐中将工艺气中的重组分冷凝，再通过管道排出冷箱，避免高凝固点的重组分在低温部分冻结设备和管道；重组分分离罐的顶部分离出来的气体通过管道，并在流道B中冷却后通过管道、节流阀、管道与乙烯分离罐或乙烯提纯塔相连通，在乙烯分离罐或乙烯提纯塔中将其中的轻组分气体分离出来，所述乙烯分离罐或乙烯提纯塔顶部通过管道与主板翅式换热器的流道C的下端相连接，上端通过管道与不凝气收集装置相连接；乙烯分离罐或乙烯提纯塔底部液体通过管道、液位控制阀与主板翅式换热器的流道D的下端相连通，液体经换热器流道D复热后通过管道与乙烯产品气收集装置相连接，得到高纯度的乙烯产品气，所述乙烯分离罐或乙烯提纯塔的中部一侧还连接有冷剂补充系统。

作为优选：所述冷剂补充系统为通过管道与外侧液态冷剂相连接的乙烯储罐，其中乙烯储罐底部液体通过管道、阀门与乙烯分离罐的中部进料口相连通，与工艺气相混合，为系统补充冷量；且在乙烯储罐顶部通过管道与火炬收集装置相连接，维持装置较高压力，同时避免乙烯储罐压力过高。

作为优选：所述冷剂补充系统为通过管道以及阀门与外部液态冷剂连接的液态虹吸罐，所述液态虹吸罐通过管道与主板翅式换热器的流道E的下端和中端相连通，流道E的上端通过管道与低压气体收集装置相连通，所述主板翅式换热器中液体蒸发造成上下密度差实现液体蒸发，从而为乙烯分离系统提供持续稳定的冷量。