一种PVC装置尾气组分分离与回收的装置及方法与流程

文档序号:15064419发布日期:2018-07-31 22:25阅读:155来源:国知局

本发明涉及pvc生产领域,具体涉及pvc生产中尾气回收的方法和装置。



背景技术:

电石法生产pvc(聚氯乙烯)工业在我国已经历了半个世纪的发展,生产规模不断扩大。在电石法生产pvc的过程中,合成的氯乙烯气体经过精馏由低沸塔排出,精馏尾气中含有氮气、氢气等不凝性气体,必须放空,于是部分氯乙烯及未反应完的乙炔会随不凝性气体排空。若精馏塔尾气不回收.按照10万t/apvc的产能,每年排放掉的氯乙烯单体>1000t,排放掉的标态乙炔气>120000m3。既严重污染环境,又造成了巨大的浪费。为了确保排放的尾气达到《大气污染物综合排放标准》(gb16297—1996)中规定的氯乙烯排放量小于36mg/m3和乙炔排放量小于120mg/m3的国家排放标准,并充分回收物料降低生产成本,回收精馏尾气的中的氯乙烯和乙炔是主要措施。

目前国内氯乙烯精馏尾气的处理主要是变压吸附工艺、膜分离工艺和活性炭吸附工艺等。

变压吸附技术是在外压情况下,把含有氯乙烯和乙炔气的尾气通入含有特殊吸附介质的吸附器,其中的强吸附组分(氯乙烯和乙炔)被吸附剂选择吸附,弱吸附组分(氮气和氢气等)从吸附体的另一端流出排空。吸附剂床层吸附饱和后,采用降压抽真空的方法使氯乙烯和乙炔解吸回收,同时,吸附剂获得再生。在实际生产中,采用变压吸附技术对氯乙烯精馏尾气进行处理需要反复升降压,能量消耗较大。

膜分离技术可以通过气体中各组分在高分子膜表面上吸附能力不同以及在膜内溶解-扩散能力的差异实现气体分离。由于其流程简单、分离效率高、连续工作周期长,目前已在石油化工、环境保护等领域得到了广泛应用。有机蒸汽膜分离技术可以对pvc装置尾气中的氯乙烯和乙炔进行分离回收。但是有机蒸气膜的选择性不高,为了获得达到分离要求,往往需要将膜分离与其他气体分离技术结合或将膜分离工艺获得的气体重复压缩,而这两种方式都会显著地增加投资和能耗。

活性炭吸附工艺是利用活性炭对精馏尾气中的氯乙烯和乙炔的高选择性进行吸附分离。当活性炭吸附氯乙烯和乙炔达到饱和后,通入高温蒸汽进行解吸,从而回收氯乙烯和乙炔。由于活性炭吸附存在回收不彻底,排放尾气不能达标以及能源消耗大等问题,不适合大规模生产。

由此可见,现有pvc装置尾气回收工艺存在回收效率不高、尾气排放不达标、设备投资大、能耗高等不足,因此,发明一种有效回收pvc装置尾气中氯乙烯和乙炔,防止大气污染并降低尾气回收过程能量消耗的方法及装置具有重大的环境利益、经济利益和现实意义。



技术实现要素:

本发明的目的之一在于提供一种pvc装置尾气组分分离与回收的装置。其包括预处理机构、深冷机构和变温变压吸附机构。本发明的装置通过预处理机构、深冷机构和变温变压吸附机构的协同配合工作,实现了在低能耗情况下获得高回收率的氯乙烯和乙炔,同时降低排放气中氯乙烯和乙炔的量使之达到排放标准。

本发明的又一目的在于提供一种利用上述pvc装置尾气组分分离与回收装置回收分离尾气的方法,其包括预处理步骤、深冷分离步骤和变温变压吸附分离步骤。

根据本发明的一个方面,本发明提供了一种pvc装置尾气组分分离与回收的装置,所述装置包括:

预处理机构,其将原料气分流,部分作为吹扫气送往变温变压吸附机构,另一部分与变温变压吸附机构输送的吹扫气混合,将混合气压缩后再除去其中的杂质,达到允许要求后输送至深冷机构;

深冷机构,其用于接收来自所述预处理机构的混合气,并分离回收其中的氯乙烯和乙炔,并排出主要组成为氮气和氢气的混合气体;

变温变压吸附机构,其分为吸附单元和脱附单元,吸附单元用于接收来自所述深冷机构的混合气体,将其中的氯乙烯和乙炔吸附,排放气去深冷机构的膨胀设备进行膨胀制冷;脱附单元用于接受来自所述预处理机构中的分流器后部分气体,所述部分气体加热后作为吹扫气,将所述脱附单元中的吸附质脱附后返回预处理机构以提高进深冷机构的氯乙烯和乙炔浓度。

根据本发明的一个具体实施例,所述预处理机构包括:至少一个分流器,用于将原料气分流,得到第一气体和用于变温变压吸附机构的吹扫气;至少一个混合器,用于混合第一气体和变温变压吸附机构输送的吹扫气,得到第二气体;至少一个压缩机,用于接收第二气体,并将第二气体进行压缩;至少一个换热器,用于冷却第二气体;至少一个气液分离器,用于除去第二气体中的少量杂质,得到第三气体。

根据本发明的一个具体实施例,预处理机构的入口与分流器入口相连,分流器的吹扫气出口与预处理机构一出口相连,将吹扫气送往变温变压吸附机构,分流器的第一气体出口与混合器入口相连,混合器出口与压缩机的入口相连,压缩机出口与换热器的入口相连,换热器的出口与气液分离器的入口相连,气液分离器的气相出口与预处理机构的一出口相连。

根据本发明的一个具体实施例,压缩机将混合气压缩至8~20bar,优选12bar,换热器将混合气冷却至-10~-20℃,以分离混合气中少量重烃。

根据本发明的一个具体实施例,分流得到的吹扫气与第一气体比例为1:9。

根据本发明的一个具体实施例,所述深冷机构包括:至少一个多流股换热器,其用于接收并冷却来自预处理机构的第三气体,将其中的氯乙烯和少量乙炔冷凝下来;至少一个气液分离器,其用于接收来自多流股换热器冷凝得到的气液混合物,液相出口输出的氯乙烯和乙炔进入所述多流股换热器回收冷量,气相出口输出的第四气体进入所述变温变压吸附机构;至少一个膨胀机,用于接收变温变压吸附器分离出的富含氢气和氮气的混合气,至少一个分流器,用于将膨胀后的气体分流,得到第六气体和第七气体,第六气体送入多流股换热器回收冷量,第七气体送往变温变压吸附机构预冷吸附塔。

根据本发明的一个具体实施例,预处理机构的第三气体出口与深冷机构的多流股换热器的一个入口相连,将第三气体送入多流股换热器,多流股换热器的一个出口与气液分离器的入口相连,气液分离器的液相出口输出氯乙烯和乙炔,并与换热器的一入口相连,经换热回收冷量后排出,气液分离器的气相出口输出第四气体,并与变温变压吸附机构的吸附单元相连。变温变压吸附机构输送的第五气体与深冷机构的透平膨胀机入口相连,经过透平膨胀机膨胀制冷,透平膨胀机出口与分流器入口相连,分流器第六气体出口与多流股换热器入口相连以回收冷量,第七气体出口与变温变压吸附机构相连,将第七气体送往变温变压吸附机构以预冷吸附塔。

根据本发明的一个具体实施例,深冷机构将来自预处理机构的第一气体经过多流股换热器冷却至-84~-90℃,从而冷凝分离并回收其中的氯乙烯和乙炔。

根据本发明的一个具体实施例,由变温变压吸附机构分离出的第五气体输入深冷分离机构,经透平膨胀机将压力降低至2.5~3.5bar,再通过多流股换热器回收冷量。

根据本发明的一个具体实施例,分流得到的第六气体与第七气体的体积比为9:1。

根据本发明的一个具体实施例,所述变温变压吸附机构包括:至少两个变温变压吸附塔,第四气体进入变温变压吸附机构的某一吸附塔之后,氯乙烯和乙炔为强吸附组分被吸附剂吸附(此时该变温变压吸附塔作为吸附单元),氢气和氮气为弱吸附组分穿过吸附塔得到第五气体,当该吸附塔内的吸附剂达到吸附饱和后,将第四气体切换到另一只已经再生好的吸附塔继续吸附,而该吸附饱和的吸附塔则使用预处理机构输送的吹扫气进行吹扫再生(此时该变温变压吸附塔作为脱附单元),将富含氯乙烯和乙炔的吹扫气返回预处理机构以提浓氯乙烯和乙炔,提浓后的混合气作为深冷分离机构的原料气,吹扫完成后通入深冷机构输送的第七气体对吸附塔进行预冷。

根据本发明的一个具体实施例,变温变压吸附机构的吸附单元口与深冷机构的第四气体出口相连,预冷气入口与深冷机构的第七气体出口相连,脱附单元入口与预处理机构的吹扫气出口相连,将吹扫气加热后送往吸附塔,变温变压吸附机构的吸附单元出口输出第五气体,并与所述深冷机构中的膨胀机入口相连,变温变压吸附机构的脱附单元出口输出吹扫气,并与所述预处理机构的混合器入口相连。

根据本发明的一个具体实施例,所述的吹扫气进入所述预处理机构做循环处理,使得深冷分离的原料气中氯乙烯和乙炔浓度显著提高,从而降低深冷分离的能耗,同时提高氯乙烯和乙炔的回收率。

根据本发明的一个具体实施例,所述变温变压吸附器使用的吸附剂为活性炭。

根据本发明另一个方面,本发明提供了一种使用pvc装置尾气组分分离与回收的装置来分离回收尾气的方法,其包括如下步骤:

预处理步骤,将原料气分流得到吹扫气,并将剩余部分气体和变温变压吸附机构输送的含氯乙烯和乙炔的吹扫气混合后压缩冷却,分离并排出其中的杂质;

深冷分离步骤,接收混合气,并分离回收其中的氯乙烯和乙炔组分,排出主要成分为氮气和氢气的混合气体;

变温变压吸附步骤,接收混合气体,对气体中氯乙烯和乙炔做进一步分离,排出氮氢混合气和吹扫气,并将吹扫气作循环处理。

深冷分离、变温变压吸附都是常见的分离手段,本发明通过对不同分离模块的合理优化与组合,提供了一种pvc装置尾气组分分离与回收的装置及方法。针对现有技术的不足,其具有以下突出优点:1、使用深冷法对该类体系进行分离时,在获得相同回收率和产物纯度情况下其能耗比膜分离和吸附分离等其他分离手段低得多,如在聚丙烯装置尾气回收中,在得到氮气的回收率达99%,纯度达95%以上时,使用深冷分离的能耗比膜分离节约54.4%,比变压吸附节约30.5%;故应尽量使用深冷法对该类体系进行分离;2、在pvc装置尾气中由于轻烃含量低,单独使用深冷分离时回收率往往不高,采用变温变压吸附与深冷法联合工艺将深冷分离的原料气中氯乙烯和乙炔浓度显著提高,有利于降低深冷分离的能耗,提高氯乙烯和乙炔的回收率;3、使用透平膨胀机将氮氢混合气的压力能转化为冷量,减少整体能耗;4、经处理后的排放气中氯乙烯排放量小于36mg/m3,乙炔排放量小于120mg/m3,满足国家规定的排放标准;5、装置投资少,经济效益高,环保效益好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图做简单地介绍,显而易见,下面简述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1表示本发明的一种pvc装置尾气组分分离与回收的装置示意图。

图2表示本发明的一个优选实施例1的装置示意图。

图3表示本发明的一个优选实施例2的装置示意图。

在图中,相同的构件由相同的附图标记标示。附图并未按照实际的比例绘制。

具体实施方式

下面结合本发明的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚完整地描述。显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不全是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

如附图1所示,本发明提供了一种pvc装置尾气组分分离与回收的装置包括:

预处理机构x,其将原料气分流,部分作为吹扫气送往变温变压吸附机构,另一部分与变温变压附机构输送的吹扫气混合,将混合气压缩后再除去其中的杂质,达到允许要求后输送至深冷机构;

深冷机构y,其用于接收来自所述预处理机构的混合气,并分离回收其中的氯乙烯和乙炔,并排出主要组成为氮气和氢气的混合气体;

变温变压吸附机构z,其分为两个单元,吸附单元用于接收来自所述深冷机构的混合气体,将其中的氯乙烯和乙炔吸附,排放气去深冷机构的膨胀设备进行膨胀制冷;脱附单元用于接受来自所述预处理机构中的分流器后部分气体,所述部分气体加热后作为吹扫气,将所述脱附单元中的吸附质脱附后返回预处理机构以提高进深冷机构的氯乙烯和乙炔浓度。

实施例1

在本实施例中,原料气的摩尔流率为108kmol/h,压力为3bar,温度为10℃,其中各组分摩尔分数如下:乙炔2%,氯乙烯10%,氮气25%,氢气63%。

在本实施例中,预处理机构x包括:一个分流器split1,用于将原料气分流,得到第一气体和用于变温变压吸附机构的吹扫气;吹扫气与第一气体的体积比为1:9;一个混合器mix,用于混合第一气体和变温变压吸附机构输送的吹扫气,得到第二气体;一个压缩机com,用于接收第二气体,并将第二气体压力由3bar提升至12bar;一个换热器heat1,用于冷却第二气体,使其温度降至-10℃;一个气液分离器sepa1,用于除去第二气体中的少量杂质,得到第三气体。

在本实施例中,预处理机构x的入口t1与分流器split1入口t2相连,分流器split1的一个出口t3与混合器mix入口t4相连,另一个出口t39与预处理机构x的一出口t40相连,混合器mix出口t5与压缩机com的入口t6相连,压缩机com出口t7与换热器heat1的入口t8相连,换热器heat的出口t9与气液分离器sepa1的入口t10相连,气液分离器sepa1的气相出口t11与预处理机构x的一出口t13相连。

在本实施例中,所述换热器为管式换热器,其作用是通过采用便宜的冷媒介,例如循环冷却水,将压缩后的第二气体冷却到要求的温度,以节省能耗。

在本实施例中,深冷机构y包括:一个多流股换热器mhex,用流股间匹配换热回收冷量,用于接收并冷却来自预处理机构的第三气体,将其温度降至-90℃,冷凝氯乙烯和乙炔;一个气液分离器sepa2,接收第三气体冷却后得到的气液混合物,其液相出口输出的氯乙烯回收率达99.3%,乙炔回收率达92.6%,将该股液流送入所述多流股换热器回收冷量,其气相出口输出的第四气体进入所述变温变压吸附机构;一个膨胀机turb,接收变温变压吸附器分离出的富含氢气和氮气的第五气体,将第五气体降压至3bar,将压力能转化为冷量;一个分流器split2,将膨胀后的气体分流,得到第六气体和第七气体,第六气体和第七气体的体积比为9:1,第六气体送入多流股换热器回收冷量,第七气体送往变温变压吸附机构预冷吸附塔。

在本实施例中,预处理机构x的一个出口t13与深冷机构y的一个入口t14相连,将第三气体送入由入口t15送入多流股换热器mhex,多流股换热器mhex的一个出口t16与气液分离器sepa2的入口t17相连,气液分离器sepa2的液相出口t19输出氯乙烯和乙炔混合液,并与多流股换热器mhex的一入口t20相连,经换热回收冷量后排出,气液分离器sepa2的气相出口t18输出第四气体,并与深冷机构y的一出口t22相连。变温变压吸附机构z输送的第五气体与深冷机构y的一个入口t27相连,将第五气体送入透平膨胀机turb,将其压力能转化为冷量利用,透平膨胀机turb出口t29与分流器split2的入口t30相连,将第五气体分流为第六气体和第七气体,第六气体出口t31与多流股换热器mhex的入口t32相连,将第六气体冷量回收后排出,第七气体出口t34与深冷机构的一出口t35相连,将第七气体送入变温变压吸附机构以预冷吸附塔。

在本发明的一个优选实例中,所述多流股换热器mhex引入低温流股c-1,其成分为液态丙烷,作用是为其他换热流股提供足够的冷量。低温流股c-1的温度为-94℃,经多流股换热器mhex的一个入口t49进入,换热后由多流股换热器mhex的一个出口t50流出。

在本实施例中,变温变压吸附机构z包括:两个变温变压吸附塔tpsa,第四气体进入变温变压吸附机构的某一吸附塔以吸附氯乙烯和乙炔,当该吸附塔内的吸附剂达到吸附饱和后,将第四气体切换到另一只已经再生好的吸附塔继续吸附,而该吸附饱和的吸附塔则使用预处理机构输送的吹扫气进行吹扫再生,将富含氯乙烯和乙炔的吹扫气返回预处理机构以提浓氯乙烯和乙炔,吹扫完成后通入第七气体以预冷吸附塔;一个加热器heat2,用于加热进入变温变压吸附机构的吹扫气。

在本实施例中,变温变压吸附机构z的第四气体入口t23与深冷机构y的出口t22相连,变温变压吸附机构z的吹扫气入口t41与预处理机构x的出口t40相连,变温变压吸附机构z的第七气体入口t36与深冷机构的出口t35相连,变温变压吸附机构z的出口t26输出第五气体,并与所述深冷机构y一入口t27相连,将第五气体送往膨胀机,变温变压吸附机构z的出口t46输出吹扫气,并与所述预处理机构x的一入口t47相连,将吹扫气送往混合器。

在本实施例中,所述的吹扫气进入所述预处理机构x做循环处理,由此显著提高了氯乙烯和乙炔的回收率,降低深冷分离的能耗。

在本实施例中,所述变温变压吸附器使用的吸附剂为活性炭,操作温度为-90~50℃,操作压力为3~12bar。

在本实施例中,在吸附回收系统中,任何时刻总是有一台吸附塔处于吸附步骤,吸附饱和后将第四气体通入另一吸附塔继续吸附,向原吸附塔中通入高温吹扫气对吸附剂进行再生,同时回收被吸附的氯乙烯和乙炔组分,降低深冷分离的能耗,提高氯乙烯和乙炔的回收率,使得排放气中氯乙烯和乙炔含量符合国家标准。

本发明还提供了一种利用聚烯烃装置尾气组分分离与回收的装置来分离回收尾气的方法,其包括如下步骤:

预处理步骤,将原料气分流,部分作为吹扫气送往变温变压吸附机构,另一部分与变温变压吸附机构输送的吹扫气混合,将混合气压缩后再除去其中的杂质,达到允许要求后输送至深冷机构,具体操作步骤为:(1)分流器split1将原料气分为两股,一股为吹扫气,流向变温变压吸附机构,一股为第一气体,吹扫气与第一气体比例为1:9;(2)混合器mix将来自变温变压吸附机构的吹扫气和第一气体混合,得到第二气体;(3)压缩机com将第二气体压缩至12bar;(4)换热器heat1将第二气体冷却至-10℃;(5)气液分离器sepa1将第二气体中杂质分离并排出,输出第三气体。

深冷分离步骤,接收第三气体,并分离回收其中的氯乙烯和乙炔,并排出主要组成为氮气和氢气的混合气体,具体操作步骤为:(1)利用多流股换热器mhex将第一气体温度降低到-90℃,得到的气液混合物进入气液分离器sepa2;(2)气液混合物在气液分离器sepa2中进行气液分离,液相出口输出氯乙烯和乙炔混合液,气相出口输出的第四气体送入变温变压吸附机构继续回收氯乙烯和乙炔;(3)为回收冷量,将氯乙烯和乙炔混合液送入多流股换热器mhex进行复热,复热后温度为-15℃;(5)来自变温变压吸附机构的第五气体在透平膨胀机turb中降压降温,压力由12bar降至3bar,温度由-90℃降至-123.5℃;(6)降温后的第五气体由分流器split2分为第六气体和第七气体,其体积比为9:1,第六气体送至多流股换热器mhex进行冷量回收,使其温度由-123.5℃升高至-28℃,第七气体送往变温变压吸附机构以预冷吸附塔。

变温变压吸附步骤,接收第四气体,对气体中乙炔和氯乙烯做进一步回收,排出第五气体和吹扫气,并将吹扫气作循环处理;具体操作步骤为:(1)第四气体输入一个变温变压吸附器(吸附剂采用活性炭)中,吸附剂将吸附大部分氯乙烯和乙炔,输出第五气体,第五气体送往深冷机构进行冷量回收;(2)变温变压吸附器内吸附剂饱和后将第四气体通入另一个变温变压吸附器,用高温吹扫气对原吸附器进行吹扫,使吸附剂再生,吹扫气返回预处理机构进行循环,以提浓氯乙烯和乙炔,提浓后的混合气作为深冷分离机构的原料气;(3)吹扫完成后将第七气体通入吸附器中进行预冷。

实施例2

在本实施例中,原料气的摩尔流率为108kmol/h,压力为3bar,温度为10℃,其中各组分摩尔分数如下:乙炔2%,氯乙烯10%,氮气25%,氢气63%。

在本实施例中,预处理机构x包括:一个分流器split1,用于将原料气分流,得到第一气体和用于变温变压吸附机构的吹扫气;吹扫气与第一气体的体积比为1:9;一个混合器mix,用于混合第一气体和变温变压吸附机构输送的吹扫气,得到第二气体;一个压缩机com,用于接收第二气体,并将第二气体压力由3bar提升至12bar;一个换热器heat1,用于冷却第二气体,使其温度降至-10℃;一个气液分离器sepa1,用于除去第二气体中的少量杂质,得到第三气体。

在本实施例中,预处理机构x的入口t1与分流器split1入口t2相连,分流器split1的一个出口t3与混合器mix入口t4相连,另一个出口t42与预处理机构x的一出口t43相连,混合器mix出口t5与压缩机com的入口t6相连,压缩机com出口t7与换热器heat1的入口t8相连,换热器heat的出口t9与气液分离器sepa1的入口t10相连,气液分离器sepa1的气相出口t12与预处理机构x的一出口t13相连。

在本实施例中,所述换热器为管式换热器,其作用是通过采用便宜的冷媒介,例如循环冷却水,将压缩后的第二气体冷却到要求的温度,以节省能耗。

在本实施例中,深冷机构y包括:一个多流股换热器mhex,用流股间匹配换热回收冷量,用于接收并冷却来自预处理机构的第三气体和来自变温变压吸附机构的第五气体,将第三气体温度降至-90℃,冷凝氯乙烯和乙炔,对第五气体进行复热以回收冷量;一个气液分离器sepa2,接收第三气体冷却后得到的气液混合物,其液相出口输出的氯乙烯回收率达99.9%,乙炔回收率达92.6%,将该股液流送入所述多流股换热器mhex回收冷量,其气相出口输出的第四气体进入所述多流股换热器mhex,升温至-50℃,避免在透平膨胀机中因温度过低而产生液相;一个膨胀机turb,接收升温后的第四气体,将第四气体降压至3bar,将压力能转化为冷量;一个分流器split2,将第四气体分流为第五气体和第六气体,第五气体和第六气体的体积比为9:1,第五气体送往多流股换热器mhex中升温至-80℃,避免温度过低对变温变压吸附机构产生影响,第六气体送往变温变压吸附机构以预冷吸附塔。

在本实施例中,预处理机构x的一个出口t13与深冷机构y的一个入口t14相连,将第三气体送入多流股换热器mhex,多流股换热器mhex的一个出口t16与气液分离器sepa2的入口t17相连,气液分离器sepa2的液相出口t18输出氯乙烯和乙炔混合液,并与多流股换热器mhex的一入口t19相连,经换热回收冷量后排出,气液分离器sepa2的气相出口t21输出第四气体,并与多流股换热器的一入口t22相连,将第四气体升温后送往透平膨胀机turb,透平膨胀机turb出口t25与分流器split2的入口t26相连,将第四气体分流为第五气体和第六气体,第五气体出口t27与多流股换热器mhex入口t28相连,将第五气体升温后送往变温变压吸附机构z,第六气体出口t37与深冷机构y一出口t38相连。变温变压吸附机构z输送的第七气体与深冷机构y的一个入口t35相连,将第七气体送入多流股换热器mhex,将其冷量回收。

在本发明的一个优选实例中,所述多流股换热器mhex引入低温流股c-1,其成分为液态丙烷,作用是为其他换热流股提供足够的冷量。低温流股c-1的温度为-94℃,经多流股换热器mhex的一个入口t52进入,换热后由多流股换热器mhex的一个出口t53流出。

在本实施例中,变温变压吸附机构z包括:两个变温变压吸附塔,第五气体进入变温变压吸附机构的某一吸附塔以吸附氯乙烯和乙炔,当该吸附塔内的吸附剂达到吸附饱和后,将第五气体切换到另一只已经再生好的吸附塔继续吸附,而该吸附饱和的吸附塔则使用预处理机构输送的吹扫气进行吹扫再生,将富含氯乙烯和乙炔的吹扫气返回预处理机构以提浓氯乙烯和乙炔,吹扫完成后用深冷机构输送的第六气体对吸附塔进行预冷;一个加热器heat2,用于加热进入变温变压吸附机构的吹扫气。

在本实施例中,变温变压吸附机构z的第五气体入口t31与深冷机构y的出口t30相连,第六气体入口t39与深冷机构y的出口t38相连,吹扫气入口t44与预处理机构x的出口t43相连,变温变压吸附机构z的出口t34输出第七气体,并与所述深冷机构y的一个入口t35相连,变温变压吸附机构的另一出口t49输出吹扫气,并与所述预处理机构x的入口t50相连。

在本实施例中,所述的吹扫气进入所述预处理机构x做循环处理,由此显著提高了氯乙烯和乙炔的回收率,降低深冷分离的能耗。

在本实施例中,所述变温变压吸附器使用的吸附剂为活性炭,操作温度为-80~50℃,操作压力为3~12bar。

在本实施例中,在吸附回收系统中,任何时刻总是有一台吸附塔处于吸附步骤,吸附饱和后将第五气体通入另一吸附塔继续吸附,向原吸附塔中通入高温吹扫气对吸附剂进行再生,同时回收被吸附的氯乙烯和乙炔组分,降低深冷分离的能耗,提高氯乙烯和乙炔的回收率,使得排放气中氯乙烯和乙炔含量符合国家标准。优选地,可将多流股换热器输出的第七气体一部分作为吹扫气,以提高吸附剂的再生度。

本发明还提供了一种利用聚烯烃装置尾气组分分离与回收的装置来分离回收尾气的方法,其包括如下步骤:

预处理步骤,将原料气分流,部分作为吹扫气送往变温变压吸附机构,另一部分与变温变压吸附机构输送的吹扫气混合,将混合气压缩后再除去其中的杂质,达到允许要求后输送至深冷机构,具体操作步骤为:(1)分流器split1将原料气分为两股,一股为吹扫气,流向变温变压吸附机构,一股为第一气体,吹扫气与第一气体比例为1:9;(2)混合器mix将来自变温变压吸附机构的吹扫气和第一气体混合,得到第二气体;(3)压缩机com将第二气体压缩至12bar;(4)换热器heat1将第二气体冷却至-10℃;(5)气液分离器sepa1将第二气体中杂质分离并排出,输出第三气体。

深冷分离步骤,接收第三气体,并分离回收其中的氯乙烯和乙炔,并排出主要组成为氮气和氢气的混合气体,具体操作步骤为:(1)利用多流股换热器mhex将第三气体温度降低到-90℃,得到的气液混合物进入气液分离器sepa2;(2)气液混合物在气液分离器sepa2中进行气液分离,气相出口输出第四气体,液相出口输出氯乙烯和乙炔混合液,将混合液送入多流股换热器mhex进行复热以回收冷量,复热后温度为-15℃;(3)将第四气体送入多流股换热器mhex复热至-50℃,避免在透平膨胀机turb中产生液相,复热后的气体送往透平膨胀机turb降压降温,压力由12bar降至3bar,温度由-50℃降至-90℃;(4)将第四气体送入分流器split2中分流为第五气体和第六气体,其体积比为9:1,第六气体送往变温变压吸附机构z以预冷吸附塔,第五气体送入多流股换热器mhex中复热至-80℃,避免温度过低对变温变压吸附机构产生影响;(5)来自变温变压吸附机构的第七气体送至多流股换热器mhex进行冷量回收,使其温度由-80℃升高至-36.7℃。

变温变压吸附步骤,接收第五气体,对气体中乙炔和氯乙烯做进一步回收,排出第七气体和吹扫气,并将吹扫气作循环处理;具体操作步骤为:(1)第五气体输入一个变温变压吸附器(吸附剂采用活性炭)中,吸附剂将吸附大部分氯乙烯和乙炔,输出第七气体,第七气体送往深冷机构进行冷量回收;(2)变温变压吸附器内吸附剂饱和后将第五气体通入另一个变温变压吸附器,用高温吹扫气对原吸附器进行吹扫,使吸附剂再生,吹扫气返回预处理机构进行循环,以提浓氯乙烯和乙炔,提浓后的混合气作为深冷分离机构的原料气;(3)吹扫完成后将第六气体通入吸附器中进行预冷。

应当注意的是,以上所述的实施例仅用于解释本发明,并不构成对本发明的任何限制。通过参照典型实施例对本发明进行了描述,但应当理解为其中所用的词语为描述性和解释性词汇,而不是限定性词汇。可以按规定在本发明权利要求的范围内对本发明作出修改,以及在不背离本发明的范围和精神内对本发明进行修订。尽管其中描述的本发明涉及特定的方法、材料和实施例,但是并不意味着本发明限于其中公开的特定例,相反,本发明可扩展至其他所有具有相同功能的方法和应用。

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