专利名称：用于从流化催化裂化废气中回收乙烯的装置和方法
技术领域：
本发明涉及一种用于从废气中浓缩乙烯的装置和方法，其中该废气来自于产生由重油的流化催化裂化而得的汽油、丙烯等的装置，重油例如是由原油炼制工艺所产生的常压渣油。
背景技术：
在常压蒸馏装置中的原油提炼工艺中，大量产生档次低的重油如邦克-C油。当在流化催化裂化(FCC)单元中导入和处理这样的重油时，高附加值轻质石油产品，例如汽油和丙烯与重油和废气一起产生。在FCC单兀中产生的废气由氢气、甲烧、氮气、一氧化碳、二氧化碳、乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、C4+、水和微量的杂质(酸性气体，C0S，H2S，砷，氨，腈，水银，等)组成。虽然如下述表I所示，FCC废气中含有大量的乙烯，但是FCC废气中的乙烯浓度比较低，并且FCC废气中含有各种气体。出于这个原因，乙烯还尚未以经济方式从FCC废气中被回收，并且FCC废气作为燃料气体。表I
权利要求
1.一种从重油馏分的硫化催化裂化(FCC)工艺所得的废气中回收乙烯的方法，所述方法包括下述步骤使用变温吸附工艺浓缩FCC废气的C2+成份，以获得富含C2+的混合气体；以及将所述富含C2+的混合气体导入到置换解吸工艺中，从而从所述混合气体中回收高浓度乙烯。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述使用变温吸附工艺浓缩FCC废气的C2+成份的步骤包括 i)吸附步骤将所述FCC废气导入到填充有选择性吸附C2+成份的吸附剂的吸附塔中，从而使所述C2+成份被吸附到所述吸附剂上，并使残留的杂质从所述吸附塔中排出； )通过并流减压排出从经受过步骤i)的所述吸附塔的杂质； iii)逆流减压经受过步骤ii)的所述吸附塔，同时得到部分浓缩的C2成份； iv)通过低压漂洗将从所述吸附步骤排出的一部分气体循环进入经受过步骤iii)的所述吸附塔，由此从所述吸附塔中解吸所述C2+成份； V)将从所述吸附步骤排出的气体循环进入经受过步骤iv)的所述吸附塔，并加压所述吸附塔；以及 vi)将从所述吸附步骤排出的一部分气体循环进入经受过步骤V)的所述吸附塔，并加压所述吸附塔至吸附压力。
3.根据权利要求1所述的方法，其中使用变温吸附工艺浓缩FCC废气的C2+成份的步骤包括 i)将所述FCC废气导入到填充有选择性吸附C2+成份的吸附剂的吸附塔中，从而使所述C2+成份被吸附到所述吸附剂上，并使残留的杂质从所述吸附塔中排出； )压缩从逆流减压和低压漂洗得到的一部分富C2流，将所压缩的流并流地导入到经受过步骤i)的所述吸附塔，由此使用通过压缩机加压的富C2流从所述吸附塔清洗杂质，从而使所述吸附塔变为富C2+大气环境； iii)通过并流减压从经受过步骤ii)的所述吸附塔排出杂质； iv)逆流减压经受过步骤iii)的所述吸附塔，同时得到部分浓缩的C2成份； V)将从步骤i)排出的一部分气体循环进入经受过步骤iv)的所述吸附塔，由此通过低压漂洗从所述吸附塔中解吸C2+成份；以及 vi)将从步骤i)排出的气体循环进入经受过步骤iv)的所述吸附塔，并加压所述吸附塔至吸附压力。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其中在至少两个吸附塔中周期性地重复每个步骤i)至 vi)。
5.根据权利要求2或3所述的方法，其中选择性吸附C2+成份的吸附剂选自包含硅胶、沸石和活性炭组成的组中。
6.根据权利要求1所述的方法，其中将富含C2+的混合气体导入到置换解吸工艺以回收高浓度乙烯的步骤包括 i)将从吸附和乙烯漂洗产生的气体回收到填充有乙烯选择性吸附剂的吸附塔中；ii)将富含C2+的混合气体导入到填充有乙烯选择性吸附剂的所述吸附塔中，以便从所述混合气体中吸附乙烯，并且导入未被吸附的成份和脱附剂，所述脱附剂在解吸过程中馈送到吸附塔中，并通过吸附塔的出口投入到蒸馏塔中，所述蒸馏塔将贫乙烯流/脱附剂混合物分离为成份； iii)在用于将富乙烯流/脱附剂混合物分离为成份的所述蒸馏塔中得到的高浓度乙烯导入到经受过步骤ii)的所述吸附塔中，由此清除乙烷和其他气体；以及 iv)将脱附剂导入到经受过步骤iii)的所述吸附塔中，从而从所述吸附塔中解吸乙烯，然后将所解吸的乙烯发送到用于将富乙烯流/脱附剂混合物分离为成份的所述蒸馏塔中，由此生成浓缩的乙烯。
7.根据权利要求1所述的方法，其中将富含C2+的混合气体导入到置换解吸工艺的步骤包括 i)将富含C2+的混合气体导入到填充有乙烯选择性吸附剂的所述吸附塔中，以便从所述混合气体中吸附乙烯，并且导入未被吸附的成份和脱附剂，所述脱附剂在解吸过程中馈送到吸附塔中，并通过吸附塔的出口投入到蒸馏塔中，所述蒸馏塔将贫乙烯流/脱附剂混合物分离为成份； )将乙烯漂洗产生的气体回收进入填充有乙烯选择性吸附剂的吸附塔； iii)在用于将富乙烯流/脱附剂混合物分离为成份的所述蒸馏塔中得到的高浓度乙烯导入到经受过步骤ii)的所述吸附塔中，从而清除乙烷和其他气体；以及 iv)将脱附剂导入到经受过步骤iii)的所述吸附塔中，从而从所述吸附塔中解吸乙烯，然后将所解吸的乙烯发送到用于将富乙烯流/脱附剂混合物分离为成份的所述蒸馏塔中，由此生成浓缩的乙烯。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其中在至少两个吸附塔中周期性重复步骤i)至iv)中的每个步骤。
9.根据权利要求6或7所述的方法，其中如果步骤ii)中的压力高于大气压，所述方法还包括，在步骤iii)之前，通过并流减压排出乙烯以外成份的步骤。
10.根据权利要求6或7所述的方法，其中所述方法还包括下述步骤v)将经受过步骤i)的吸附塔与经受过步骤iv)的吸附塔进行相通，从而将乙烯以外成份从经受过步骤i)的吸附塔发送到经受过步骤iv)的吸附塔，由此减压经受过步骤i)的吸附塔，并加压经受过步骤V)的吸附塔；vi)通过并流减压排出来自于经受过步骤V)的吸附塔的乙烯以外成份；以及vii)将富含C2+的混合气体导入到经受过步骤(vi)的吸附塔，并将所述吸附塔加压到吸附压力。
11.根据权利要求6或7所述的方法，其中所述选择性吸附乙烯的吸附剂是π-合成物吸附剂，其利用乙烯、X型沸石吸附剂、Y型沸石吸附剂或A型沸石吸附剂选择性地形成 合成物。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述X型沸石吸附剂是13Χ型沸石吸附剂。
13.根据权利要求6或7所述的方法，其中所述解析剂是C3-C6烃。
14.根据权利要求6或7所述的方法，其中在1-10个大气压的压力和20 150°C的温度下进行所述步骤iv)。
15.根据权利要求6或7所述的方法，其中将在用于将贫乙烯流/脱附剂混合物分离为成份的所述蒸馏塔和在用于将富乙烯流/脱附剂混合物分离为成份的所述蒸馏塔中得到的脱附剂循环进入吸附塔中。
16.一种用于从流化催化裂化(FCC)废气中回收乙烯的装置，所述装置包括变压吸附单元，用于从重油馏分的流化催化裂化(FCC)工艺所得的废气中浓缩C2+成份以获得富含C2+的混合气体；以及乙烯置换解吸单元，用于从富含C2+的混合气体选择性地分离乙烯。
17.根据权利要求16所述的装置，其中用于浓缩C2+成份的所述变压吸附单元包括 FCC废气提供管道；将从逆流减压步骤和低压漂洗步骤排出的富含C2+的流与压缩机连接的管道；用于提供一部分由压缩机压缩的解吸气体(富含C2+的混合气体)至吸附塔以执行漂洗步骤的管道；用于在吸附步骤期间从吸附塔排出高浓度杂质的管道；用于将从吸附塔排出的高浓度杂质提供至低压漂洗步骤用于重新产生吸附剂的管道；多个填充有选择性吸附C2+成份的吸附剂的多个吸附塔，其中所述吸附塔与用于从并流减压步骤向外界排出气体的管道相连接；以及压缩机，用于压缩从解吸步骤和低压漂洗步骤排出的混合气体。
18.根据权利要求16所述的装置，其中用于浓缩C2+成份的所述变压吸附单元包括 吸附塔(PAD-1 )，其填充有选择性吸附C2+成份的吸附剂，其经由阀(Ia)连接到FCC废气提供管道，并且经由阀(2a)与连接从逆流减压和低压漂洗步骤排出的富含C2+流的管道(2)连接，与压缩机连接，其中吸附塔(PAD-1)设有用于提供一部分管道(3)和阀(3a)，其用于提供一部分由压缩机压缩至吸附塔的解吸气体(富含C2+的混合气体)，从而实施漂洗步骤，与用于在吸附步骤中从吸附塔中排出高浓度杂质的管道(6)和阀(6a)相连接，与用于将从吸附步骤排出的高浓度废气提供给低压漂洗步骤用于再生吸附剂的管道(5)和阀(5a)相连接，以及与用于将来自并流减压步骤将气体排出到外界的管道(4)和阀(4a)相连接； 吸附塔(PAD-2)，其填充有选择性吸附C2+成份的吸附剂，其经由阀(Ib)连接到FCC废气提供管道(I)，并且经由阀(2b )与连接从逆流减压和低压漂洗步骤排出的富含C2+流的管道(2 )连接，与压缩机连接，其中吸附塔(PAD-2 )设有管道(3 )和阀(3b )，用于将一部分由压缩机压缩的解吸气体(富含C2+的混合气体)提供给吸附塔，从而实施漂洗步骤，与用于在吸附步骤中从吸附塔中将高浓度杂质排出至外界的管道(6)和阀(6b)相连接，与用于将从吸附步骤排出的高浓度废气提供给低压漂洗步骤用于再生吸附剂的管道(5)和阀(5b)相连接，以及与用于将来自并流减压步骤的气体排出到外界的管道(4)和阀(4b)相连接； 吸附塔(PAD-3)，其填充有选择性吸附C2+成份的吸附剂，其经由阀(Ic)连接到FCC废气提供管道(I)，并且经由阀(2c )与连接从逆流减压和低压漂洗步骤排出的富含C2+流和压缩机的管道(2)连接，其中吸附塔(PAD-3)设有管道(3)和阀(3c)，用于将一部分由压缩机压缩至吸附塔的解吸气体(富含C2+的混合气体)提供给吸附塔，从而实施漂洗步骤，与用于在吸附步骤中从吸附塔中将高浓度杂质排出至外界的管道(6)和阀(6c)相连接，与用于将从吸附步骤排出的高浓度废气提供给低压漂洗步骤用于再生吸附剂的管道(5)和阀(5c)相连接，以及与用于将来自并流减压步骤将气体排出到外界的管道(4)和阀(4c)相连接；以及 压缩机，用于压缩从解吸和低压漂洗步骤中排出的混合气体。
19.根据权利要求16所述的装置，其中用于选择性地从富含C2+混合气体中分离乙烯的所述乙烯置换解吸单元包括 多个吸附塔，其经由富含C2+混合气体的提供管道与用于浓缩C2+成份的变压吸附单元连接，与连接到蒸馏塔(Dl)的富乙烯流/脱附剂排出管道连接，用于将从吸附和漂洗步骤排出的混合气体导入到吸附塔中的管道，用于将从回收步骤排出的贫乙烯流和脱附剂导入到蒸馏塔(D2)中的管道，以及用于将从蒸馏塔(Dl)和蒸馏塔(D2)分离的脱附剂提供到吸附塔的管道；以及至少两个蒸馏塔，包括用于分离富烯烃流/脱附剂混合物为成份的蒸馏塔(D1)，和用于分离贫烯烃流/脱附剂混合物为成份的蒸馏塔(D2)。
20.根据权利要求16所述的装置，其中用于选择性地从富含C2+混合气体中分离乙烯的所述乙烯置换解吸单元包括 填充有乙烯选择性吸附剂的吸附塔(AD-1)，其经由富含C2+混合气体提供管道(7)和阀(7a)与用于浓缩C2+成份的变压吸附单元连接，经由阀(8a)与引入到蒸馏塔(Dl)的富乙烯流/脱附剂排出管道(8)连接，经由阀(9a)与用于提供来自于蒸馏塔(Dl)的预定量富乙烯流的管道(9)连接，经由阀(IOa)与用于将从吸附和乙烯漂洗步骤排出的混合气体导入到经受过解吸步骤的吸附塔，经由阀(12a)与用于将贫乙烯流和从收回部分排出的脱附剂导入到蒸馏塔(D2)，并且经由阀(14a)与用于提供从蒸馏塔(Dl)和蒸馏塔(D2)分离的脱附剂至吸附塔的管道(11)连接； 填充乙烯选择性吸附剂的吸附塔(AD-2)，其经由富含C2+混合气体提供管道(7)和阀(7b)与用于浓缩C2+成份的变压吸附单元连接，经由阀(Sb)与引入到蒸馏塔(Dl)的富乙烯流/脱附剂排出管道(8)连接，经由阀(9b)与用于提供来自于蒸馏塔(Dl)的预定量富乙烯流的管道(9)连接，经由阀(IOb)与用于将从吸附和乙烯漂洗步骤排出的混合气体导入到经受过解吸步骤的吸附塔的管道(10)连接，经由阀(12b)与用于将贫乙烯流和从收回部分排出的脱附剂导入到蒸馏塔(D2)的管道(12)连接，并且经由阀(14b)与用于提供从蒸馏塔(Dl)和蒸馏塔(D2)分离的脱附剂至吸附塔的管道(11)连接； 填充乙烯选择性吸附剂的吸附塔(AD-3)，其经由富含C2+混合气体提供管道(7)和阀(7c)与用于浓缩C2+成份的变压吸附单元连接，经由阀(Sc)与引入到蒸馏塔(Dl)的富乙烯流/脱附剂排出管道(8)连接，经由阀(9c)与用于提供来自于蒸馏塔(Dl)的预定量富乙烯流的管道(9)连接，经由阀(IOc)与用于将从吸附和乙烯漂洗步骤排出的混合气体导入到经受过解吸步骤的吸附塔的管道(10)连接，经由阀(12c)与用于将贫乙烯流和从收回部分排出的脱附剂导入到蒸馏塔(D2)的管道(12)连接，并且经由阀(14c)与用于提供从蒸馏塔(Dl)和蒸馏塔(D2)分离的脱附剂至吸附塔的管道(11)连接； 填充乙烯选择性吸附剂的吸附塔(AD-4)，其经由富含C2+混合气体提供管道(7)和阀(7d)与用于浓缩C2+成份的变压吸附单元连接，经由阀(8d)与引入到蒸馏塔(Dl)的富乙烯流/脱附剂排出管道(8)连接，经由阀(9d)与用于提供来自于蒸馏塔(Dl)的预定量富乙烯流的管道(9)连接，经由阀(IOd)与用于将从吸附和乙烯漂洗步骤排出的混合气体导入到经受过解吸步骤的吸附塔的管道(10)，经由阀(12d)与用于将贫乙烯流和从收回部分排出的脱附剂导入到蒸馏塔(D2)的管道(12)，并且经由阀(14d)与用于提供从蒸馏塔(Dl)和蒸馏塔(D2)分离的脱附剂至吸附塔的管道(11)连接；以及 两个蒸馏塔，其中一个是用于从脱附剂中分离富乙烯流的蒸馏塔(D1)，另一个是用于从脱附剂中分离贫乙烯流的蒸馏塔(D2)。
21.根据权利要求20所述的装置，其中在四个吸附塔中重复进行所述回收、吸附、烯烃漂洗和解吸步骤。
全文摘要
本发明提供了一种用于从废气中浓缩乙烯的装置和方法，其中该废气来自于产生由重油的流化催化裂化而得的汽油、丙烯等的装置，重油例如是由原油炼制工艺所产生的常压渣油。所述方法和装置可以通过增加原料气体的乙烯纯度和降低原料气体中的弱吸附成份的浓度而在接下来的乙烯置换解吸工艺中减少乙烯漂洗的量，并且能够在用于从弱吸附成分中分离脱附剂的蒸馏工艺期间减少脱附剂的损失。由此，根据本发明，能够以高浓度和低成本从重油的流化催化裂化而得的废气中回收乙烯。
文档编号C10G70/04GK103068778SQ201180041400
公开日2013年4月24日 申请日期2011年8月26日 优先权日2010年8月26日
发明者朴钟浩, 金钟南, 范熙泰, 李成俊, 李庄在, 金东昱, 高彰贤, 韩相摄, 赵淳行 申请人:韩国能量技术研究院, Sk新技术株式会社