本实用新型属于石油化工干气综合利用领域，特别是涉及一种混合碳四一体化工艺干气综合利用装置。
背景技术：
我国的混合碳四资源非常丰富，石油炼制和化工生产中副产大量的混合碳四，由于工艺方面的落后，其利用率一直不高，仅为40％左右，其中大部分都用作燃料，仅有少量用于化学品市场。上世纪90年代以来，得益于分离技术的进步，在精细化工方面，混合碳四得到了充分的利用。2012年后，随着芳构化深加工的衰落，异构化、烷基化异军突起，碳四深加工开始步入多元化发展。因此，在现有工艺技术的基础上，最大限度地开发碳四烃的利用价值，发展能耗低、污染小、利用率高、附加值高的下游产品，将成为提高石化企业综合竞争力的一个重要手段。
由于高辛烷值汽油需求的不断增长与环保要求的不断提高，在相当长的时间里，生产环保型汽油调合原料仍是碳四烃最主要利用途径。混合碳四原料中含有 C1～C3烃类，碳四纯化和异构化过程中添加氢气，后续工段将C1～C3烃类和过量氢气从混合碳四中脱除，此过程中产生含有C1～C3烃类和氢气的干气，同时干气中会夹带一定量的碳四，目前这些干气作为燃料气为锅炉提供热源，或作为尾气直接放空燃烧，这种处理方式造成碳三组分的浪费和碳四烃原料的损失，影响最终产品产量。现有工艺的干气利用价值较低，造成资源的浪费。将干气中的碳三、碳四组分及氢气回收利用，不仅充分利用资源，降低原料成本，而且体现出混合碳四一体化装置的优势。
技术实现要素：
本实用新型的目的是提供一种混合碳四一体化工艺干气综合利用装置，该装置适用性强，可应用于多种含氢气及C1～C3烃类干气的综合利用。
本实用新型通过下述技术方案加以实现：
一种混合碳四一体化工艺干气综合利用装置，由预热器、膜分离器、膜后冷凝器、气液分离罐、氢气压缩机、脱乙烷塔以及其间的连接管路构成，预热器冷侧连接干气入口，预热器冷侧物料出口与膜分离器进气口连接，膜分离器渗透气出口与氢气压缩机入口连接，氢气压缩机出口为回收氢气物料出口；膜分离器尾气出口与膜后冷凝器热侧入口相连，膜后冷凝器热侧出口与气液分离罐入口连接，气液分离罐液相出口为回收碳四物料出口，气液分离罐气相出口与脱乙烷塔连接，脱乙烷塔塔顶为燃料气出口，脱乙烷塔塔釜为碳三液化气出口。
所述膜分离器包含气体分离膜组件。
所述气体分离膜组件内部安装中空纤维气体分离膜。
所述脱乙烷塔为精馏塔。
气液分离罐液相出口与液相泵连接。
本实用新型公开了一种混合碳四一体化工艺干气综合利用的新装置。首先将待处理干气合并，预热至高于露点，然后通过膜分离系统分离干气中的氢气，以及碳三、碳四组分。由经济价值比较低的干气中回收氢气、碳三、碳四组分，提高了混合碳四的利用率和干气的经济价值。膜分离系统分离的氢气纯度超过80％，可作为混合碳四一体化工艺其它装置的氢源；膜后混合烃进一步分离得到燃料气、碳三液化气以及碳四组分，其中燃料气可作为热源，碳三液化气可作为民用液化气出售，回收的碳四组分可返回混合碳四一体化工艺的碳四综合利用装置。该装置采用的气体膜分离工艺占地小、能耗低、操作简单。整套装置设备少、投资低、收益高，可广泛应用于混合碳四一体化生产装置的干气综合利用。
附图说明
图1是本实用新型混合碳四一体化工艺干气综合利用装置简图。
附图标记说明：
1-待处理干气，2-回收氢气，3-燃料气，4-碳三液化气，5-回收碳四
E1-预热器，F1-膜分离器，E2-膜后冷凝器，V1-气液分离罐，P1-液相泵， C1-氢气压缩机，T1-脱乙烷塔。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明：
如图1所示：一种混合碳四一体化工艺干气综合利用装置，由预热器(E1)、膜分离器(F1)、膜后冷凝器(E2)、气液分离罐(V1)、液相泵(P1)、氢气压缩机(C1)、脱乙烷塔(T1)以及其间的连接管路构成，待处理干气(1)进入预热器(E1)冷侧，预热器(E1)冷侧物料出口与膜分离器(F1)进气口连接，膜分离器(F1)渗透气出口与氢气压缩机(C1)入口连接，氢气压缩机(C1) 出口物料为回收氢气(2)，膜分离器(F1)尾气出口与膜后冷凝器(E2)热侧入口相连，膜后冷凝器(E2)热侧出口与气液分离罐(V1)入口连接，气液分离罐(V1)气相出口与脱乙烷塔(T1)连接，脱乙烷塔(T1)塔顶出口物料为燃料气(3)，脱乙烷塔(T1)塔釜出口物料为碳三液化气(4)，气液分离罐(V1) 液相出口与液相泵(P1)连接，液相泵(P1)出口物料为混合碳四(5)。
混合碳四一体化工艺过程中产生的干气，压力在1.8～2.5MpaG，主要含有氢气、甲烷、乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、异丁烷和正丁烷等组分，根据混合碳四液化气原料组成的差异，以上各个组分的组成略有不同。由于干气含有氢气，露点较低，造成碳三、碳四组分的夹带。本实用新型先将干气中的氢气用气体膜分离进行分离，提高干气的露点，再冷凝回收碳三、碳四组分。待处理干气(1)经预热器(E1)加热到远离露点一定温度后进入膜分离器(F1)，膜分离器(F1) 的作用是将干气中的氢气与其它大分子组分分离，膜分离器(F1)有两个气体出口，一个是渗透气，另一个是膜后尾气，渗透气主要组分为回收氢气(2)，经氢气压缩机(C1)提压后外送；膜后尾气为脱除氢气的干气，经膜后冷凝器(E2) 冷凝成气液两相后进入气液分离罐(V1)，其中液相碳四组分含量较高，经液相泵(P1)输送至混合碳四一体化工艺的其它装置；气液分离罐(V1)的气相主要含有甲烷、乙烷、乙烯、丙烷、丙烯等，这股气相进入脱乙烷塔(T1)，经分离后，塔顶采出甲烷、乙烷、乙烯等组分，可作为燃料气(3)，塔釜采出丙烷、丙烯等组分，可作为民用液化气(4)出售。
实施例：
某碳四精细化工一体化工艺包括原料预处理装置、丁烷异构化装置、异丁烷脱氢装置、MTBE装置以及相关中间反应物回收循环装置，其中原料预处理装置和丁烷异构化装置均有干气排放。将这两股干气合并，采用本实用新型提供的装置进行回收利用。两股待处理干气主要组成见表1。
表1干气主要组成(mol％)
原料预处理装置干气和烷异构化装置干气合并后进入预热器E1冷侧，预热器E1为一管壳式换热器，加热介质为低压蒸汽。预热器E1冷侧物料出口与膜分离器F1进气口连接，膜分离器F1内部装填中空纤维气体分离膜组件。膜分离器 F1渗透气出口与氢气压缩机C1入口连接，氢气压缩机C1为一离心式压缩机。氢气压缩机C1出口物料为回收氢气。膜分离器F1尾气出口与膜后冷凝器E2热侧入口相连，膜后冷凝器E2为一管壳式换热器，冷却介质为常规循环水，上水温度30℃，回水温度37℃。膜后冷凝器E2热侧出口与气液分离罐V1入口连接，气液分离罐V1为卧式耐压储罐。气液分离罐V1气相出口与脱乙烷塔T1连接，脱乙烷塔T1为一内部装填散堆填料的精馏塔。脱乙烷塔T1塔顶出口物料为燃料气，脱乙烷塔T1塔釜出口物料为碳三液化气。气液分离罐V1液相出口与液相泵P1连接，液相泵P1采用离心泵，液相泵P1出口物料为混合碳四。
详细工艺流程如下：混合干气压力1.8MpaG，经预热器加热至75℃后进入膜分离器，经分离后，膜后渗透气压力0.2MpaG，其中氢气含量在80％以上，进入氢气压缩机提压后返回原料预处理装置的加氢反应器作为氢源。膜后尾气压力 1.6MpaG，与膜前干气相比，氢气脱除率达到70％。膜后尾气进入循环水冷凝器冷凝至35℃，进入气液分离罐，分离后的液相碳四含量较高，作为原料预处理装置脱丙烷的回流，其中的碳四组分由脱丙烷塔塔釜进入后续丁烷异构化装置。气液分离罐的气相进入脱乙烷塔，经脱乙烷塔分离后塔顶采出干气，主要含有甲烷、乙烷、乙烯等轻组分，可作为燃料气；塔釜采出丙烷、丙烯及少量碳四，可作为民用液化气出售。各出口物料组成见表2。
表2干气综合利用装置各出口物料组成(mol％)
以上所述实例仅是充分说明本实用新型而所举的较佳的实施例，本实用新型的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本实用新型基础上所作的等同替代或变换，均在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围以权利要求书为准。