一种回收费托合成驰放气中低碳烃的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及从费托合成驰放气中回收低碳烃的方法，特别涉及c3以上烃类物质回收的方法。
【背景技术】
[0002]费托合成是指一氧化碳和氢(又称为合成气)在催化剂的作用下，生成具有碳数分布的径类混合物的反应。该反应于1923年由F.Fischer和H.Tropsch首先发现，并于1936年实现工业化。合成气的来源可以是煤、天然气、焦炉气、重油、生物质等含碳物质。费托合成的产物是从Q到Cn>1。。分布的烃类混合物。
[0003]费托合成反应器输出物料的初步分离可采用多级冷凝/收集的方法，例如，在反应温度下可直接收集反应器输出的液相产物，其主要包含费托蜡等重质烃，反应器输出的气相物质冷却到100°c附近，可收集相应的冷凝液体，其主要包含重质烃和合成水，进一步将未凝气体冷却到40?60°C左右，可进一步收集相应的冷凝液体，其主要包含轻质烃和合成水等。经二级冷却后仍未冷凝的气体中主要包含未反应完的一氧化碳、氢、甲烷和其他低碳烃类物质以及氮气、二氧化碳等。为提高原料合成气的利用率，可将未凝气体送返费托合成反应器循环利用。为平衡循环圈压力，需要将部分未凝气体作为驰放气(尾气)排出系统。尽管驰放气的主要成分是不凝气体，但在设定的温度下，各种烃类物质都存在一定的饱和蒸汽压，特别是低碳烃。因此，若将尾气直接驰放，那么驰放气所含有的这部分低碳烃物质就会损失，从而降低液体产品，特别是低碳烃和石脑油的收率。因此，有必要对驰放气中的C3以上低碳烃进行回收，提高整个过程的经济效益。
[0004]CN1944358公开了一种从费托合成尾气中回收以C3?C5为主的低碳烃类混合物的方法。该专利方法采用脱碳、初冷、水洗、脱水、减压、深冷、分馏等多个工艺步骤分离得到以c3?c5为主的烃类混合物。这项发明的缺点是工艺流程长、操作步骤多，并且由于涉及深冷操作，因此需要对尾气进行脱除二氧化碳和水等处理以免在深冷过程中产生固体，操作难度较大。另外，深冷过程使用膨胀机、冷箱等特殊设备，设备造价高，同时也消耗较多能量。
[0005]CN200810202983.1公开了一种费托合成尾气的处理方法。该方法利用乙烯装置涉及的乙烯和丙烯的冷量，把脱除了二氧化碳和水的费托合成驰放气分离成可循环回费托合成反应器的氢、一氧化碳混合气、可作为化工原料的甲烷和各种高浓度高回收率的轻烃产品。该项技术主要包括逐级冷却、逐级分离回收重组分，其末级冷却温度低至-120°C至-170°C左右。因此该技术也涉及深冷操作，且需利用外部乙烯和丙烯冷量，设备投资和操作费用相对较高。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种从费托合成驰放气中回收C3以上低碳烃的方法。本发明方法无需使用深冷分离技术，从而降低设备投资和操作费用，并且降低能耗。
[0007]本发明提供了一种回收费托合成驰放气中低碳烃的方法，其包含以下步骤:
[0008]a)吸收工序:采用吸收剂对费托合成驰放气进行吸收，得到吸收了低碳烃的富液，经吸收后的费托合成驰放气排出系统作为燃料或进行后继处理综合利用；
[0009]b) 一段解吸工序:上述吸收了低碳烃的富液，用再沸器加热，使溶解在所述富液中的C2以下组分发生解吸，解吸气采出作为燃料或以其它方式综合利用，同时得到解吸后的富液；
[0010]c) 二段解吸工序:上述经过一段解吸后的富液，用再沸器加热，产生的蒸汽经冷凝回流，从精馏塔上端采出主要包含c3?c4和部分c5以上组分，从精馏塔底得到解吸了c3?c4和部分c5以上组分的贫液；贫液的大部分经冷却或冷冻后循环返回吸收工序作为循环吸收剂，剩余部分送往后继工段处理。
[0011]上述步骤a)中的吸收剂包含循环吸收剂和补充吸收剂两部分，补充吸收剂用于补充循环吸收剂在二段解吸时损失的重组分，保证循环吸收液的吸收能力。本发明中所使用的吸收剂来源方便，除了包括经二段解吸工序得到的贫液和外部所提供的馏分油外，还可包含费托合成粗分工段产出的低温冷凝物。
[0012]可选地，上述步骤a)、步骤b)和步骤c)可分别在吸收塔、一段解吸塔和二段解吸塔中进行，此为三塔流程；或者步骤a)和步骤b)在同一吸收蒸出塔内进行，步骤c)在解吸塔中进行，此为两塔流程。
[0013]在三塔流程中，第一塔为吸收塔，用以吸收费托合成驰放气中的低碳烃；第二塔为一段解吸塔，用以脱除溶解在富液中的c2以下轻组分及不凝气体；第三塔为二段解吸塔，用以采出主要成分为c3、C4的液化石油气(LPG)及部分C5以上组分并送后继工段处理，同时在塔釜得到脱除了轻组分的贫液，大部分贫液循环返回吸收塔作为吸收剂，剩余部分送往后继工段。
[0014]其中，费托合成驰放气从吸收塔的下部进入，经冷却或冷冻的循环吸收液从吸收塔的顶部进入，外部馏分油(例如石脑油、轻柴油等)或/和费托合成粗分工段输出的低温冷凝物(主要为c5-c15组分轻质烃)经冷却或冷冻后作为补充吸收剂，从吸收塔的上部进入。两股吸收剂与驰放气在吸收塔内交互作用，使得驰放气中的低碳烃被吸收剂所吸收。驰放气的尾气从吸收塔塔顶采出，吸收了低碳烃的富液从吸收塔塔釜采出。该富液经减压，从一段解吸塔的塔顶进入，一段解吸塔塔釜设置再沸器以提供足够的热量，使得溶解在富液中的C2以下轻组分以及不凝气体(一氧化碳、氢气、甲烷、二氧化碳以及(:2等)解吸，解吸气从一段解吸塔塔顶采出，脱除了 C2以下轻组分的富液从塔釜采出。从一段解吸塔塔釜采出的富液，进入二段解吸塔的中部，二段解吸塔顶设冷凝器并控制回流，塔釜设再沸器。从二段解吸塔塔顶得到主要成分为C3?c4以及部分c5以上组分产品送后继工段处理，从塔釜采出脱除了 LPG成分的贫液。贫液的大部分经增压、冷却或冷冻后返回吸收塔作为吸收剂，剩余部分作为产品送后继工段精制处理。
[0015]在两塔流程中，上述吸收塔和一段解吸塔合并为一个吸收蒸出塔，吸收剂从吸收蒸出塔的塔顶进入，费托合成驰放气从塔中部进入，塔釜由再沸器供热，使得吸收剂在吸收c3以上低碳烃的同时，脱除溶解在富液中的c2以下轻组分以及不凝气体。该富液从吸收蒸出塔塔釜采出，进入解吸塔的中部，解吸塔塔顶设冷凝器并控制回流，塔釜设再沸器。从解吸塔塔顶得到c3?c4和部分c5以上低碳烃，从塔釜采出脱除了轻烃的贫液。贫液的大部分经增压、冷却或冷冻后返回吸收蒸出塔作为吸收剂，剩余部分作为产品送往后继工段处理。
[0016]上述两塔流程具有布置紧凑、流程简单的特点，但吸收和解吸过程共存于同一塔内，对操作控制要求较高。而三塔流程可减少吸收和解吸过程的相互干扰，有利于控制调节和稳定操作。
[0017]优选地，步骤a)中吸收剂的温度为-40?60°C，吸收剂的用量为费托合成驰放气质量的1?5倍。通过对吸收剂的温度及流量的控制，可以调节驰放气中C3以上低碳烃的回收率。C3以上低碳烃可溶解在高碳有机溶剂中，且温度越低溶解度越大；溶剂量越大，溶质量也越大。从二段解吸工序循环返回的循环吸收剂，已脱除了 C3?C4和部分C5以上组分，所以其相对于新鲜吸收剂(如费托合成粗分工段输出的低温冷凝物)而言是更贫的贫液，因此其吸收推动力更大，吸收效果也更好。本发明利用二段解吸塔塔釜采出的贫液作为吸收剂，并控制吸收剂温度为-40?60°C，可提高驰放气中C3以上低碳烃的回收率，使得大部分C3以上低碳烃可被回收。
[0018]优选地，在三塔流程中，所述吸收塔的操作压力为1?5兆帕，所述一段解吸塔的操作压力为1?4兆帕，所述二段解吸塔的操作压力为1?2兆帕。在两塔流程中，吸收蒸出塔的操作压力为1?4兆帕，所述解吸塔的操作压力为1?2兆帕。
[0019]进一步地，本发明所述的吸收塔、一段解吸塔、二段解吸塔、吸收蒸出塔和解吸塔为板式塔或填料塔，理论塔板数为6?50块。
[0020]进一步地，本发明所述的一段解吸塔和解吸塔，回流比为2?15，用于调整解吸塔塔顶采出的产品组成和塔釜采出的贫液组成。
[0021]更进一步地，如果步骤a)中吸收剂的设置温度低于0°C，则需在