石化厂尾气综合回收系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种石化厂尾气综合回收系统，其特征在于：包括预处理系统（脱出杂质）、以及三组串联的变压吸附单元（分别获得烯烃、烷烃、氢气），每个变压吸附单元由至少5台并联的吸附塔组成。本实用新型采用三组串联的变压吸附单元，塔内装填各自专用吸附剂，工艺过程在DCS控制下自动完成。使石化厂尾气中80%左右的最有价值的气体成份作为化工原料或产品，实现石化厂尾气综合回收利用。该吸附装置在常温或低温条件下运行，能耗低、流程短、自动化程度高、成本低、收率和产品纯度高。烯烃收率≥90%，乙烯纯度≥95%，氢气收率≥90%，纯度可达99.9%，烷烃收率≥95%。装置处理尾气量大适用于不同规模的石油化工厂。
【专利说明】石化厂尾气综合回收系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及尾气回收利用领域，具体来讲是一种石化厂尾气综合节能减排回收系统。
【背景技术】
[0002]石化厂尾气是混合气体，成分复杂，其中含有10-20%左右为N2、O2和CO2气体，20-30%左右是H2, 30%左右为甲烧，30%左右为烃类(乙烯、丙烯、乙烷、丙烷)，其他成分微量。尾气中80%左右为很有价值的化工原料成份。
[0003]过去石油化工厂把这些尾气高空排放或用火炬燃烧掉，污染环境，现在还有不少企业把它当做廉价燃料，虽然减轻了污染，但也造成资源浪费。
[0004]把石化厂尾气中有价值的气体烯烃、氢气和烷烃分离纯化，H2可直接用于石化厂的加氢工艺，乙烯、丙烯就是基本的原料和产品，烷烃既是化工原料也是优质清洁燃料。
[0005]回收分离这些气体有深冷分离、中冷油吸收、络合吸收和膨胀机法，这些技术工艺和装置复杂，设备投资大、能耗高、导致装置经济效益非常差。近十几年发展了变压吸附和膜吸收法也有应用，但因没有高效的专用分离材料，有效成份回收效率低，能耗高、严重制约综合回收利用石化厂尾气有价值的气体。
实用新型内容
[0006]本实用新型的目的在于克服现有工艺的不足，本实用新型进行改进，在此提供一种石化厂尾气综合高效回收、能耗低的系统；本专利采用三组串联的变压吸附单元，每个单元由多个吸附塔组成，塔内装载各自专用吸附剂。
[0007]本实用新型是这样实现的，构造一种石化厂尾气综合回收系统，其特征在于:包括预处理系统、以及三组串联的变压吸附单元，每个变压吸附单元由多台并联的吸附塔组成，其中预处理系统连接换热器，换热器输出端与第一变压吸附单元连接，第一变压吸附单元、第二变压吸附单元以及第三变压吸附单元成串联连接。
[0008]根据本实用新型所述的石化厂尾气综合回收系统，其特征在于:每个变压吸附单元由至少5台并联的吸附塔组成。
[0009]根据本实用新型所述的石化厂尾气综合回收系统，其特征在于:第一变压吸附单元与第二变压吸附单元之间以及第二变压吸附单元与第三变压吸附单元之间设置有缓冲罐；实施时，第一变压吸附单元(或第二变压吸附单元)出来的尾气气压会不均匀，高低不一；缓冲罐起到进气均匀的作用。
[0010]石化厂尾气首是预处理脱除其中有害的杂质，满足后续分离的要求，使预处理可由高温吸附溶液吸收或是两种方法的组合构成。
[0011]可以采用三组串联方式实施；三组串联的高压吸附单元可分别每组获得一种产品。三组串联的高压吸附可调整其串联顺序，降低产品生产能耗，且根据项目所在地市场情况，只回收利用石化厂尾气氢气或烯烃或烷烃，或其中任意的组合成份。采用吸附材料，一组单元即可达到要求的相应产品纯度和收率。采用吸附材料，一组单元可回收其中的烃类(包括烯烃、烷烃)，用于石化生产的原料，再回收其中的甲烷生产天然气，最后再回收其中的氢气，使石化厂尾气的综合利用率达到80%以上。
[0012]本专利采用三组串联的变压吸附单元，每个单元由至少5台吸附塔组成，塔内装载各自专用吸附剂。全部吸收纯化尾气中所含80%左右的最有价值的气体成份作为化工原料或产品，实现综合回收利用。该吸附装置在常温或低温条件下运行，能耗低、流程短、自动化程度高、成本低、收率和产品纯度高。烯烃收率≥ 90%-95%，乙烯纯度≥ 99%，氢气收率≥90%-95%，纯度可达99.9%,烷烃收率≥95%。装置处理尾气量大从500-50000Nm3/h适用于不同规模的石油化工厂。
[0013]本实用新型的有益效果在于:本实用新型在此提供一种石化厂尾气综合回收系统，利用该系统从石油化工厂排放的尾气中综合回收化工原料；该系统采用三组串联的变压吸附单元，每个吸附单元由至少5台吸附塔并联组成。第一组吸附净化尾气中的乙烯、丙烯是价值高的有机化工原料；第二组吸附净化氢气，也是石化厂加氢工艺需要专门制造的原料；第三吸附净化的是甲烷，既是基本化工原料，也是优质清洁燃料。本专利烯烃收率大于90%，乙烯纯度80-99%，氢气收率≥99.5%,甲烷收率≥95%，纯度90_99%。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1从石化厂尾气中综合回收化工原料工艺流程图
[0015]图2是本实用新型石化厂尾气综合回收系统结构示意图
[0016]图中:1、预处理系统2、第一变压吸附单元，2、第二变压吸附单元，3、第三变压吸附单元，4、第三变压吸附单元，5、吸附塔，6、换热器，7、缓冲罐。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图1-2对本实用新型进行详细描述:
[0018]本实用新型通过以下技术方案实现:
[0019]本实用新型在此提供一种石化厂尾气综合回收系统，包括预处理系统1、以及三组串联的变压吸附单元2、3、4，每个变压吸附单元由至少5台并联的吸附塔5组成，其中预处理系统I连接换热器6，换热器6输出端与第一变压吸附单元连接2，第一变压吸附单元2、第二变压吸附单元3以及第三变压吸附单元4成串联连接。
[0020]第一变压吸附单元2与第二变压吸附单元3之间以及第二变压吸附单元3与第三变压吸附单元4之间设置有缓冲罐7。
[0021]一种从石化厂尾气中利用变压吸附技术(PSA)综合回收尾气中烯烃、H2和烷烃技术，回收三种最有价值的化工原料或产品占尾气总量的80%左右，其过程包括第一单元变压吸附分离，通过塔中专用吸附剂吸附烯烃气体，包括乙烯、丙烯、少量丁烯，用抽真空法解析。
[0022]把第一组吸附塔的尾气，送入第二组变压吸附塔，该吸附塔装载氢气专用吸附剂，吸附的非氢气杂质用抽真空方法解析出来。
[0023]把经过第二组变压吸附塔的尾气送入第三组吸附塔，本塔中装载烷烃专用吸附剂，吸附的烷烃用抽真空的方法解析出来。[0024]石化厂尾气在进行变压吸附之前要进行预处理，即脱出对吸附剂有害的酸性气体、水汽等。
[0025]每种化工原料的吸收、吸附塔使用各自专用的吸附剂。
[0026]解析出来的烯烃、氢气、烷烃还要分别进行后处理，通过精脱杂质单元以成为高纯度化工原料或产品。
[0027]经三个单元综合回收后的尾气，有化工利用价值和污染作用的成份很少，余下的只是和空气成份相同的02、N2和CO2，所以第三单元吸附后的尾气排空。
[0028]把经过预处理的尾气混合气体送入第一变压吸附单元，分离出乙烯、丙烯。该单元由至少5台并联的吸附塔组成，其中的吸附剂是烯烃专用的，抽真空获得的乙烯、丙烯解析气一部分作为产品的置换气，大部分送入后处理单元精脱杂质输出。
[0029]把前一单元吸附过烯烃的尾气送入第二吸附单元，该单元的吸附过程与前一单元相同，只是吸附剂是氢气专用吸附剂。通过抽真空获得解析气，该单元氢气回收率> 95%，经精脱处理后纯度可达99.9%。
[0030]把经过第二吸附单元吸附过氢气的尾气送入第三吸附单元，这时的尾气富含烷烃。第三吸附单元塔内装载烷烃专用吸附剂，吸附过程与前两个单元相同，通过抽真空解析出甲烷，少量乙、丙烷，其回收率达95%以上，经过后处理纯度可达99%，直接送出利用或再加工。
[0031]经过三个单元吸附后的尾气大部分为空气成份的02、N2和CO2，有机物成份已是微量，无污染，直接排空。
【权利要求】
1.一种石化厂尾气综合回收系统，其特征在于:包括预处理系统(I)、以及三组串联的变压吸附单元(2、3、4)，每个变压吸附单元由多台并联的吸附塔(5)组成，其中预处理系统(1)连接换热器(6)，换热器(6)输出端与第一变压吸附单元连接(2)，第一变压吸附单元(2)、第二变压吸附单元(3)以及第三变压吸附单元(4)成串联连接。
2.根据权利要求1所述的石化厂尾气综合回收系统，其特征在于:每个变压吸附单元由至少5台并联的吸附塔(5)组成。
3.根据权利要求1所述的石化厂尾气综合回收系统，其特征在于:第一变压吸附单元(2)与第二变压吸附单元(3)之间以及第二变压吸附单元(3)与第三变压吸附单元(4)之间设置有缓冲罐(7)。
【文档编号】C07C7/12GK203507776SQ201320671272
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年10月29日 优先权日:2013年10月29日
【发明者】余兰金, 兰治淮, 刘清源, 郑勇 申请人:四川省达科特能源科技有限公司