专利名称：一种液化石油气芳构化尾气的气体分离装置的制作方法
技术领域：
一种液化石油气芳构化尾气的气体分离装置技术领域[0001]本实用新型属于气体分离工艺领域，具体涉及一种液化石油气芳构化尾气的气体 分离工艺及其装置。
背景技术：
[0002]芳烃中的苯、甲苯和二甲苯(BTX)广泛用于合成纤维、树脂、橡胶以及各种精细化 学品。根据 World Petrochemicals · SRI Consulting 统计，在 2005 — 2010 年间，全球 苯、甲苯和二甲苯的平均需求增长率分别达到4. 4%、3 4%和5. 4%，而同期中国对苯、甲苯和 二甲苯的需求增长率高达16%、8. 2%和19. 1%。近年来，由于芳烃下游产品发展迅速，国内外 市场对于芳烃的需求持续增长，我国已经是三苯的净进口国。BTX主要来源于钼重整工艺和 蒸汽裂解制乙烯工艺。钼重整工艺采用贵金属Pt系催化剂，以石脑油(直馏汽油)为原料， 通过脱氢等反应过程生产芳烃。蒸汽裂解制乙烯工艺中副产的裂解汽油经过加氢后可用于 抽提芳烃。由于我国高芳烃的石脑油资源少，因此在我国用钼重整工艺提供BTX受到很大 限制。因此，在我国积极开拓芳烃的增产新途径对于支撑国民经济持续发展具有重大意义。 以来源丰富的液化石油气为原料，通过芳构化生产用途广泛且附加值较高的化工原料一三 苯，可以满足国内市场的需求，创造明显的经济效益。[0003]芳构化尾气的主要成分有氢气、甲烷、乙烷、乙烯、丙烷、丁烷、丁烯、戊烷、戊烷以 上烷烃、苯、甲烷等。从芳构化尾气中回收C5+ (含5个以上碳原子的烃)、LPG (液化气)(碳 三、碳四组分)产品和干气((碳二以下组分，包括氢气、甲烷及碳二组分))可实现资源的充 分利用，减少对环境的污染，同时创造可观的经济效益。目前，现有技术的芳构化尾气的气 体分离工艺，并不成熟，存在分离效率低、能源利用率低、设备复杂、成本高等缺点，因此亟 待开发一种新的芳构化尾气的气体分离工艺，以对各气体充分回收利用。实用新型内容[0004]为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种液化石油气芳构化尾气的气体分 离装置，包括[0005]液化石油气芳构化尾气供应装置；[0006]精脱硫装置，其入口通过管线与上述液化石油气芳构化尾气供应装置连接；[0007]压缩机，通过设有冷却器的管线与上述精脱硫装置的出口连接；[0008]混烃精馏塔，其入口通过管线与上述压缩机连接，上述混烃精馏塔的塔顶设有塔 顶冷凝器，塔底设有塔底再沸器；[0009]干燥装置，其入口通过管线与上述混烃精馏塔的塔顶出口连接；[0010]第一换热器，其包括多股热流体通道和多股冷流体通道，其中第一热流体通道入 口通过管线与上述干燥装置出口连接；[0011]液化气精馏塔，其入口通过管线与上述第一换热器的第一热流体通道出口连接， 上述液化气精馏塔的塔顶设有塔顶冷凝器，塔底设有塔底再沸器。[0012]优选地，上述的液化石油气芳构化尾气的气体分离装置还包括第二换热器，其 包括气体通道和热交换介质通道，设于上述液化石油气芳构化尾气供应装置与上述精脱硫 装置入口之间的管线上，其中，第二换热器的气体通道入口通过管线与上述液化石油气芳 构化尾气供应装置连接，第二换热器的气体通道出口通过管线与上述精脱硫装置的入口连 接；第二换热器的热交换介质通道入口通过管线与上述混烃精馏塔的塔底出口连接。[0013]优选地，上述精脱硫装置的出口、上述液化气精馏塔的塔底再沸器、上述冷却器和 上述压缩机通过管线依序连接。[0014]优选地，上述的液化石油气芳构化尾气的气体分离装置还包括冷剂压缩机，冷剂 压缩机的出口、上述第一换热器的第二热流体通道、节流阀和液化气精馏塔塔顶冷凝器的 冷剂入口通过管线依序连通；液化气精馏塔塔顶冷凝器的冷剂出口、上述第一换热器的第 一冷流体通道和冷剂压缩机的入口通过管线依序连通。[0015]优选地，上述液化气精馏塔的塔顶出口通过管线与上述第一换热器的第二冷流体 通道连通。[0016]更优选地，所述液化气精馏塔的塔顶出口、所述第一换热器的第二冷流体通道和 所述干燥装置的再生气入口通过管线依序连通。[0017]优选地，上述的液化石油气芳构化尾气的气体分离装置，还包括膨胀机，上述液化 气精馏塔的塔顶出口、上述第一换热器的第二冷流体通道、上述膨胀机的膨胀端、上述第一 换热器的第三冷流体通道和上述膨胀机的的增压端通过管线依序连通。[0018]更优选地，所述液化气精馏塔的塔顶出口、所述第一换热器的第三冷剂通道、所述 膨胀机的膨胀端、所述第一换热器的第三冷流体通道、所述膨胀机的的增压端和所述干燥 装置的再生气入口通过管线依序连通。[0019]优选地，上述第一换热器为板翅式换热器。[0020]采用本实用新型的工艺和装置，可以实现用较低的能耗和投资，获得更大的产品 提取率和纯度。产品质量标准可达到[0021]I)干气产品中碳三以上组分小于O. 2% (质量分数)；[0022]2)液化气(碳三、碳四组分)LPG产品中碳二以下组分小于O. 1% (质量分数)，碳五 以上组分小于O. 3% (质量分数)；[0023]3)C5+产品中碳四以下组分(含碳原子数4以下的烃)小于0.2% (质量分数)。
[0024]图1是本实用新型实施例1的装置示意图。[0025]图2是本实用新型实施例2的装置示意图。[0026]1、液化石油气芳构化尾气供应装置；2、第二换热器；3、精脱硫装置；4、冷却器；5、 压缩机；6、混烃精馏塔；601塔顶冷凝器；602、塔底再沸器；7、干燥装置；8、第一换热器；9、 冷剂压缩机；10节流阀；11、液化气精馏塔；1101、塔顶冷凝器；1102、塔底再沸器；12、膨 胀机;1201、膨胀端;1202、增压端。
具体实施方式
[0027]
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。[0028]如图1所示，本实用新型的液化石油气芳构化尾气的气体分离装置，包括[0029]液化石油气芳构化尾气供应装置I ;[0030]精脱硫装置3，其入口通过管线与液化石油气芳构化尾气供应装置I连接；[0031]压缩机5，通过设有冷却器4的管线与精脱硫装置3的出口连接；[0032]混烃精馏塔6，其入口通过管线与压缩机5连接，混烃精馏塔6的塔顶设有塔顶冷 凝器601，塔底设有塔底再沸器602 ；[0033]干燥装置7，其入口通过管线与混烃精馏塔6的塔顶出口连接；[0034]第一换热器8 (优选为板翅式换热器)，其包括多股热流体通道和多股冷流体通道， 其中第一热流体通道通过管线与干燥装置7出口连通；[0035]液化气精馏塔11，其入口通过管线与第一换热器8的第一热流体通道出口连接， 液化气精馏塔11的塔顶设有塔顶冷凝器1101，塔底设有塔底再沸器1102。[0036]为使混烃精馏塔6塔底得到的C5+产品(分子式含5个以上碳原子的烃)的热量 得到充分利用，本实用新型的液化石油气芳构化尾气的气体分离装置还包括第二换热器2。 该第二换热器2包括气体通道和热交换介质通道(当第二换热器2为板壳式换热器时，二通 道分别指壳程和板程；当第二换热器2为管壳式换热器时，二通道分别指壳程和管程)。该 第二换热器2设于液化石油气芳构化尾气供应装置I与精脱硫装置2之间的管线上，即，第 二换热器2的气体通道入口通过管线与液化石油气芳构化尾气供应装置I连接，第二换热 器2的气体通道出口通过管线与精脱硫装置3的入口连接；第二换热器2的热交换介质通 道入口通过管线与混烃精馏塔6的塔底出口连接。[0037]为使精脱硫装置3出口气体的热量得到充分利用，精脱硫装置3的出口、液化气精 馏塔的塔底再沸器1102、冷却器4和压缩机5通过管线依序连接，使得精脱硫装置3出口的 气体通过液化气精馏塔11的塔底再沸器1102，给塔底再沸器1102提供热量后，再通过冷却 器4，然后进入压缩机5。[0038]本实用新型的液化石油气芳构化尾气的气体分离装置中，第一换热器8的冷源装 置为循环制冷。本实用新型的气体分离装置还包括冷剂压缩机9，冷剂压缩机9的出口、第 一换热器8的第二热流体通道、节流阀10和液化气精馏塔11塔顶冷凝器1101的冷剂入口 通过管线依序连通；液化气精馏塔11塔顶冷凝器1101的冷剂出口、第一换热器8的第一冷 流体通道和冷剂压缩机9的入口通过管线依序连通。[0039]为给从液化气精馏塔11塔顶出来的干气复温，液化气精馏塔11的塔顶出口通过 管线与第一换热器8的第二冷流体通道连通。[0040]复温后的干气可用于干燥装置7的再生，液化气精馏塔11的塔顶出口、第一换热 器8的第二冷流体通道和干燥装置7的再生气入口通过管线依序连通(图中未示出)。[0041]如图2所示，在本实用新型的另一实施例中，液化石油气芳构化尾气的气体分离 装置还包括膨胀机12，液化气精馏塔11的塔顶出口、第一换热器8的第二冷流体通道、膨胀 机12的膨胀端1201、第一换热器8的第三冷流体通道和膨胀机的增压端1202通过管线依 序连通。复温后的干气可用于干燥装置的再生，因此优选地，液化气精馏塔的塔顶出口、第 一换热器的第二冷流体通道、膨胀机的膨胀端、第一换热器的第三冷流体通道、膨胀机的的 增压端和干燥装置的再生气入口通过管线依序连通(图中未示出)。[0042]结合图1，本实用新型的液化石油气芳构化尾气的气体分离工艺，包括如下步骤[0043]I)脱硫液化石油气芳构化尾气进入精脱硫装置3，150°C以上温度下脱硫 后，气体通过冷却器4冷却至3(T50°C ；[0044]2)含5个以上碳原子的烃的分离步骤I)冷却后的气体经压缩机5加压至 2 3MPa后，通入混烃精馏塔6，所述混烃精馏塔6的塔底再沸器602温度为200°C以上，混烃 精馏塔6的塔顶冷凝器601的温度为3(T60°C，精馏后，混烃精馏塔底6得到含5个以上碳 原子的烃排出，收集，其余成分从混烃精馏塔6的塔顶排出；[0045]3)液化气和干气的分离步骤2)中从混烃精馏塔6的塔顶排出的气体经干燥装 置7干燥后，经第一换热器8冷却至一 4(T -60°C,然后进入液化气精馏塔11，液化气精馏 塔11的塔底再沸器1102温度设为7(T90°C，液化气精馏塔11的塔顶冷凝器1101的温度设 为一50 -75°C，精馏后，液化气精馏塔底得到液化气排出，收集，液化气精馏塔11的塔顶 排出干气。[0046]步骤I)中所述液化石油气芳构化尾气经第二换热器2加热后进入精脱硫装置3， 由于混烃精馏塔6塔底排出的含5个以上碳原子的烃的温度很高，为充分利用其热量，第二 换热器2的热交换介质为步骤2)中混烃精馏塔6塔底排出的含5个以上碳原子的烃。[0047]为充分利用精脱硫装置3出口气体的热量，步骤I)中液化石油气芳构化尾气进入 精脱硫装置3，150°C以上温度下脱硫后，通入液化气精馏塔11的塔底再沸器1102，为液化 气精馏塔11提供再沸热量，同时自身也得到冷却，然后再通过冷却器4冷却。[0048]步骤3)中所述第一换热器8 (可为板翅式换热器)，包括多股热流体通道和多股冷 流体通道，干燥装置7干燥后的气体通过第一换热器8的第一热流体通道降温至一 40 -60°C，该第一换热器8的冷量主要来自混合冷剂制冷循环混合冷剂经冷剂压缩机9压缩 至1. 2MPag飞.OMPag,并通过冷剂压缩机9本身的冷却器冷却至室温后，通过第一换热器 8的第二热流体通道，温度降低变成液态，经节流阀10节流减压，温度降低至一 60°C -120°C，同时成为气液两相；节流减压后的混合冷剂先进入液化气精馏塔11的塔顶冷凝器 1101作为冷介质对液化气精馏塔11塔顶出气进行制冷后，再返回该第一换热器8的第一冷 流体通道复热，并为热流体(即，通过热流体通道的流体)提供冷量；混合冷剂出该第一换热 器后成为低压气态流体，返回冷剂压缩机9入口，如此循环，[0049]其中，所述混合冷剂为甲烷、乙烷或乙烯、丙烷或丙烯、丁烷和戊烷中的两种以上 组分混合组成。[0050]步骤3)中液化气精馏塔11的塔顶排出的干气通过所述第一换热器8的第二冷流 体通道，与第一换热器8的多股热流体进行热交换，回收冷量，复温至室温。[0051]复温至室温的干气可通入干燥装置7，以脱除干燥装置中吸附的水分等，对干燥装 置7进行再生后，再排出收集干气。[0052]作为另一技术方案，步骤3)中液化气精馏塔11的塔顶排出的干气通过所述第一 换热器8的第二冷流体通道，与第一换热器8的多股热流体进行热交换，回收冷量，复温 至一 5(T0°C，复温至一 5(T0°C的干气进入膨胀机12的膨胀端1201膨胀制冷，然后再返回 第一换热器的第三冷流体通道提供冷量，出第一换热器后，进入膨胀机增压端1202增压。 增压后的干气通入干燥装置7，以脱除干燥装置中吸附的水分等，对干燥装置7进行再生 后，排出收集干气。[0053]为进一步对本实用新型进行说明，以下列举两个优选实施例以对本实用新型进行 说明。[0054]实施例1[0055]如图1所示，液化石油气芳构化尾气进入界区后先通过第一换热器2与混烃精馏 塔6塔底再沸器601出来C5+产品(含5个以上碳原子的烃)换热，温度升高后进入精脱硫 装置3，精脱硫装置的温度设为150°C以上，脱硫的气体后通过液化气(LPG)精馏塔11的塔 底再沸器1101与其换热后，通过冷却器4 (水冷器或风冷器)冷却后进入压缩机5，经压缩 加压至2 3MPa后进入混烃精馏塔6，混烃精馏塔6塔底再沸器602温度设为200°C以上，塔 顶冷凝器601温度设为3(T60°C，精馏后，混烃精馏塔6塔底得到C5+产品，经与液化石油气 芳构化尾气换热后送至界外。混烃精馏塔6塔顶排出的气体以碳4以下组分和氢气为主， 经干燥装置7后进入第二换热器8 (板翅式换热器)的第一热流体通道，冷却到一 45°C时 进入液化气精馏塔11。液化气精馏塔11塔底再沸器1102温度设为7(T90°C，塔顶冷凝器 1101温度设为一 50 -75°C，精馏后塔底得到液化气。液化气精馏塔11塔顶得到以碳1、 碳2和氢气为主的干气，塔顶出口气体温度约一 65°C，经第一换热器8回收冷量后，复温到 38°C输出作为干燥工序的再生气，最后出界区成为干气产品。[0056]本实施例中混合冷剂制冷循环由冷剂压缩机9、第一换热器8、节流阀10等组成， 混合冷剂由甲烷、乙烷(或乙烯)、丙烷(或丙烯)、丁烷、戊烷中的两种以上组分混合组成。[0057]循环过程如下混合冷剂经压缩机9压缩至1. 2MPag飞.OMPag,并冷却至室温后 (水冷或风冷)，通过第一换热器8的第二热流体通道，温度降低变成液态，经节流阀10节流 减压，温度降低至一 60°C -120°C，同时成为气液两相；节流减压后的混合冷剂先进入液 化气精馏塔11的塔顶冷凝器1101作为冷介质对液化气精馏塔11塔顶出气进行制冷后，再 返回该第一换热器8的第一冷流体通道复热，并为热流体(即，通过热流体通道的流体)提供 冷量；混合冷剂出该第一换热器后成为低压气态流体，返回冷剂压缩机9入口，如此循环，[0058]经测定，依本实施例所述的方法分离得到的气体，质量如下[0059]I)干气((碳二以下组分，包括氢气、甲烷及碳二组分))产品中碳三以上组分小于 O. 2% (质量分数)；[0060]2)液化气(碳三、碳四组分)LPG产品中碳二以下组分小于O. 1% (质量分数)，碳五 以上组分小于O. 3% (质量分数)；[0061]3) C5+产品(含5个以上碳原子的烃)中碳四以下组分小于O. 2% (质量分数)。[0062]实施例2[0063]如图2所示，实施例2与实施例1的不同之处在于[0064]液化气精馏11塔顶得到的干气经第一换热器8换热后，温度由一 65°C升至一 5(T0°C后不直接出系统，而是进入膨胀机12膨胀到1.4MPa，温度一 41°C后，再返回第一换 热器提供冷量，升温至38°C后出第一换热器8后，进入膨胀机12增压端增压，然后去干燥脱 水工序作再生气，最后出界区成为干气产品。[0065]以上所述实施例仅是为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。
权利要求1.一种液化石油气芳构化尾气的气体分离装置，其特征在于，包括液化石油气芳构化尾气供应装置；精脱硫装置，其入口通过管线与所述液化石油气芳构化尾气供应装置连接；压缩机，通过设有冷却器的管线与所述精脱硫装置的出口连接；混烃精馏塔，其入口通过管线与所述压缩机连接，所述混烃精馏塔的塔顶设有塔顶冷凝器，塔底设有塔底再沸器；干燥装置，其入口通过管线与所述混烃精馏塔的塔顶出口连接；第一换热器，其包括多股热流体通道和多股冷流体通道，其中第一热流体通道入口通过管线与所述干燥装置出口连接；液化气精馏塔，其入口通过管线与所述第一换热器的第一热流体通道出口连接，所述液化气精馏塔的塔顶设有塔顶冷凝器，塔底设有塔底再沸器。
2.根据权利要求1所述的液化石油气芳构化尾气的气体分离装置，其特征在于，还包括第二换热器，其包括气体通道和热交换介质通道，设于所述液化石油气芳构化尾气供应装置与所述精脱硫装置入口之间的管线上，其中，第二换热器的气体通道入口通过管线与所述液化石油气芳构化尾气供应装置连接，第二换热器的气体通道出口通过管线与所述精脱硫装置的入口连接；第二换热器的热交换介质通道入口通过管线与所述混烃精馏塔的塔底出口连接。
3.根据权利要求1所述的液化石油气芳构化尾气的气体分离装置，其特征在于，所述精脱硫装置的出口、所述液化气精馏塔的塔底再沸器、所述冷却器和所述压缩机通过管线依序连接。
4.根据权利要求1所述的液化石油气芳构化尾气的气体分离装置，其特征在于，还包括冷剂压缩机，冷剂压缩机的出口、所述第一换热器的第二热流体通道、节流阀和液化气精馏塔塔顶冷凝器的冷剂入口通过管线依序连通；液化气精馏塔塔顶冷凝器的冷剂出口、所述第一换热器的第一冷流体通道和冷剂压缩机的入口通过管线依序连通。
5.根据权利要求4所述的液化石油气芳构化尾气的气体分离装置，其特征在于，所述液化气精馏塔的塔顶出口通过管线与所述第一换热器的第二冷流体通道连通。
6.根据权利要求5所述的液化石油气芳构化尾气的气体分离装置，其特征在于，所述液化气精馏塔的塔顶出口、所述第一换热器的第二冷流体通道和所述干燥装置的再生气入口通过管线依序连通。
7.根据权利要求5所述的液化石油气芳构化尾气的气体分离装置，其特征在于，还包括膨胀机，所述液化气精馏塔的塔顶出口、所述第一换热器的第二冷流体通道、所述膨胀机的膨胀端、所述第一换热器的第三冷流体通道和所述膨胀机的的增压端通过管线依序连通。
8.根据权利要求7所述的液化石油气芳构化尾气的气体分离装置，其特征在于，所述液化气精馏塔的塔顶出口、所述第一换热器的第三冷剂通道、所述膨胀机的膨胀端、所述第一换热器的第三冷流体通道、所述膨胀机的的增压端和所述干燥装置的再生气入口通过管线依序连通。
9.根据权利要求1所述的液化石油气芳构化尾气的气体分离装置，其特征在于，所述第一换热器为板翅式换热器。
专利摘要本实用新型公开了公开一种液化石油气芳构化尾气的气体分离装置，包括液化石油气芳构化尾气供应装置；精脱硫装置，入口通过管线与液化石油气芳构化尾气供应装置连接；压缩机，通过设有冷却器的管线与精脱硫装置的出口连接；混烃精馏塔，入口通过管线与压缩机连接；干燥装置，入口通过管线与混烃精馏塔的塔顶出口连接；第一换热器，包括多股热流体通道和多股冷流体通道，其中第一热流体通道入口通过管线与干燥装置出口连接；液化气精馏塔，入口通过管线与第一换热器的第一热流体通道出口连接。采用本实用新型的装置，可以实现用较低的能耗和投资，获得更大的产品提取率和纯度。
文档编号F25J3/02GK202853258SQ20122043648
公开日2013年4月3日 申请日期2012年8月30日 优先权日2012年8月30日
发明者徐小勤, 张海军 申请人:北京科瑞赛斯气体液化技术有限公司