一種煉廠干氣回收系統(tǒng)及干氣回收方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種煉廠干氣回收系統(tǒng)及回收方法。所述系統(tǒng)包括：壓縮機、吸收塔、解析塔、膨脹機-冷箱系統(tǒng)、液化冷卻器；壓縮機連接吸收塔，吸收塔塔釜連接解吸塔，解吸塔釜連接吸收塔上部，解吸塔頂連接液化冷卻器，吸收塔頂部連接膨脹機-冷箱系統(tǒng)；所述膨脹機-冷箱系統(tǒng)包括冷箱、膨脹機、增壓機和閃蒸罐；吸收塔頂部連接冷箱，冷箱依次連著膨脹機和閃蒸罐，閃蒸罐頂部連接冷箱后連接增壓機。方法包括：煉廠干氣經(jīng)壓縮、冷卻、吸收、解析、液化后得到富碳二產(chǎn)品。本發(fā)明方法設(shè)備少，能耗低，流程簡單，回收率高，產(chǎn)品易于儲存和運輸。
【專利說明】一種煉廠干氣回收系統(tǒng)及干氣回收方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及煉廠干氣處理領(lǐng)域，更進(jìn)一步說，涉及一種干氣回收系統(tǒng)及干氣回收 方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 煉廠干氣主要來源于原油的二次加工過程，如催化裂化、熱裂化、延遲焦化、加氫 裂化等。一般催化干氣中乙烯含量較高，而焦化干氣中乙烷含量較高，在15%?25%左右， 此外，煉廠干氣中還含有丙烯、丙烷、丁烷等烯烷烴。目前，我國大部分煉廠仍將煉廠干氣作 為燃料氣燒掉，利用價值較低，并造成極大的資源浪費和環(huán)境污染。
[0003] 乙烷是非常理想的裂解原料，在蒸汽裂解過程中，相當(dāng)大的部分轉(zhuǎn)化成為乙烯。若 將煉廠干氣中的乙烷回收，送往乙烯生產(chǎn)裝置，不僅充分利用了煉廠尾氣資源，而且降低了 裂解原料成本，體現(xiàn)了煉化一體化優(yōu)勢。然而，對于純煉油型企業(yè)來講，由于無乙烯生產(chǎn)裝 置，回收的富乙烷氣如何運輸和儲存是急需要解決的問題。
[0004] 目前從煉廠干氣中回收乙烯的方法主要有深冷分離法、中冷油吸收法、絡(luò)合分離 法、變壓吸附法等，各種方法各具特點。深冷分離法工藝成熟，乙烯回收率高，但投資大，用 于稀乙烯回收能耗較高；絡(luò)合分離法，乙烯回收率較高，但對原料中的雜質(zhì)要求嚴(yán)格，預(yù)處 理費用較高，需要特殊的絡(luò)合吸收劑；變壓吸附法操作簡單，能耗較低，但產(chǎn)品純度低，乙烯 回收率低，占地面積大。
[0005] 中冷油吸收法主要是利用吸收劑對氣體中各組分的溶解度不同來分離氣體混合 物，一般先利用吸收劑吸收C2及C2以上的重組分，分離出甲烷、氫氣等不凝性氣體，再用精 餾法分離吸收劑中的各組分。該方法具有規(guī)模小、適應(yīng)性強、投資費用低等特點。
[0006] CN1640992提出了 一種以裝置自產(chǎn)穩(wěn)定輕烴為吸收劑的冷凍油吸收方法，適用于 從油田伴生氣或天然氣中回收液化氣，且C3收率要求較高的回收工藝。采用這種冷凍油的 吸收方法，能用較少的吸收劑，獲得較高的輕烴回收率，且工藝簡單，能耗較低，經(jīng)濟效益較 好。但該方法只適用于從油田伴生氣或天然氣中回收液化氣，并不能回收C2餾分，無法用 于煉廠催化干氣的回收。
[0007] US5502971公開了一種回收C2及更重?zé)N類的低壓低溫工藝，適用于煉廠干氣的回 收。該工藝取消了傳統(tǒng)的高壓方案，改而采用低壓技術(shù)，這樣回收溫度就可以保持在硝酸樹 脂生成的溫度之上，避免了危險的潛在可能性，同時還可以保持較高的烯烴收率。該工藝采 用了低壓方案，溫度低達(dá)-KKTC，屬于深冷分離工藝的一種，投資較大，能耗較高。
[0008] US6308532提出了一種從煉廠干氣中回收乙烯和丙烯的工藝，該工藝包括從吸收 塔釜抽出C3, C4, C5, C6液體并將部分塔釜液相物料循環(huán)至塔頂，從而保持塔頂冷凝器的冷 凍溫度不低于_95°C，同時在吸收塔中富含丙烯或乙烯-丙烯區(qū)域抽出氣相側(cè)線。盡管該工 藝將部分塔釜物料循環(huán)至塔頂以保持塔頂溫度不致于過低，但塔頂溫度仍低達(dá)-95°C，仍屬 于深冷分離工藝的一種，因此投資較大，能耗較高。
[0009] CN101063048A公開了一種采用中冷油吸收法分離煉廠催化干氣的方法，該工藝由 壓縮、脫除酸性氣體、干燥及凈化、吸收、解吸、冷量回收和粗分等步驟組成，具有吸收劑成 本低廉，損失低等優(yōu)點。然而，該方法吸收劑循環(huán)量大，設(shè)備尺寸大，流程比較復(fù)雜，產(chǎn)品純 度不高。此外，該工藝回收所得產(chǎn)品為氣相碳二餾分和乙烷，只能采用管道輸送，導(dǎo)致該方 案的適用性受到較大限制。
[0010] 綜上所述，現(xiàn)有的煉廠干氣回收利用工藝存在投資大、能耗高、適用性受限等問 題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 為解決現(xiàn)有技術(shù)中現(xiàn)有煉廠干氣回收利用工藝存在投資大、能耗高、工藝適用性 受限等問題，本發(fā)明提供了一種煉廠干氣回收系統(tǒng)及干氣回收方法。本發(fā)明采用吸收劑回 收干氣中的碳二組分，吸收塔頂氣通過膨脹機-冷箱系統(tǒng)回收未被吸收的碳二餾分和夾帶 的吸收劑，并回收冷量，吸收塔釜液通過解吸得到碳二濃縮氣，再進(jìn)行冷卻液化，作為產(chǎn)品 輸出。本發(fā)明方法設(shè)備少，能耗低，流程簡單，回收率高，產(chǎn)品易于儲存和運輸。
[0012] 本發(fā)明的目的之一是提供一種煉廠干氣回收系統(tǒng)。
[0013] 包括：壓縮機、吸收塔、解吸塔、膨脹機-冷箱系統(tǒng)、液化冷卻器；
[0014] 壓縮機連接吸收塔，吸收塔塔釜連接解吸塔，解吸塔塔釜連接吸收塔上部，解吸塔 頂連接液化冷卻器，吸收塔頂部連接膨脹機-冷箱系統(tǒng)。
[0015] 所述膨脹機-冷箱系統(tǒng)包括冷箱、膨脹機、增壓機和閃蒸罐；
[0016] 吸收塔頂部連接冷箱，冷箱依次連著膨脹機和閃蒸罐，閃蒸罐頂部連接冷箱后連 接增壓機。
[0017] 所述吸收塔設(shè)置吸收塔塔釜再沸器；解吸塔設(shè)置解析塔塔釜再沸器。
[0018] 本發(fā)明的目的之二是提供一種干氣回收方法。
[0019] 包括：煉廠干氣經(jīng)壓縮、冷卻、吸收、解吸、液化后得到富碳二產(chǎn)品。
[0020] 具體包括以下步驟；
[0021] 1)煉廠干氣經(jīng)壓縮壓力提高到3. 0?5. OMPa ;冷卻至-10?_40°C進(jìn)入吸收塔；
[0022] 2)吸收劑從吸收塔頂部噴入，吸收煉廠干氣中C2餾分及更重組份；吸收塔釜物流 送至解吸塔，吸收塔項采出的未被吸收的氣體進(jìn)入冷箱；
[0023] 3)進(jìn)入冷箱的氣體利用自身的壓力膨脹制冷，在閃蒸罐中閃蒸，回收其中未被吸 收的C2餾分和夾帶的吸收劑，閃蒸罐底部物流返回吸收塔塔頂，閃蒸罐頂?shù)玫讲缓珻2餾分 的尾氣進(jìn)入冷箱回收冷量后，再通過增壓機后放空，送入燃料氣管網(wǎng)；
[0024] 4)解吸塔釜得到的貧溶劑經(jīng)過冷卻降溫后，返回吸收塔頂部作為吸收劑循環(huán)使 用，解吸塔頂?shù)玫紺2濃縮氣經(jīng)冷卻液化后得到富碳二產(chǎn)品；
[0025] 吸收劑為含有丙烷的C3餾分或含有正丁烷、異丁烷的碳四餾分。
[0026] 具體技術(shù)方案如下：
[0027] (1)壓縮：將來自煉廠催化裂化、熱裂化、延遲焦化、加氫裂化等工藝過程產(chǎn)生的干 氣壓力提高到2. 0?5. OMPa ;煉廠干氣一般需要逐級提高壓力，對壓縮的段數(shù)沒有特別的 限定，優(yōu)選采用二段壓縮；
[0028] (2)冷卻：將所述的步驟1)得到的壓縮后的干氣冷卻至-10?_40°C左右；優(yōu)選所 需冷量由_40°C級丙烯制冷壓縮機提供相應(yīng)冷量；
[0029] (3)吸收：吸收劑從吸收塔頂部噴入，吸收煉廠干氣中C2餾分及更重組份；吸收塔 的塔釜物流送至解吸塔處理；從塔項采出的未被吸收的氣體進(jìn)入冷箱回收冷量；所述吸收 塔的吸收劑用量沒有特別的要求，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的常識確定；
[0030] (4)解吸：由于來自吸收塔的塔釜物流的壓力與解吸塔存在壓差，因此依靠壓差來 自吸收塔的塔釜物流即可進(jìn)入解吸塔，塔頂?shù)玫交厥盏腃2濃縮氣，塔釜得到的貧溶劑經(jīng)過 冷卻降溫后，返回吸收塔頂部作為吸收劑循環(huán)使用；
[0031] (5)冷量回收：來自吸收塔頂?shù)奈幢晃盏臍怏w進(jìn)入由膨脹機和冷箱組成的系統(tǒng) 中，利用自身的壓力膨脹制冷，在閃蒸罐中閃蒸；
[0032] 吸收塔頂未被吸收的氣體進(jìn)入冷箱，優(yōu)選將溫度降低到-40?_80°C，之后進(jìn)入膨 脹機將氣體膨脹，然后進(jìn)入閃蒸罐閃蒸，回收其中未被吸收的C2餾分和夾帶的吸收劑，閃 蒸罐頂不含C2餾分的尾氣進(jìn)入冷箱將溫度升高為-30?-40°C后經(jīng)增壓機升壓后排放，閃 蒸罐底液體返回到吸收塔；
[0033] (6)液化：解吸塔頂碳二濃縮氣進(jìn)一步冷卻，優(yōu)選_40°C級丙烯制冷壓縮機提供相 應(yīng)冷量，然后通過節(jié)流到常壓，使得碳二濃縮氣進(jìn)一步冷卻，節(jié)流后的氣相返回壓縮單元循 環(huán)，液相作為產(chǎn)品采出。其中，C2濃縮氣中主要含有0-40%wt的乙烯、25-80%wt的乙烷和 0_20%wt的丙烯。
[0034] 其中，
[0035] 所述吸收塔優(yōu)選理論板數(shù)為25?60,操作壓力為2. 5-5. OMPa，塔頂溫度 為-20°C?-30°C ;
[0036] 所述解吸塔的理論板數(shù)為20?60,操作壓力為I. 0?3. OMPa，塔頂溫度 為-5 ?-20°C。
[0037] 所述吸收塔塔釜設(shè)置再沸器，以保證吸收塔釜甲烷、氫氣等輕組分降到設(shè)定要求 以下。其中吸收塔塔釜再沸器和解吸塔塔釜再沸器加熱介質(zhì)可以采用低壓蒸汽，也可以采 用熱油，優(yōu)選熱油加熱，既能充分利用煉廠富裕熱量，也能降低工藝能耗。
[0038] 如果需要，本發(fā)明的方法還包括脫除酸性氣體步驟，在吸收塔之前或者在解吸塔 之后進(jìn)行脫酸性氣體處理，可以采用胺洗，也可以采用堿洗脫除酸性氣體，優(yōu)選在解吸之后 脫除酸性氣體，優(yōu)選堿洗法脫酸性氣體。
[0039] 本發(fā)明的方法還包括干燥步驟。干燥可以設(shè)置在進(jìn)入吸收塔之前，也可以設(shè)置在 步驟（6)液化過程中，優(yōu)選在C2濃縮氣液化過程中進(jìn)行干燥。
[0040] 本發(fā)明的煉廠干氣利用方法具有以下特點：
[0041] (1)產(chǎn)品為液相C2濃縮氣，易于貯存和運輸，使得該工藝的適用范圍更廣闊。
[0042] (2)碳二提濃氣液化過程采用丙烯冷劑和節(jié)流閥來完成，不僅節(jié)省了能耗，而且減 少了乙烯制冷壓縮機整套設(shè)備，投資明顯降低。
[0043] (3)本發(fā)明采用煉廠低品位的熱油加熱，能耗大大降低。
[0044] (4)采用膨脹機和冷箱回收冷量，碳二回收率提高，可達(dá)95%以上，同時減少了吸 收劑的循環(huán)量和損失量，降低了能耗。
[0045] (5)氣相C2濃縮氣和煉廠干氣可以均使用丙烯制冷壓縮機提供的冷量進(jìn)行冷卻， 一套制冷系統(tǒng)不僅液化最終產(chǎn)品，又可以為工藝其他用戶提供冷量，設(shè)備使用率最大化，并 且降低了能耗和投資。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0046] 圖1是本發(fā)明的煉廠干氣回收系統(tǒng)示意圖。
[0047] 附圖標(biāo)記說明：
[0048] 1壓縮機；2吸收塔；3解吸塔；4冷箱；5閃蒸罐；6冷卻器；7增壓機；8煉廠干氣； 9升壓后煉廠干氣；10富溶劑；11輕組分；12貧溶劑；13碳二濃縮氣；14碳二產(chǎn)品；15燃料 氣；16回收的吸收劑及碳二組分；17膨脹機

【具體實施方式】
[0049] 下面結(jié)合實施例，進(jìn)一步說明本發(fā)明。
[0050] 實施例：
[0051] 如圖1所示，一種煉廠干氣回收系統(tǒng)，包括：
[0052] 壓縮機1、吸收塔2、解析塔3、冷箱4、閃蒸罐5、冷卻器6和膨脹機17 ;
[0053] 壓縮機1連接吸收塔2,吸收塔2塔釜連接解析塔3,解析塔3釜連接吸收塔2上 部，解析塔3頂連接冷卻器6,吸收塔2頂部依次連接冷箱4、膨脹機17和閃蒸罐5,閃蒸罐 5底部連接吸收塔2上部，閃蒸罐5頂部連接冷箱4后連接增壓機7。所述吸收塔2設(shè)置吸 收塔塔釜再沸器；解吸塔3設(shè)置解吸塔塔釜再沸器。
[0054] 煉廠干氣組成如表1所示，
[0055] 表 1
[0056]

【權(quán)利要求】
1. 一種煉廠干氣回收系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)包括： 壓縮機、吸收塔、解析塔、膨脹機-冷箱系統(tǒng)、液化冷卻器； 壓縮機連接吸收塔，吸收塔塔釜連接解吸塔，解吸塔釜連接吸收塔上部，解吸塔頂連接 液化冷卻器，吸收塔頂部連接膨脹機-冷箱系統(tǒng)； 所述膨脹機-冷箱系統(tǒng)包括冷箱、膨脹機、增壓機和閃蒸罐； 吸收塔頂部連接冷箱，冷箱依次連著膨脹機和閃蒸罐，閃蒸罐頂部連接冷箱后連接增 壓機。
2. 如權(quán)利要求1所述的煉廠干氣回收系統(tǒng)，其特征在于： 所述吸收塔設(shè)置吸收塔塔釜再沸器；解析塔設(shè)置解析塔塔釜再沸器。
3. 如權(quán)利要求2所述的煉廠干氣回收系統(tǒng)，其特征在于： 再沸器采用煉廠熱油加熱。
4. 一種采用如權(quán)利要求1?3之一所述的煉廠干氣回收系統(tǒng)的干氣回收方法，其特征 在于所述方法包括： 煉廠干氣經(jīng)壓縮、冷卻、吸收、解吸、液化后得到富碳二產(chǎn)品。
5. 如權(quán)利要求4所述的干氣回收方法，其特征在于所述方法包括： 1) 煉廠干氣經(jīng)壓縮壓力提高到3. 0?5. OMPa ;冷卻至-10?-40°C進(jìn)入吸收塔； 2) 吸收劑從吸收塔頂部噴入，吸收煉廠干氣中C2餾分及更重組份；吸收塔的塔釜物流 送至解吸塔，塔頂采出的氣相物流進(jìn)入冷箱； 3) 進(jìn)入冷箱的氣體利用自身的壓力膨脹制冷，在閃蒸罐中閃蒸，回收其中未被吸收的 C2餾分和夾帶的吸收劑，閃蒸罐頂部得到不含C2餾分的尾氣經(jīng)冷箱回收冷量，再經(jīng)增壓機 升壓后排放； 4) 解吸塔釜得到的貧溶劑經(jīng)過冷卻降溫后，返回吸收塔頂部作為吸收劑循環(huán)使用，解 吸塔頂?shù)玫紺2濃縮氣經(jīng)冷卻液化后得到富碳二產(chǎn)品； 吸收劑為含有丙烷的C3餾分或含有正丁烷、異丁烷的碳四餾分。
6. 如權(quán)利要求5所述的干氣回收方法，其特征在于： 步驟（3)中，吸收塔頂?shù)臍怏w進(jìn)入冷箱，將溫度降低到-40?-80°C，之后進(jìn)入膨脹機將 氣體膨脹，然后進(jìn)入閃蒸罐閃蒸，罐頂氣體進(jìn)入冷箱將氣體溫度升高為-30?_40°C，罐底 液體返回到吸收塔。
7. 如權(quán)利要求5所述的干氣回收方法，其特征在于： 步驟（4)中，解吸塔頂碳二濃縮氣采用-40°C級丙烯制冷壓縮機提供相應(yīng)冷量，然后通 過節(jié)流到常壓，使得碳二濃縮氣進(jìn)一步冷卻，節(jié)流后的氣相返回壓縮機循環(huán)，液相作為富碳 二產(chǎn)品采出。
8. 如權(quán)利要求5所述的干氣回收方法，其特征在于： 煉廠干氣在進(jìn)入吸收塔之前或者從解吸塔頂采出氣相物流后進(jìn)行脫酸性氣體處理； 煉廠干氣在進(jìn)入吸收塔之前或者在C2濃縮氣冷卻液化時進(jìn)行干燥。
9. 如權(quán)利要求5?8之一所述的干氣回收方法，其特征在于： 所述吸收塔的理論板數(shù)為25?60,操作壓力為2. 5-5. OMPa，塔頂溫度 為-20°C?-30°C ; 所述解吸塔的理論板數(shù)為20?60,操作壓力為1. 0?3. OMPa，塔頂溫度為-5?-20°C。
10.如權(quán)利要求9所述的干氣回收方法，其特征在于： C2濃縮氣中含有0-40wt%的乙烯、25-80wt%的乙烷和0-20wt%的丙烯。
【文檔編號】C10G70/04GK104419464SQ201310409491
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年9月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月10日
【發(fā)明者】李東風(fēng), 羅淑娟, 王婧, 程建民, 廖麗華, 劉智信, 過良, 李琰 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司北京化工研究院