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吸附精馏法回收炼厂气中的乙烯

张惊涛  
【摘要】: 本文首先介绍了乙烯在国民经济中的重要作用,并作了乙烯国际市场和国内市场需求的分析,整个国产乙烯在国内市场的占有率只为47%。针对我国乙烯市场供不应求和近年来石油化工企业提出的炼油化工一体化的具体要求,文章提出了将原来作为企业燃料的炼厂气资源进行回收利用,回收炼厂气中的轻烃作为乙烯装置的补充进料,或直接提出聚合级乙烯作为化工原料的分离方案。 文章接着介绍了已经工业化的和尚未工业化的几种炼厂气分离回收方法,如深冷分离法、膨胀机法、ARS法、中冷油吸收分离法、络合吸收法、化学吸附法等。对各种分离方法在烯烃的回收率、原辅材料消耗和能量消耗上作了分析,指出已有的各种分离技术没能推广的主要原因,然后,利用深冷分离法和物理吸附法各自的优点,有机地将两种技术组合,提出了低能耗的吸附精馏回收炼厂气中乙烯的新技术。 文章对吸附精馏法回收炼厂气中乙烯的技术特点作了说明,与目前处于统治地位的深冷分离法相比,吸附精馏法节省大量的压缩能耗;净化部分只处理20~30%的富乙烯气体,规模和投资大幅度降低;浅低温精馏部分对冷量等级的要求也降低,低温分离的温度被提高到-30~-40℃,降低了对设备材质的要求;制冷循环变得简单,降低厂制冷部分的投资和能牦;吸附过程使用常规物理吸附剂,使用寿命长,有大规模连续运行工业装置的可靠保证。 文章详细阐述了炼厂气分离回收的工艺过程,炼厂气首先通过变压吸附过程,将其分离成为一股富集有氢、氧、氮、一氧化碳和甲烷气体的甲烷氢馏份和一股富集有乙烯、乙烷、丙烯、丙烷、碳四以上组份和二氧化碳的富乙烯馏份;然后通过醇胺吸收、碱吸收、加氢、干燥等过程,将富乙烯气中的酸性气体如二氧化碳、硫化物和水份等脱除;最后将富乙烯通过浅低温精 吸附精铭法回收炼厂九中的乙玲 馏过程,得到聚合级乙烯产品。 本文详细地对吸附精馏法回收炼厂气乙烯技术的组成单元,如变压吸附、 富乙烯压缩、MDEA脱除酸性气体、NaOH洗涤脱除酸性气体、选择性加氢 脱炔、干燥脱水、低温精馏脱甲烷和乙烯精馏等各个单元,作了初步理论上 的单元分析和数学模型的分析,对各单元工艺技术选择和内部流程组织也作 了较为详细的介绍。 利用ASPEN PLUS流程模拟程序对中国石化茂名分公司1 350万吨/年炼 油规模的炼厂气进行分离回收的模拟设计,计算了全流程的工艺物料的压力、 温度、流量、组成和有关的工艺操作条件、工艺规定、产品规格以及一定的 设备参数,得出详细的物料平衡和热量平衡。得到原辅材料消耗、公用工程 消耗和产品、副产品的产量和质量等重要数据。并对模拟设计进行了全局和 局部的优化,如基于甲烷脱除率的变化和最低综合能耗指标的吸附和精馏最 佳结合、酸性气体脱除中的胺碱联合吸收法、脱甲烷塔的优化和乙烯塔的最 佳进料位置的确定等。最后作了能耗分析和投资估算。 经过上述的模拟设计,与已经有的分离方法相比,吸附精馏法具有技术 成熟、能耗低、投资省的优点,在炼厂气的分离回收上具有重要的推广意义, 将为我国炼厂气的综合利用和炼油化工一体化起到一定的推动作用。


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