本发明专利技术公开一种炼厂干气同时回收H2和C2及以上组分的全温程变压吸附方法，炼厂干气经过变压吸附浓缩工序分离成为富烃解吸气和中间气，再分别对富烃解吸气和中间气进行分离，富烃解吸气依次经过加压冷却工序、油吸收工序、油解吸工序，得到浓度大于98％的C2产品，在油吸收工序产生的不凝气从吸收塔顶部排出，将不凝气加热后回流至变压吸附浓缩工序，提高回收率；中间气依次经过冷却降温工序、常温吸附工序后得到浓度大于99.99％的高纯度的氢气产品，解吸后得到以甲烷为主的燃料气，直接送往燃烧管网；本发明专利技术解决了从目前炼厂干气中回收氢气、C2等现有工艺存在的回收率低、产品纯度低、投资大、能耗高、运行不稳定、吸附剂寿命短等问题。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于分离回收炼厂干气的
，更具体的说是涉及一种一种炼厂干气同时回收H2和C2及以上组分的全温程变压吸附方法。
技术介绍
随着石油资源的日益短缺、劣质化和环保法规日益苛刻，世界石化工业正面临着新的挑战，资源的综合利用受到了前所未有的高度重视。炼厂干气(炼厂尾气)主要来源于原油一次加工和二次加工。如原油蒸馏、催化重整、催化裂化、加氢裂化、加氢精制、延迟焦化、热裂化等过程中所产生的气体。炼厂干气是一种混合气，它富含氢气、甲烷、C2、C3及以上烃类和少量杂质，目前已成为人们公认的重要化工原料资源。在没有合适的分离回收和综合利用技术之前，尾气大多被作为燃料气或放火炬烧掉，造成了资源浪费和环境污染。为了适应石油化工的发展，随着炼油深加工和油品质量标准的提高，原油二次加工新技术不断增加，炼厂干气越来越多。回收利用炼厂干气已经成为炼油企业降低生产成本和实现资源有效利用的重要手段。搞好炼厂干气的回收利用，对提高经济效益和环保效益具有重要意义。目前，对炼厂干气中的氢气、碳二及以上轻烃等价值较高的组分回收，可通过各种干气提浓技术来实现。针对干气中的氢气体积分数通常大于40％的富氢干气，一般采用变压吸附、低温冷凝、膜分离等方法回收其中的氢气；针对干气中的碳二及以上组分的体积分数大于20％富烃干气，一般采用深冷分离、吸收分离及两段PSA等方法来提浓回收其中的碳二等组分。而同时分离干气中的轻烃和氢气的技术，特别是针对含烃较少的炼厂贫气回收技术仍少见报道。单一的传统PSA与TSA方法是不适用于炼厂干气同时分离回收H2与C2
及以上组分组份工况，工业上一般是采用浅冷+多级PSA方法，或是深冷分离方法，或是浅冷+膜分离法，或是PSA与冷油吸收耦合方法，但是这些集成的方法仍然存在回收率低、产品纯度低、投资大、能耗高、运行不稳定等问题，传统的PSA法由于重烃组分不能得到很好的解吸，长期的累积造成塔内吸附剂失活，所以吸附剂寿命短；传统的TSA法因为温度周期性地交变也导致吸附剂使用寿命短。
技术实现思路
全温程变压吸附(英文全称：Full Temperature Range-Pressure SwingAdsorption，简称：FTrPSA)是一种以变压吸附为基础的方法，利用不同物料组分本身在不同压力与温度下的吸附分离系数及物理化学性质的差异性，采取牺牲少许吸附效果但易于解吸的中高温操作或易于吸附的低温操作来分离和提纯各种气体的方法。本专利技术提供一种炼厂干气同时回收H2和C2及以上组分的全温程变压吸附方法，解决了从目前炼厂干气中回收氢气、C2等现有工艺存在的回收率低、产品纯度低、投资大、能耗高、运行不稳定、吸附剂寿命短等问题。为解决上述的技术问题，本专利技术采用以下技术方案：一种炼厂干气同时回收H2和C2及以上组分的全温程变压吸附方法，包括如下工序：(1)变压吸附浓缩工序，带温炼厂干气无需冷却直接经进气管道进入FTrPSA浓缩系统，采用多塔串联或并联工艺，在操作温度为60‐200℃、操作压力为0.5‐6.0MPa的条件下进行吸附，多台吸附塔交替循环操作，保证原料气连续进入，1个或多个吸附塔处于吸附状态，其余吸附塔为再生状态，在吸附塔内，透过床层由塔顶排出是由氢气、甲烷和氮
气组成的中间气，烃类组分被吸附，解吸后得到富烃解吸气；(2)冷却降温工序，将变压吸附浓缩工序得到的中间气的温度降至常温；(3)常温吸附工序，经冷却降温工序降温的中间气，进入常温变压吸附单元，脱除甲烷、氮气及微量轻烃等组分，得到高纯氢气产品，解吸后得到以甲烷为主的燃料气；(4)加压冷却工序，将变压吸附浓缩工序得到的富烃解吸气经压缩机加压至1.5～4.0Mpa，再冷却至10～40℃，达到油吸收所需的进料条件；(5)油吸收工序，将经加压冷却工序加压冷却的富烃解吸气送入油吸收单元，油吸收采用的吸收液为C3～C6烷烃物质，吸收压力为1.5～4.0Mpa，吸收温度10～40℃，富烃解吸气中的C2及以上组分组分被油吸收下来，少量油不吸收的不凝气从吸收塔顶部排出，所述不凝气是含甲烷、氢气和C2等的混合物，将不凝气加热到60‐200℃后回流至变压吸附浓缩工序；(6)油解吸工序，将从油吸收工序出来的吸收液送入解吸塔进行解吸，解吸通过加热、降压的方式，得到C2产品，解吸后的吸收液循环到吸收塔回用。更优的，在进入所述变压吸附浓缩工序前还要对炼厂干气进行压缩升压，将压力提升至0.5-6.0MPa，压缩不需要末级冷却，压缩出口温度为80～120℃。更优的，所述变压吸附浓缩工序采用的解吸方式为常压解析。更优的，所述冷却降温工序中，采用循环水冷却方式将中间气降温至20～40℃。更优的，所述常温吸附工序中采用的解吸方式为常压解析。更优的，所述炼厂干气为不含有烯烃的饱和干气，油吸收工序采用丙烷作
为吸收剂进行吸收，吸收液不经过解吸而直接进入乙烷裂解炉进行乙烯、丙烯的生产。传统变压吸附通常在常温进行，有些气体虽然能够很好地吸附但难以解吸，甚至会破坏床层；而FTrPSA，解决了难吸附和易吸附杂质的大部分再生问题，也可与其他分离方法进行耦合，实现节能减耗、延长吸附床层寿命等效果。本专利技术先采用FTrPSA将原料气分为由氢气、甲烷和氮气等组分组成的中间气和富烃解吸气，使C2及以上组分组分得到浓缩再进行回收利用，减少后续步骤的负荷，结合加压冷却、油吸收、油解吸和常温变压吸附，同时从炼厂干气中分离回收H2与C2及以上组分组份，将炼厂干气分割成3股气体，一股是高纯度氢气(体积浓度99.99％)，一股是高纯C2轻烃(体积浓度98％)，一股是富甲烷的燃料气，回收的氢气和C2轻烃均可直接回用于主生产加氢装置和乙烯装置，燃料气进全厂燃气管网，实现了炼厂干气的高值综合利用。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：(1)产品回收率高，其中氢气的收率≥90％，C2轻烃的收率≥95％；(2)产品纯度高，其中氢气的纯度≥99.99％，轻烃的纯度≥98％；(3)采用FTrPSA工艺，提高了吸附剂使用寿命，吸附剂使用寿命10年以上；(4)采用非真空解析方式，节约了能耗，降低了投资；(5)自动化程度高、运行稳定、分离设备小，投资低；(6)尾气多组分同时回收，实现了资源利用最大化；(7)对波动性大的气源适应性强，炼厂干气多由多个工段尾气混合而成，波动性非常大。附图说明图1为本专利技术的流程示意图。具体实施方式为了使本领域的技术人员更好地理解本专利技术，下面将结合本专利技术实施例中的附图对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。实施例1如图1所示，一种炼厂干气同时回收H2和C2及以上组分的全温程变压吸附方法，包括如下工序：(1)变压吸附浓缩工序，带温炼厂干气无需冷却直接经进气管道进入FTrPSA浓缩系统，采用6塔并联工艺，在操作温度为60‐80℃、操作压力为0.5‐1.5MPa的条件下进行吸附，6台吸附塔交替循环操作，保证原料气连续进入，1个或多个吸附塔处于吸附状态，其余吸附塔为再生状态，在吸附塔内，透过床层由塔顶排出是由氢气、甲烷和氮气组成的中间气，烃类组分被吸附，解吸后得到富烃解吸气。在吸附塔内，烃类组分是吸附相被吸附，氢气、甲烷和氮气为非吸附相透过床层由塔顶排出，本工序将C2作为控制组分，控制C2穿透的浓度本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种炼厂干气同时回收H2和C2及以上组分的全温程变压吸附方法，其特征在于，包括如下工序：(1)变压吸附浓缩工序，带温炼厂干气无需冷却直接经进气管道进入FTrPSA浓缩系统，采用多塔串联或并联工艺，在操作温度为60‐200℃、操作压力为0.5‐6.0MPa的条件下进行吸附，多台吸附塔交替循环操作，保证原料气连续进入，1个或多个吸附塔处于吸附状态，其余吸附塔为再生状态，在吸附塔内，透过床层由塔顶排出是由氢气、甲烷和氮气组成的中间气，烃类组分被吸附，解吸后得到富烃解吸气；(2)冷却降温工序，将变压吸附浓缩工序得到的中间气的温度降至常温；(3)常温吸附工序，经冷却降温工序降温的中间气，进入常温变压吸附单元，脱除甲烷、氮气及微量轻烃等组分，得到高纯氢气产品，解吸后得到以甲烷为主的燃料气；(4)加压冷却工序，将变压吸附浓缩工序得到的富烃解吸气经压缩机加压至1.5～4.0Mpa，再冷却至10～40℃，达到油吸收所需的进料条件；(5)油吸收工序，将经加压冷却工序加压冷却的富烃解吸气送入油吸收单元，油吸收采用的吸收液为C3～C6烷烃物质，吸收压力为1.5～4.0Mpa，吸收温度10～40℃，富烃解吸气中的C2及以上组分组分被油吸收下来，少量油不吸收的不凝气从吸收塔顶部排出，所述不凝气是含甲烷、氢气和C2等的混合物，将不凝气加热到60‐200℃后回流至变压吸附浓缩工序；(6)油解吸工序，将从油吸收工序出来的吸收液送入解吸塔进行解吸，解吸通过加热、降压的方式，得到C2产品，解吸后的吸收液循环到吸收塔回用。...
【技术特征摘要】
1.一种炼厂干气同时回收H2和C2及以上组分的全温程变压吸附方法，其特征在于，包括如下工序：(1)变压吸附浓缩工序，带温炼厂干气无需冷却直接经进气管道进入FTrPSA浓缩系统，采用多塔串联或并联工艺，在操作温度为60‐200℃、操作压力为0.5‐6.0MPa的条件下进行吸附，多台吸附塔交替循环操作，保证原料气连续进入，1个或多个吸附塔处于吸附状态，其余吸附塔为再生状态，在吸附塔内，透过床层由塔顶排出是由氢气、甲烷和氮气组成的中间气，烃类组分被吸附，解吸后得到富烃解吸气；(2)冷却降温工序，将变压吸附浓缩工序得到的中间气的温度降至常温；(3)常温吸附工序，经冷却降温工序降温的中间气，进入常温变压吸附单元，脱除甲烷、氮气及微量轻烃等组分，得到高纯氢气产品，解吸后得到以甲烷为主的燃料气；(4)加压冷却工序，将变压吸附浓缩工序得到的富烃解吸气经压缩机加压至1.5～4.0Mpa，再冷却至10～40℃，达到油吸收所需的进料条件；(5)油吸收工序，将经加压冷却工序加压冷却的富烃解吸气送入油吸收单元，油吸收采用的吸收液为C3～C6烷烃物质，吸收压力为1.5～4.0Mpa，吸收温度10～40℃，富烃解吸气中的C2及以上组分组分被油吸收下来，少量油不吸收的不凝气从吸收塔顶部排出，所述不凝气是含甲烷、氢气和C2等...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈运，刘开莉，蔡跃明，钟雨明，
申请(专利权)人：四川天采科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：四川;51
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