一种炼厂干气的分离回收工艺制造技术

一种炼厂干气的分离回收工艺，至少包括1段变压吸附单元，1段变压吸附单元内设置有至少2个内部装填吸附剂的吸附床，各吸附床按照设定的时序步骤交替运行，每座吸附床至少依次经历吸附、均压降、浓缩、逆放、抽真空、预吸附、均压升、终充等工艺步骤，原料干气经过1个变压吸附单元分离后，可以获得C

Separation and recovery process of refinery dry gas

Process for separating and recovering a refinery dry gas, including at least 1 PSA unit, 1 stage pressure swing adsorption unit is arranged in the adsorption bed at least 2 filled adsorbent, the adsorption bed according to the time step set the alternate operation, each adsorption bed comprises at least through adsorption, pressure, concentration, inverse set vacuum, pre adsorption, pressure rise, end filling process, the raw material dry gas after the 1 PSA unit after the separation, can get C

【技术实现步骤摘要】
一种炼厂干气的分离回收工艺
本专利技术涉及炼厂干气综合回收利用
，具体涉及通过变压吸附分离回收炼厂干气中C2+组分、或分离回收炼厂干气中C2+组分和氢气的工艺。
技术介绍
催化裂化装置和延迟焦化装置是石油加工过程中两套重要的二次加工装置，其主要任务是将长链大分子烃为主的重质油断链裂化为短链小分子烃的轻质燃料油。实际生产过程中，伴随发生裂化反应的同时，还会不同程度地发生脱氢、加氢、氢转移、异构化、芳构化、缩合等副反应。最终的反应产物中包含H2、C1(分子式中包含1个碳原子的甲烷)、C2(乙烷、乙烯)、C3(丙烷、丙烯)、C4(丁烷、丁烯)、>C5组分、N2、O2、CO2、CO、H2S和有机硫等杂质，反应产物经过分离后可以得到各种气体组分、轻质馏分油、重质馏分油、焦炭等。其中的气体和轻质馏分油部分在吸收稳定单元被分离为干气、液化气、汽油、柴油等气体和馏分油产品。其中的干气收率通常占装置进料量的3～10％，主要成分为H2：5～60v％，C1：5～60v％，C2：5～40v％，C3+：1～10v％，N2+O2：1～30v％，CO2：0～10v％，CO：0～5v％，以及少量H2S和其它硫化物等杂质。吸收稳定单元干气的操作压力通常在1.0～1.5MPa(g)。在目前炼厂工艺流程中，吸收稳定单元的干气经压控阀减压至0.5～0.8MPa(g)后送至干气脱硫单元，脱除硫化物和CO2等酸性气组分后作为干气产品送出装置。炼厂干气不仅量大而且含有大量利用价值较高的有用组分，是目前石油加工过程中资源综合利用领域人们的重点关注之一。炼厂干气中的C2+烃类组分是最有利用价值的部分，C2+组分笼统的意义是指包含2个碳原子和2个以上碳原子的烃类组分，比如乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、丁烷、丁烯，以及5个碳原子以上的烃类组分等。但对于利用与吸附剂之间的吸附力强弱进行分离的变压吸附工艺来说，C2+组分指的是所有吸附力相当于和强于2个碳原子烃类组分的化合物集合，实际上是所有易吸附组分的集合，其中除了2个碳原子和2个以上碳原子的烃类组分外，还包括CO2、H2S、H2O等杂质组分。C2+组分中的乙烯、丙烯、丁烯是重要的基础化工原料；乙烷、丙烷和丁烷等可以替代石脑油作为乙烯裂解原料，由于这些组分的H/C比石脑油更高，因此作为乙烯裂解原料比石脑油更优质。按目前国内实际原油加工量和油价计算，国内回收利用炼厂干气中C2+组分的潜在价值增值每年在100～200亿元人民币左右。炼厂干气中的氢气同样是宝贵的资源。由于环保和油品质量升级，国内炼厂普遍存在缺氢现象。新增制氢设备不但需要大量建设投资，而且需要消耗大量化石原料，制氢过程自身还存在环保的问题。回收利用炼厂干气中的氢气是国内炼厂的普遍需求，国内回收利用炼厂干气中氢气的潜在价值增值每年在50亿元人民币左右。目前的现状是，由于缺少经济高效地分离回收干气的技术手段，国内只有少数企业内部自身有乙烯裂解厂的炼厂采用变压吸附或冷油吸收工艺回收了干气中的C2+组分，除去C2+组分产品后干气的剩余部分，包括氢气都作为燃料烧掉。而其余国内大多数炼厂都没有对干气进行分离回收利用，这些炼厂的干气全部作为燃料气被烧掉，因而造成大量宝贵资源的浪费。现有的炼厂干气回收利用C2+工艺主要有高压低温冷凝法，低温吸收法，变压吸附法；回收利用氢气的工艺主要有变压吸附法和膜分离法。美国专利USpat8535415提出一种回收利用炼厂气中氢气的工艺，将氢气浓度为30～50v％的炼厂气先低温冷凝，得到氢气浓度60v％以上的富氢物流和富烃物流，将富氢物流在50～120psia压力下用变压吸附分离得到纯度99v％以上的氢气产品。中国专利CN103087772提出一种采浅冷油吸收分离炼厂干气的装置及方法，将炼厂干气压缩升压至3.5～5.5MPa(g)，在5～20℃的温度下用循环的碳四液体作为吸收剂进行吸收，溶解在吸收剂中的C2+组分随后在解吸塔内被解吸出来，解吸塔顶得到C2+组分产品，解吸后的釜底贫吸收剂循环返回吸收塔顶；碳四吸收塔顶气进入汽油吸收塔用汽油进行再吸收，再吸收塔顶气作为燃料气排出，塔底富汽油排出装置。实际工业装置运行数据显示，浅冷油吸收工艺分离回收效果较好，C2+组分产品回收率92％左右，C2+组分产品纯度在88％左右。但这种工艺的装置建设投资和运行费用较大，能耗较高，与其它工艺装置间的物流交互也比较多。中国专利CN104607000提出了一种炼厂干气中C2、C3组分、轻烃组分及氢气的回收方法，先将炼厂干气冷却至-15～0℃回收液态轻烃组分，再变温吸附回收干气中的C4～C6组分，未被吸附的气体再变压吸附回收C2、C3组分，进一步地，未被吸附的气体进入膜分离设备在渗透侧富集氢气，富集氢气最后通过变压吸附提纯氢气，得到纯化的氢气产品。美国UOP公司在专利USpat5245099中提出一种变压吸附分离回收催化干气中C2+组分的工艺，主要工艺步骤是，在吸附步骤后，用C2+产品物流置换吸附床，然后均压降，再顺向降压提供清洗气，再逆放回收C2+产品气至常压，再用清洗气进行逆向清洗并回收清洗过程的C2+产品气，再均压升，最后终充。实际上，这样的工艺难以获得高浓度的C2+产品气。四川天一公司在中国专利ZL200510118241.7中提出一种从混合气中分离回收吸附相产品的变压吸附方法，该工艺包括变压吸附1段和变压吸附2段，变压吸附1段的置换废气作为变压吸附2段的原料气，每段变压吸附经历吸附、置换、均压降、逆放、抽真空、均压升、终充等步骤。该工艺在国内有多个炼厂干气回收C2+组分的商业案例，两段变压吸附的吸附压力均在0.7MPa(g)左右，经过两段变压吸附分离回收后，得到C2+组分产品气和富氢气体两股物流，C2+组分总回收率在80～85％，C2+组分产品气纯度在80～85v％。从实际应用情况看，该工艺即使采用了两个变压吸附单元，C2+组分的回收率和产品纯度仍然比较低，分出C2+产品后的富氢气体中仍然含有相当量的C2+组分，这使得从富氢气体中进一步回收氢气变得不那么容易。在中国专利CN104147896中天一公司对该工艺了改进，变压吸附2段的逆放气和抽空气增压后返回变压吸附1段与变压吸附1段的原料气混合后进入变压吸附1段作为变压吸附1段的原料。这种改进也仅仅是能够适当提高C2+组分总回收率，代价是增设逆放气和抽空气压缩机，这样投资和能耗都会明显增加。中国专利公开号CN101371966A提出一种从炼厂干气中回收乙烯和氢气的变压吸附工艺，该工艺包括干气脱硫、脱碳、干燥、变压吸附回收乙烯、变压吸附提纯氢气等单元组成，其中的变压吸附单元采用串联吸附工艺，每个吸附塔吸附过程是第一次吸附的物流为前一个吸附塔非吸附相物料，每个吸附塔依次经历一次吸附、二次吸附、均压降、顺放、产品气置换、抽真空、均压升和终充等步骤。该工艺变压吸附回收乙烯装置的顺放气和置换废气混合加压后作为原料气循环使用。从上述国内外炼厂干气回收利用技术本身和实际运用效果看，低温冷凝法和低温吸收法由于需要将所有的干气组分进行升压和降温，因而投资和运行费用较高；现有吸附法工艺虽然投资和运行费用相对较低，但C2+组分回收率不高，回收的C2+组分产品气纯度也不太高，这不但对回收利用C2+本身本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种炼厂干气的分离回收工艺，其特征在于：至少包括1段变压吸附单元，原料干气经过1段变压吸附单元分离后，至少获得目的产品组分为C

【技术特征摘要】
1.一种炼厂干气的分离回收工艺，其特征在于：至少包括1段变压吸附单元，原料干气经过1段变压吸附单元分离后，至少获得目的产品组分为C2+组分的C2+组分产品气，和富氢气体产品气；1段变压吸附单元内设置有至少2个内部装填吸附剂的吸附床，各吸附床按照设定的时序步骤交替运行，每座吸附床至少依次经历以下操作步骤：a、吸附步骤：将原料干气自吸附床入口引入吸附床，原料干气在吸附压力和吸附温度下穿过吸附床，其中的C2+组分被吸附床内装填的吸附剂吸附下来，除去C2+组分的富氢气体从吸附床出口离开吸附床，其中一部分作为终充气返回终充步骤吸附床，其余部分作为富氢气体产品气排出1段变压吸附单元，当吸附床C2+组分的吸附前沿接近穿透吸附床时，停止吸附；b、均压降步骤：将吸附床出口与其它处于均压升步骤的吸附床或中间罐连通，使吸附床顺向降压，将吸附床内含有少量C2+组分的富氢气体排至均压升步骤吸附床或中间罐，使吸附床得到初步浓缩；c、浓缩步骤：将吸附床出口与预吸附步骤吸附床入口连通，排尽吸附床内富氢气体组分，使吸附床得到足够浓缩，浓缩过程中，吸附床排出的含有C2+组分的浓缩废气排至预吸附步骤的吸附床；d、逆放步骤：从吸附床入口侧逆向降压，直至吸附床压力等于或接近大气压力，将吸附剂上吸附的C2+组分脱附下来，获得逆放C2+组分气；e、抽真空步骤：从吸附床入口侧对吸附床进行抽真空，将吸附床抽真空至低于大气压的抽真空压力，进一步将吸附剂上吸附的C2+组分脱附下来，获得抽真空C2+组分气；然后抽真空C2+组分气与逆放C2+组分气混合得到混合C2+组分气，最后混合C2+组分气中的一部分作为置换气循环返回置换步骤吸附床，其余部分作为C2+组分产品气排出1段变压吸附单元；f、预吸附步骤：从吸附床入口侧接收浓缩步骤排出的浓缩废气，浓缩废气中的C2+组分被吸附床下层吸附剂吸附，富氢气体组分则进入吸附床上层，此过程中吸附床压力逐渐升高至预吸附压力；g、均压升步骤：将吸附床出口与处于均压降步骤的吸附床或中间罐连通，使吸附床得到部分升压，同时回收排入的富氢气体组分和C2+组分；h、终充步骤：将吸附步骤得到的部分富氢气体作为终充气从吸附床出口侧引入吸附床，将吸附床充压至吸附压力；i、循环步骤a～步骤h。2.如权利要求1所述的炼厂干气的分离回收工艺，其特征在于：1段变压吸附单元吸附床内装填的吸附剂包括活性氧化铝、活性炭、硅胶、分子筛、树脂、以及以这些吸附剂为载体而改性的功能吸附剂中的一种或它们的组合。3.如权利要求1所述的炼厂干气的分离回收工艺，其特征在于：吸附步骤中的吸附压力为0.3～2.0MPa(g)。4.如权利要求1所述的炼厂干气的分离回收工艺，其特征在于：预吸附步骤的预吸附压力为0.1～0.8MPa(g)。5.如权利要求1所述的炼厂干气的分离回收工艺，其特征在于：抽真空步骤的抽真空压力为-0.099～-0.05MPa(g)。6.如权利要求1所述的炼厂干气的分离回收工艺，其特征在于：包含均压降步骤和均压升步骤的均压过程次数为1～6次。7.如权利要求1所述的炼厂干气的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张国瑞，张涧，后磊，罗运柏，胡小鹏，徐宝岩，徐朋朋，涂安斌，刘旭东，杨洪川，陈亚洲，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，北京信诺海博石化科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11