一种处理高温费托合成尾气的方法技术

本发明专利技术涉及尾气处理领域，具体提供了一种处理高温费托合成尾气的方法，该方法包括：(1)将高温费托合成尾气进行膜分离，得到富氢气和脱除氢气的尾气；(2)将脱除氢气的尾气进行吸附分离以分离CO，得到脱除氢气和CO的尾气；(3)将脱除氢气和CO的尾气进行脱碳和干燥以分离CO2和除水，得到脱除氢气、CO、CO2和水分的尾气；(4)将脱除氢气、CO、CO2和水分的尾气进行烯烃分离得到乙烯、丙烯、碳四烃和富甲烷气；(5)将所述富甲烷气进行深冷液化，得到LNG(液化天然气)产品。本发明专利技术的方法可以有效地从高温费托合成尾气中回收乙烯、丙烯、LNG和氢气产品，降低了深冷系统的投资和能耗，提高了烯烃和LNG产品回收率，降低了产品生产成本。

A method of processing high temperature Fischer Tropsch synthesis gas

The present invention relates to the field of gas treatment, provides a method for treating high temperature Fischer Tropsch synthesis gas, the method comprises the following steps: (1) high temperature Fischer Tropsch synthesis gas membrane separation, hydrogen rich gas and hydrogen gas are removed; (2) the removal of hydrogen gas adsorption and separation of CO by separation, removal of hydrogen from tail gas and CO; (3) the gas removal of hydrogen and CO for decarburization and drying to the separation of CO2 and water removal, removal of hydrogen, CO, exhaust by CO2 and water; (4) the removal of CO, CO2, hydrogen gas and water were separated from ethylene, propylene, olefin hydrocarbon and carbon rich four alkane gas; (5) the high methane gas by cryogenic liquefaction, LNG (liquefied natural gas) products. The method of the invention can effectively recover ethylene, propylene, LNG and hydrogen production from high temperature Fischer Tropsch synthesis gas, reduce investment and energy consumption of cryogenic system, improved olefin and LNG product recovery rate, reduces the production cost of the product.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种处理高温费托合成尾气的方法。
技术介绍
高温费托合成尾气富含氢气、一氧化碳、甲烷、乙烯、丙烯、碳四烃等组分。为了有效地从高温费托合成尾气中回收乙烯、丙烯、LNG(液化天然气)和氢气产品，同时减少回收能耗，需要提出一种能够有效分离且节能的技术路线。专利申请201110034922.0公开了一种费托合成尾气的处理方法，包括脱碳、膜分离、低温油洗、尾气转化和变压吸附(PSA)步骤，首先来自费托合成装置尾气经脱碳单元，除去其中的CO2组分；脱碳尾气去膜分离单元回收氢气，膜分离非渗透气可以经过低温油洗单元回收其中的液化气组分后再去尾气转化单元转化为粗合成气。该方法适合于低温费托合成尾气处理，不能回收高温费托合成尾气中高附加值的乙烯、丙烯产品。专利申请201410184392.1公开了一种从费托合成的尾气中回收轻烃并联产LNG的方法，将来自费托合成单元尾气先经过增压脱碳单元，除去其中的CO2组分后再除去其中的H2O，净化后的尾气冷却后进入脱乙烷塔，在脱乙烷塔内轻烃从尾气中脱除并从脱乙烷塔塔底冷却后去下游工艺装置，脱乙烷塔顶的尾气去脱甲烷塔，液态甲烷从脱甲烷塔塔底流出后继续深冷为LNG，对脱甲烷塔塔顶的尾气复热后对其中的H2，CO和N2进行分离。使用该方法回收尾气中的烃类可以有效降低装置的运行成本，提高烃类产品的收率并联产LNG，从而获得较好的经济利益。但是，由于高温费托合成尾气中含有大量H2和CO，该方法没有对H2和CO进行预分离，所有气体都进入深冷系统，使得其设备投资较大，运行能耗较高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种从高温费托合成尾气有效回收烯烃、LNG(液化天然气)和氢气的方法。为实现前述目的，根据本专利技术的第一方面，本专利技术提供了一种处理高温费托合成尾气的方法，该方法依次包括：(1)将高温费托合成尾气进行膜分离，得到富氢气和脱除氢气的尾气；(2)将脱除氢气的尾气进行吸附分离以分离CO，得到脱除氢气和CO的尾气；(3)将脱除氢气和CO的尾气进行脱碳和干燥以分离CO2和除水，得到脱除氢气、CO、CO2和水分的尾气；(4)将脱除氢气、CO、CO2和水分的尾气进行烯烃分离得到乙烯、丙烯、碳四烃和富甲烷气；(5)将所述富甲烷气进行深冷液化，得到液化天然气；经过上述步骤(1)-步骤(5)，得到氢气、CO、乙烯、丙烯、碳四烃和液化天然气产物。本专利技术方法首先对H2和CO进行了分离，避免了过量气体进入深冷分离系统造成深冷分离等下游设备投资较大、运行能耗较高的问题。本专利技术方法可以有效地从高温费托合成尾气中回收乙烯、丙烯、LNG(液化天然气)和氢气等高附加值产品，降低了深冷系统的投资和能耗，提高了烯烃和LNG产品回收率，降低了产品生产成本。在本专利技术的优选实施方式中，膜分离过程的氢气分离效率大于90％；吸附分离过程，CO分离效率为80-95％；PSA(变压吸附)单元，氢气回收率为80-90％；其中，所得氢气产品，H2体积含量>99.5％，CO含量<5ppm。本专利技术方法针对高温费托合成尾气组成的特点，提出了依次进行膜分离、吸附分离和深冷分离集成处理的高温费托合成尾气方法，与传统方法相比，本专利技术极大减少了进入深冷系统(烯烃分离和甲烷液化)的气体量，降低了进入深冷系统(烯烃分离和甲烷液化)的投资和能耗，同时提高了烯烃和LNG产品回收率。为了达到本专利技术方法的最佳技术效果，本专利技术方法中各步骤不能删减，各步骤的前后顺序也不能颠倒和互换。本专利技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1是根据本专利技术的一种优选的实施方式的流程示意图。附图标记说明1膜分离单元；2吸附分离单元；3脱碳及干燥单元；4烯烃分离单元5甲烷液化单元；6变压吸附单元(PSA)。具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。本专利技术中，高温费托合成尾气指的是高温费托合成(反应温度为300-350℃)过程的驰放气，其为本领域的惯用技术术语。本专利技术中，脱除氢气的尾气并不表示完全不含氢气，仅是表示尾气中脱除了大部分的氢气，至于脱除的量，一般可以依据需要进行调整。同样，本专利技术中，脱除CO的尾气并不表示完全不含CO，仅是表示尾气中脱除了大部分的CO，至于脱除的量，一般可以依据需要进行调整。其余类似用语定义亦是如此。如前所述，本专利技术提供了一种处理高温费托合成尾气的方法，包括：(1)将高温费托合成尾气进行膜分离，得到富氢气和脱除氢气的尾气；(2)将脱除氢气的尾气进行吸附分离以分离CO，得到脱除氢气和CO的尾气；(3)将脱除氢气和CO的尾气进行脱碳和干燥以分离CO2和除水，得到脱除氢气、CO、CO2和水分的尾气；(4)将脱除氢气、CO、CO2和水分的尾气进行烯烃分离得到乙烯、丙烯、碳四烃和富甲烷气；(5)将所述富甲烷气进行深冷液化，得到LNG；经过上述步骤(1)-步骤(5)，得到氢气、CO、乙烯、丙烯、碳四烃和液化天然气产物。本专利技术中，膜分离主要是利用气体的渗透速率不同进行的分离，本专利技术对膜无特殊要求，例如采用的膜可以为醋酸纤维、聚砜、聚酰胺、聚酰亚胺等材质，在本专利技术的实施例中使用的膜为聚酰亚胺膜。本专利技术中，对吸附分离以分离CO的技术无特殊要求，例如可以采用5A分子筛、铜基吸附剂等作为吸附剂的吸附分离技术进行分离，在本专利技术的实施例中使用铜基吸附剂进行分离。本专利技术中，对脱碳和干燥以分离CO2和除水的技术无特殊要求，例如可以采用碱洗、变压吸附和分子筛脱水技术进行，在本专利技术的实施例中使用碱洗和分子筛脱水技术进行分离以分离CO2和除水。本专利技术中，对烯烃分离的技术无特殊要求，例如可以采用深冷分离、变压吸附技术进行，在本专利技术的实施例中，使用深冷分离技术进行烯烃分离。本专利技术中，深冷液化指的是将气体冷却至甲烷沸点以下使甲烷从气态变为液态。按照本专利技术的前述工艺流程处理高温费托合成尾气，可以有效地将价值产品氢气、甲烷、烯烃分离出来，且整体工艺能耗低。根据本专利技术的方法，优选还包括：将所述富氢气进行提纯得到氢气产品。根据本专利技术的方法，优选，将所述富氢气进行提纯得到氢气体积含量大于99.5％，CO含量小于5ppm的氢气产品。根据本专利技术的一种优选实施方式，采用变压吸附分离技术将所述富氢气进行提纯。根据本专利技术的一种更优选实施方式，为了进一步降低按照本专利技术的方法的分离能耗，优选变压吸附分离的条件包括：吸附温度低于40℃，优选为25-35℃，在本专利技术的实施例中使用温度35℃作为示例性说明。根据本专利技术的方法，采用前述吸附温度进行变压吸附分离，氢气回收率为80-90％。根据本专利技术的一种优选实施方式，将步骤(5)中所述富甲烷气进行深冷液化产生的不冷凝气与所述富氢气混合后进行提纯。根据本专利技术的一种更优选实施方式，为了进一步降低按照本专利技术的方法的分离能耗，优选高温费托合成尾气中的大于90％的氢气通过步骤(1)分离。根据本专利技术，为了满足前述分离要求，同时为了进一步降低按照本专利技术的方法的分离能耗，优选步骤(1)膜分离的条件包括：温度低于16本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种处理高温费托合成尾气的方法，依次包括：(1)将高温费托合成尾气进行膜分离，得到富氢气和脱除氢气的尾气；(2)将脱除氢气的尾气进行吸附分离以分离CO，得到脱除氢气和CO的尾气；(3)将脱除氢气和CO的尾气进行脱碳和干燥以分离CO2和除水，得到脱除氢气、CO、CO2和水分的尾气；(4)将脱除氢气、CO、CO2和水分的尾气进行烯烃分离得到乙烯、丙烯、碳四烃和富甲烷气；(5)将所述富甲烷气进行深冷液化，得到液化天然气；经过上述步骤(1)‑步骤(5)，得到氢气、CO、乙烯、丙烯、碳四烃和液化天然气产物。

【技术特征摘要】
1.一种处理高温费托合成尾气的方法，依次包括：(1)将高温费托合成尾气进行膜分离，得到富氢气和脱除氢气的尾气；(2)将脱除氢气的尾气进行吸附分离以分离CO，得到脱除氢气和CO的尾气；(3)将脱除氢气和CO的尾气进行脱碳和干燥以分离CO2和除水，得到脱除氢气、CO、CO2和水分的尾气；(4)将脱除氢气、CO、CO2和水分的尾气进行烯烃分离得到乙烯、丙烯、碳四烃和富甲烷气；(5)将所述富甲烷气进行深冷液化，得到液化天然气；经过上述步骤(1)-步骤(5)，得到氢气、CO、乙烯、丙烯、碳四烃和液化天然气产物。2.根据权利要求1所述的方法，其中，还包括：将所述富氢气进行提纯得到氢气体积含量大于99.5％，CO含量小于5ppm的氢气产品。3.根据权利要求2所述的方法，其中，采用变压吸附分离技术将所述富氢气进行提纯。4.根据权利要求3所述的方法，其中，变压吸附分离的条件包括：吸附温度低于40℃，优选为25-35℃。5.根据权利要求2所述的方法，其中，将步骤(5)中所述富甲烷气进行深冷液化产生的不冷凝气与...

【专利技术属性】
技术研发人员：李初福，卜亿峰，许明，门卓武，刘社田，胡金岷，
申请(专利权)人：神华集团有限责任公司，北京低碳清洁能源研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11