專利名稱：一種吸附法回收聚烯烴尾氣中非甲烷烴的改進(jìn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及聚烯烴生產(chǎn)過程中的不同壓力排放尾氣的回收處理工藝，是對已有高低壓吸附處理聚烯烴尾氣工藝的改進(jìn)。
背景技術(shù)：
聚乙烯生產(chǎn)過程中產(chǎn)生含乙烯9% 65% (重量百分比，下同)的聚合尾氣，主要雜質(zhì)是氮?dú)?，含乙?0% 65%的聚合尾氣以送至烯烴廠回收為主，少量排至火炬管網(wǎng)，而其余聚合尾氣氮?dú)夂枯^高，烯烴廠無法接受，全部排至火炬管網(wǎng)；聚乙烯裝置膜分離排放的滯留氣乙烯濃度在5%左右,聚乙烯的排放氣壓力大于O. 5MPaG,目前排入火炬放空系統(tǒng)，造成了乙烯資源的極大浪費(fèi)。 聚丙烯裝置的干燥器和脫氣倉排放氣的丙烯濃度在5% 10%，乙烯濃度O. 01% 5%，主要雜質(zhì)為氮?dú)?，這部分排放氣的壓力為常壓，通常是直排大氣(因火炬放空系統(tǒng)背壓高，常壓排放氣進(jìn)不去)，對周圍大氣環(huán)境造成污染，且還易造成雷擊著火事故。處理回收聚乙烯尾氣和聚丙烯尾氣中的乙烯、丙烯及乙烷、丙烷等非甲烷烴作為乙烯裝置的裂解原料具有很高的經(jīng)濟(jì)效益，同時也有利于環(huán)境保護(hù)，減少污染物的排放。公示專利CN102389682A公開了處理聚乙烯、聚丙烯生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的高壓聚烯烴尾氣和低壓聚烯烴尾氣，得到高濃度的富烴氣體和凈化氮?dú)獾母叩蛪何降墓に嚵鞒?，每座吸附塔依次?jīng)歷低壓吸附步驟、高壓吸附步驟、順放I步驟、濃縮步驟、抽真空步驟和真空清洗步驟，濃縮步驟包括順放2、逆放I和置換步驟、撇頭步驟。高壓吸附步驟先用高壓聚烯烴尾氣升壓至高壓吸附壓力再吸附，順放I步驟的氣體排出吸附塔作為放空氣排放，順放2、逆放I和撇條步驟的氣體排至低壓尾氣系統(tǒng)。這一系列的濃縮步驟是為了將吸附塔中的氮?dú)馀懦?，以達(dá)到濃縮非甲烷烴的目的，但是在排出氮?dú)獾耐瑫r也排出了部分以乙烯乙烷為主的非甲烷烴，雖然公示專利將這部分以乙烯乙烷為主的非甲烷烴返回了低壓尾氣系統(tǒng)，但是在O. 11 O. 2 MPa (絕)壓力下乙烯乙烷的被吸附的能力很弱導(dǎo)致其損失，因此有必要讓這部分氣在高壓下吸附能提高非甲烷烴的收率。濃縮步驟中的順放I、順放2、逆放I和撇頭步驟在裝置運(yùn)行時控制較復(fù)雜不易操作。中國公示專利CN102389682A公開了吸附劑是活性炭，或負(fù)載金屬離子的活性炭，或分層裝填活性炭與硅膠，或分層裝填負(fù)載金屬離子的活性炭與硅膠。由于其采用的吸附劑原因使得己烷等高碳烴解吸困難，必須消耗高能耗使抽空步驟的真空壓力達(dá)到I SKPa(絕)才能將己烷等高碳烴解吸，否則己烷等高碳烴在吸附塔內(nèi)累積成液，裝置無法正常運(yùn)行。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種低能耗、控制簡單易操作的工藝處理回收聚烯烴尾氣中非甲烷烴，該工藝包含均壓和置換步驟。本發(fā)明的上述目的是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種吸附法回收聚烯烴尾氣中非甲烷烴的改進(jìn)工藝，其中每個吸附塔循環(huán)依次經(jīng)歷低壓吸附、均壓升、升壓、高壓吸附、均壓降、置換、逆放、抽空和升壓步驟。進(jìn)一步的，本發(fā)明采用的吸附劑可以是改性活性炭、改性氧化鋁、改性硅膠和分子篩中至少一種。進(jìn)一步的，本發(fā)明的吸附劑也可以采用于活性炭、氧化鋁、硅膠和分子篩中至少一種。在本發(fā)明中，吸附劑在吸附塔中分層裝填，裝填順序和裝填量可依據(jù)被處理的聚烯烴尾氣的組成或含量變化而定。一般而言，吸附塔至下往上依次裝填改性氧化鋁、改性活性炭、改性硅膠和改性分子篩。變壓吸附技術(shù)優(yōu)劣的關(guān)鍵在于吸附劑和工藝流程。本發(fā)明的工藝包括改進(jìn)的工藝流程配置改性吸附劑在較低的真空度下就能得到高濃度的非甲烷烴產(chǎn)品氣體。一般而言，采用本發(fā)明中改性的吸附劑，抽空步驟的抽真空壓力為10-15KPa (絕壓)，吸附床層就能再 生，可以最終得到濃度大于90%的非甲烷烴產(chǎn)品氣體。進(jìn)一步的，作為優(yōu)選，高壓吸附步驟之后至少包括一次均壓升步驟，優(yōu)選為兩次；在高壓吸附步驟和置換步驟之間至少包括一次均壓降步驟，優(yōu)選為兩次。進(jìn)一步的，在本發(fā)明中，低壓吸附步驟之后的升壓是用高壓吸附塔出口排出的吸附廢氣返回待升壓的吸附塔做升壓氣體；抽空步驟之后的升壓是用低壓吸附塔出口排出的吸附廢氣返回待升壓的吸附塔做升壓氣體。這樣操作的優(yōu)點(diǎn)之一是使吸附床層中雜質(zhì)吸附前沿較低，利于下一個吸附周期；優(yōu)點(diǎn)之二是裝置的運(yùn)行壓力平穩(wěn)。本發(fā)明根據(jù)聚烯烴尾氣的壓力、產(chǎn)品非甲烷烴的濃度和收率等工藝要求，可對均壓降、均壓升和升壓步驟進(jìn)行合理的取舍、排列和次數(shù)設(shè)置。比如(僅例舉):低壓吸附、均壓升、升壓h、高壓吸附、均壓降、置換、逆放、抽空和升壓I ;低壓吸附、2次均壓升、I次均壓升、升壓h、高壓尾氣吸附、I次均壓降、2次均壓降、置換、逆放、抽空和升壓I等等。每個吸附塔都將經(jīng)歷相同的步驟，各塔只是在時間上相互錯開，以使裝置連續(xù)、穩(wěn)定運(yùn)行。本發(fā)明上述回收聚烯烴尾氣非甲烷烴改進(jìn)工藝中可供采用的各步驟具體過程如下
低壓吸附(Al)
低壓聚烯烴尾氣從吸附塔進(jìn)口進(jìn)入吸附床，低壓聚烯烴尾氣中絕大部分C2以上有效組份在低壓聚烯烴尾氣壓力下被吸附，未被吸附的大量H2、N2、CH4等組份作為吸附廢氣從吸附塔出口排出。均壓升(ER)
低壓尾氣吸附步驟停止后，通過管道和程控閥與處于均壓降步驟的吸附塔相連，使壓力較高的均壓降步驟吸附塔的氣體進(jìn)入均壓升的吸附塔，以升高均壓升吸附塔的壓力，并回收均壓降氣體中的非甲烷烴。均壓升步驟根據(jù)高壓尾氣吸附壓力可設(shè)置為I次或多次。均壓結(jié)束時，均壓升和均壓降的吸附塔壓力基本相等，達(dá)到一個中間壓力。升壓(FRh)
利用正處于高壓尾氣吸附步驟的吸附塔所排出的吸附廢氣吸附塔進(jìn)行升壓，直到吸附塔基本上達(dá)到高壓尾氣吸附壓力為止。
高壓尾氣吸附(Ah)
高壓吸附廢氣對吸附塔完成升壓(FRh)步驟后，高壓尾氣進(jìn)入吸附塔，原料氣中絕大部分(2以上有效組份在高壓吸附壓力下被吸附，未被吸附的大量H2、N2, CH4等組份作為高壓吸附廢氣從吸附塔出口排出。均壓降(ED)
均壓降步驟是高壓吸附步驟完成后的吸附塔，與進(jìn)入均壓升步驟的吸附塔相連，將均壓降步驟吸附塔由于壓力降低而解吸的氣體排入進(jìn)處于均壓升步驟的吸附塔，提高吸附塔中被吸附組份的濃度。均壓降步驟根據(jù)高壓尾氣吸附壓力可設(shè)置為一次或多次。均壓降和均壓升的吸附塔壓力基本相等，達(dá)到一個中間壓力。置換(RP)
返回部分非甲烷烴產(chǎn)品氣對完成均壓降步驟的吸附塔，從吸附塔原料氣入口端置換 閥進(jìn)入吸附床，利用非甲烷烴濃度較高的產(chǎn)品氣將吸附塔中的氮?dú)獾入s質(zhì)頂出吸附塔，提高吸附塔中非甲烷烴的濃度，從吸附塔出口排出的置換廢氣或進(jìn)入高壓尾氣或進(jìn)入低壓尾氣。逆放(D)
對完成了置換步驟的吸附塔，開啟吸附塔原料氣入口端的逆放閥，排出吸附塔中氣體，降低吸附塔壓力使吸附劑上吸附的非甲烷烴解吸，得到非甲烷烴產(chǎn)品氣。抽空(V)
將真空泵對逆放后的吸附塔進(jìn)行抽空，進(jìn)一步降低吸附塔壓力，使吸附劑上的非甲烷烴進(jìn)一步解吸，得到非甲烷烴產(chǎn)品氣。升壓(FRl)
抽空步驟完成后，利用正處于低壓尾氣吸附步驟的吸附塔所排出的低壓吸附廢氣從吸附塔的出口端對吸附塔進(jìn)行升壓，使之基本上達(dá)到低壓尾氣吸附壓力，準(zhǔn)備進(jìn)入下一個循環(huán)周期。
具體實(shí)施例方式以下通過具體實(shí)施方式
的實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實(shí)施例。某廠的低壓聚丙烯尾氣2000Nm3/h，溫度40°C，尾氣壓力O. IlMPa(絕壓)，其中非甲烷烴200 Nm3/h，高壓聚乙烯尾氣1000Nm3/h，溫度40°C，尾氣壓力O. 4MPa (絕壓)，其中非甲烷烴220 Nm3/h，2種尾氣組成見表I :
表I高低壓尾氣組成(V%)
權(quán)利要求
1.一種吸附法回收聚烯烴尾氣中非甲烷烴的改進(jìn)工藝，其中每個吸附塔循環(huán)依次經(jīng)歷低壓吸附、均壓升、升壓、高壓吸附、均壓降、置換、逆放、抽空和升壓步驟。
2.如權(quán)利要求I所述的改進(jìn)工藝，其中吸附塔采用的吸附劑為改性活性炭、改性氧化鋁、改性硅膠和分子篩中至少一種。
3.如權(quán)利要求1-2任一項所述的改進(jìn)工藝，其中吸附塔至下往上依次裝填改性氧化鋁、改性活性炭、改性硅膠、改性分子篩。
4.如權(quán)利要求1-3任一項所述的改進(jìn)工藝，其中低壓吸附步驟之后至少包括一次均壓升步驟，優(yōu)選為兩次；在高壓吸附步驟和置換步驟之間至少包括一次均壓降步驟，優(yōu)選為兩次。
5.如權(quán)利要求1-4任一項所述的改進(jìn)工藝，其中低壓吸附步驟之后的升壓是用高壓吸附塔出口排出的吸附廢氣返回待升壓的吸附塔做升壓氣體；抽空步驟之后的升壓是用低壓吸附塔出口排出的吸附廢氣返回待升壓的吸附塔做升壓氣體。
6.如權(quán)利要求1-5任一項所述的改進(jìn)工藝，其中抽空步驟的抽真空壓力為10-15KPa (絕壓)，非甲烷烴產(chǎn)品氣體最終濃度大于90%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種吸附法回收聚烯烴尾氣中非甲烷烴的改進(jìn)工藝，其中每個吸附塔循環(huán)依次經(jīng)歷低壓吸附、均壓升、升壓、高壓吸附、均壓降、置換、逆放、抽空和升壓步驟，或每個吸附塔循環(huán)依次經(jīng)歷低壓吸附、升壓、高壓吸附、均壓降、置換、逆放、抽空和均壓升等步驟。本發(fā)明的改進(jìn)方法具有低能耗、控制簡單易操作等優(yōu)點(diǎn)，并且在抽真空壓力為10-15KPa(絕壓)，即可以最終得到濃度大于90%的非甲烷烴產(chǎn)品氣體。
文檔編號B01D53/04GK102921271SQ20121043891
公開日2013年2月13日 申請日期2012年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月7日
發(fā)明者劉麗, 王鍵, 張 杰, 楊云 申請人:四川天一科技股份有限公司