本實(shí)用新型屬于尾氣處理領(lǐng)域，具體涉及一種在烯烴聚合物生產(chǎn)中用于排放氣回收的系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在烯烴聚合物生產(chǎn)過(guò)程中，從反應(yīng)系統(tǒng)排出的聚烯烴樹(shù)脂中溶解有未反應(yīng)的烴類(lèi)物質(zhì)(乙烯、乙烷、丙烯、丁烯、丁烷、異戊烷、己烯等)、氮?dú)?、氫氣和殘留的催化劑等。必須除去這些未反應(yīng)的烴類(lèi)和氫氣，且使聚烯烴樹(shù)脂中殘留的催化劑失活，以達(dá)到環(huán)境保護(hù)的標(biāo)準(zhǔn)，并保證下游工序和產(chǎn)品的安全。因此聚烯烴樹(shù)脂需要進(jìn)行脫揮才能得到合格的產(chǎn)品。脫揮工藝產(chǎn)生的排放氣中含有大量烴類(lèi)組分，若不經(jīng)回收而直接排放火炬系統(tǒng)燃燒，將造成嚴(yán)重的原料浪費(fèi)和經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)會(huì)造成環(huán)境污染，無(wú)法到達(dá)規(guī)定的排放指標(biāo)，因此排放氣回收是烯烴聚合物生產(chǎn)工藝中的重要工序。

壓縮冷凝法是一種傳統(tǒng)的氣體分離方法，利用排放氣中各組分露點(diǎn)的不同而實(shí)現(xiàn)氣體分離，流程簡(jiǎn)單、處理量大，在聚烯烴排放氣回收中已得到廣泛的應(yīng)用。壓縮冷凝法主要有以下不足之處：排放氣中可凝性烴類(lèi)的含量越低，則壓縮冷凝法的效率越低；難以回收與吹掃氣體氮?dú)夥悬c(diǎn)接近的C1～C3的烴類(lèi)，其回收率一般不大于30％。若想進(jìn)一步提高烴類(lèi)組分的回收率需要采用常溫制冷冰機(jī)為回收系統(tǒng)輸入冷量使系統(tǒng)達(dá)到較低的溫度，一般常用的溫度為-10～35℃，繼續(xù)降低溫度則需要選用復(fù)疊制冷或混合工質(zhì)制冷冰機(jī)，投資較大，且冰機(jī)制冷系統(tǒng)能耗較高，操作穩(wěn)定性欠佳。

變壓吸附法利用物理吸收解吸過(guò)程回收聚烯烴排放氣中的單體，通常與壓縮冷凝法組合使用，設(shè)置在壓縮冷凝工段之后。盡管變壓吸附法可在壓縮冷凝方法的基礎(chǔ)上進(jìn)一步回收烴類(lèi)，但其流程復(fù)雜，設(shè)備數(shù)量多，并且大量的吸收塔反復(fù)地升壓和降壓，需要額外的能耗與公用工程，導(dǎo)致操作費(fèi)用和投資均顯著地增高。

國(guó)內(nèi)外許多氣相法聚乙烯裝置已增加了膜分離裝置用于排放氣的分離回收。專利CN202485331U公開(kāi)了一種回收膜分離的尾氣的方法。該方法是在膜系統(tǒng)回收烴類(lèi)物質(zhì)的基礎(chǔ)上通過(guò)深冷方式進(jìn)一步回收烴，其特點(diǎn)是利用尾氣的壓力通過(guò)透平膨脹機(jī)做功，從而實(shí)現(xiàn)冷凝乙烯等輕組分所需要的低溫。然而，該方法無(wú)法與聚烯烴工藝的脫揮過(guò)程以令人滿意的方式相結(jié)合。例如，該方法所排出的尾氣壓力較低，不能進(jìn)一步回收利用。同時(shí)，對(duì)于氫氣含量較高的情況來(lái)說(shuō)，吹掃氣體的循環(huán)使用會(huì)造成氫氣在系統(tǒng)內(nèi)的積累，從而出現(xiàn)回收效率下降等一系列問(wèn)題。

專利CN102161715B公開(kāi)了一種固體聚合物脫氣及排放氣回收的方法，該排放氣回收方法是在壓縮冷凝裝置之后增加氣體膜分離裝置，其特點(diǎn)是利用壓縮后排放氣的高壓通過(guò)膜分離裝置除去小分子氣體或者進(jìn)一步回收未冷凝氣體中的溶劑與未反應(yīng)的單體。該方法可回收95％以上的溶劑和未反應(yīng)的單體，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了脫氣介質(zhì)的循環(huán)使用，較傳統(tǒng)排放氣回收方式節(jié)能5％以上。

上述方法雖然可以實(shí)現(xiàn)烴類(lèi)和氮?dú)獾难h(huán)使用，但是無(wú)法解決壓縮冷凝裝置需采用常溫制冷冰機(jī)制設(shè)備，動(dòng)力設(shè)備維護(hù)困難、投資成本較高、影響操作穩(wěn)定性、增加分離能耗等問(wèn)題。因此發(fā)明一種有效回收排放氣各組分，并避免使用冰機(jī)制冷設(shè)備的聚烯烴排放氣回收系統(tǒng)具有重大的經(jīng)濟(jì)利益和現(xiàn)實(shí)意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足提供一種在烯烴聚合物生產(chǎn)中用于排放氣回收的系統(tǒng)，該系統(tǒng)不僅能夠高效回收排放氣中的烴類(lèi)物質(zhì)，有效分離烴類(lèi)和氮?dú)?，提高氮?dú)饧兌群突厥章?，同時(shí)回收的排放氣可返回樹(shù)脂脫揮裝置再次使用，而且成功避免了使用冰機(jī)制冷設(shè)備，有效減少設(shè)備維護(hù)成本，提高后續(xù)分離裝置的穩(wěn)定運(yùn)行。

為此，本實(shí)用新型提供了一種在烯烴聚合物生產(chǎn)中用于排放氣回收的系統(tǒng)，其包括：

壓縮冷卻機(jī)構(gòu)；

均與壓縮冷卻機(jī)構(gòu)第一出口相連的烴膜分離機(jī)構(gòu)與氫膜分離機(jī)構(gòu)；和

與氫膜分離機(jī)構(gòu)第一出口相連的深冷機(jī)構(gòu)。

在本實(shí)用新型的一些實(shí)施例中，所述壓縮冷卻機(jī)構(gòu)包括至少一組壓縮冷卻單元，所述壓縮冷卻單元由壓縮機(jī)、第一換熱器和第一氣液分離器串聯(lián)組成。

在本實(shí)用新型的另一些實(shí)施例中，所述深冷機(jī)構(gòu)包括至少一組深冷單元，所述深冷單元包括第二換熱器、第二氣液分離器、第一節(jié)流閥、第三換熱器、第三氣液分離器、第二節(jié)流閥、透平膨脹機(jī)和透平膨脹機(jī)增壓端。

根據(jù)本實(shí)用新型，當(dāng)所述深冷機(jī)構(gòu)包括一組深冷單元時(shí)，

所述第二換熱器的第一入口與深冷機(jī)構(gòu)的入口相連，第二換熱器的第一出口與第二氣液分離器的入口相連，第二氣液分離器的氣相出口與第三換熱器的第一入口相連，第三換熱器的第一出口與第三氣液分離器的入口相連，第三氣液分離器的氣相出口與第三換熱器的第二入口相連，第三換熱器的第二出口與透平膨脹機(jī)的入口相連，透平膨脹機(jī)的出口與第三換熱器的第三入口相連，第三換熱器的第三出口與第二換熱器的第四入口相連，第二換熱器的第四出口與透平膨脹機(jī)增壓端的入口相連，透平膨脹機(jī)增壓端的出口與深冷機(jī)構(gòu)的第二出口相連；

第二氣液分離器的液相出口與第一節(jié)流閥的入口相連，第一節(jié)流閥的出口與第二換熱器的第二入口相連，第二換熱器的第二出口與壓縮冷卻機(jī)構(gòu)的入口相連；

第三氣液分離器的液相出口與第二節(jié)流閥的入口相連，第二節(jié)流閥的出口與第三換熱器的第四入口相連，第三換熱器的第四出口與第二換熱器的第三入口相連，第二換熱器的第三出口與深冷機(jī)構(gòu)的第一出口相連。

在本實(shí)用新型的一些實(shí)施例中，所述烴膜分離機(jī)構(gòu)的第二出口與壓縮冷卻機(jī)構(gòu)的入口相連。

根據(jù)本實(shí)用新型，系統(tǒng)中使用的冷媒介均為不低于環(huán)境溫度的介質(zhì)。

本實(shí)用新型的有益效果為：本實(shí)用新型所述在烯烴聚合物生產(chǎn)中用于排放氣回收的系統(tǒng)，通過(guò)壓縮冷卻機(jī)構(gòu)、烴膜分離機(jī)構(gòu)、氫膜分離機(jī)構(gòu)和深冷機(jī)構(gòu)的協(xié)同配合工作，不僅能夠高效回收排放氣中的烴類(lèi)物質(zhì)，有效分離烴類(lèi)和氮?dú)?，提高氮?dú)饧兌群突厥章?，且回收的氮?dú)饪梢苑祷貥?shù)脂脫揮裝置；同時(shí)成功避免了使用冰機(jī)制冷設(shè)備，采用無(wú)需外加能量的深冷機(jī)構(gòu)分離氮?dú)?、C₂⁺烴類(lèi)和C₄⁺烴類(lèi)，有效減少設(shè)備維護(hù)成本，保證后續(xù)深冷機(jī)構(gòu)穩(wěn)定運(yùn)行，且能耗低，投資成本低，經(jīng)濟(jì)效益高，環(huán)保無(wú)污染。

附圖說(shuō)明

下面將結(jié)合附圖來(lái)說(shuō)明本實(shí)用新型。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例中所述在烯烴聚合物生產(chǎn)中用于排放氣回收系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中附圖標(biāo)記的含義如下：101壓縮冷卻機(jī)構(gòu)；102烴膜分離機(jī)構(gòu)；103氫膜分離機(jī)構(gòu)；104深冷機(jī)構(gòu)；1011前置壓縮機(jī)；1012前置第一換熱器；1013前置第一氣液分離；1014后置壓縮機(jī)；1015后置第一換熱器；1016后置第一氣液分離；1021烴膜分離組件；1031氫膜分離組件；1041第二換熱器；1042第二氣液分離器；1043第一節(jié)流閥；1044第三換熱器；1045第三氣液分離器；1046第二節(jié)流閥；1047透平膨脹機(jī)；1048透平膨脹機(jī)增壓端；

201壓縮冷卻機(jī)構(gòu)入口；301前置壓縮機(jī)入口；302前置壓縮機(jī)出口；303前置第一換熱器入口；304前置第一換熱器出口；305前置第一氣液分離器入口；306前置第一氣液分離器氣相出口；307前置第一氣液分離器液相出口；308后置壓縮機(jī)入口；309后置壓縮機(jī)出口；310后置第一換熱器入口；311后置第一換熱器出口；312后置第一氣液分離器入口；313后置第一氣液分離器氣相出口；314后置第一氣液分離器液相出口；202壓縮冷卻機(jī)構(gòu)第一出口；2031壓縮冷卻機(jī)構(gòu)前置第二出口；2032壓縮冷卻機(jī)構(gòu)后置第二出口；204烴膜分離機(jī)構(gòu)入口；205烴膜分離機(jī)構(gòu)第一出口；206烴膜分離機(jī)構(gòu)第二出口；207氫膜分離機(jī)構(gòu)入口；208氫膜分離機(jī)構(gòu)第一出口；209氫膜分離機(jī)構(gòu)第二出口；210深冷機(jī)構(gòu)入口；211深冷機(jī)構(gòu)第一出口；212深冷機(jī)構(gòu)第二出口；213深冷機(jī)構(gòu)第三出口；214第二氣液分離器入口；215第二氣液分離器液相出口；216第二氣液分離器氣相出口；217第三氣液分離器入口；218第三氣液分離器液相出口；219第三氣液分離器氣相出口；220透平膨脹機(jī)出口；221透平膨脹機(jī)增壓端入口；222第一節(jié)流閥入口；223第一節(jié)流閥出口；224第二節(jié)流閥入口；225第二節(jié)流閥出口；226透平膨脹機(jī)增壓端出口；227透平膨脹機(jī)入口；

4011第二換熱器第一入口；4012第二換熱器第一出口；4021第二換熱器第二入口；4022第二換熱器第二出口；4031第二換熱器第三入口；4032第二換熱器第三出口；4041第二換熱器第四入口；4042第二換熱器第四出口；4051第三換熱器第一入口；4052第三換熱器第一出口；4061第三換熱器第二入口；4062第三換熱器第二出口；4071第三換熱器第三入口；4072第三換熱器第三出口；4081第三換熱器第四入口；4082第三換熱器第四出口；

1排放氣；2’前置壓縮冷卻單元回收的C₄⁺高碳烴流；2”后置壓縮冷卻單元回收的C₄⁺高碳烴流；3第三料流；4第四料流；5第五料流；6第六料流；7第七料流；8第八料流；9第九料流；10第十料流；11第十一料流；12第十二料流；13第十三料流；14第十四料流；15第十五料流；16第十六料流；17第十七料流；18第十八料流；19第十九料流；20第二十料流；21第二十一料流；22第二十二料流；23第二十三料流；24第二十四料流；25第二十五料流。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型更加容易理解，下面將結(jié)合實(shí)施例和附圖來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型，這些實(shí)施例僅起說(shuō)明性作用，并不局限于本實(shí)用新型的應(yīng)用范圍。

如前所述，目前用于回收烯烴聚合物生產(chǎn)中排放氣的系統(tǒng)存在無(wú)法同時(shí)實(shí)現(xiàn)烴類(lèi)和氮?dú)飧咝Щ厥绽?，以及壓縮冷卻裝置需采用常溫制冷冰機(jī)制設(shè)備等問(wèn)題。

本發(fā)明人通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，通過(guò)將壓縮冷卻機(jī)構(gòu)、烴膜分離機(jī)構(gòu)、氫膜分離機(jī)構(gòu)和深冷機(jī)構(gòu)的協(xié)同配合工作，不僅能夠高效回收排放氣中的烴類(lèi)物質(zhì)，有效分離烴類(lèi)和氮?dú)猓岣叩獨(dú)饧兌群突厥章?，而且回收的氮?dú)饪梢苑祷貥?shù)脂脫揮裝置，同時(shí)成功避免了使用冰機(jī)制冷設(shè)備，有效減少設(shè)備維護(hù)成本，本實(shí)用新型正是基于上述方法作出的。

為此，本實(shí)用新型提供了一種在烯烴聚合物生產(chǎn)中用于排放氣回收的系統(tǒng)，其包括：

壓縮冷卻機(jī)構(gòu)；

均與壓縮冷卻機(jī)構(gòu)第一出口相連的烴膜分離機(jī)構(gòu)與氫膜分離機(jī)構(gòu)；和

與氫膜分離機(jī)構(gòu)第一出口相連的深冷機(jī)構(gòu)。

所述壓縮冷卻機(jī)構(gòu)用于接收烯烴聚合物生產(chǎn)中的排放氣，將排放氣中各氣體組分的壓力壓縮到同一等級(jí)，并分別輸出回收的C₄⁺高碳烴流以及剩余排放氣流；

烴膜分離機(jī)構(gòu)，用于控制PDS輸送氣流中的C₄⁺高碳烴的含量；

氫膜分離機(jī)構(gòu)，用于控制剩余尾氣流中氫氣組分含量；

深冷機(jī)構(gòu)，用于接收來(lái)自所述氫膜分離機(jī)構(gòu)的剩余尾氣流，并回收其中的C₂⁺低碳烴流和氮?dú)饬鳌?/p>

在本實(shí)用新型的一些實(shí)施例中，所述壓縮冷卻機(jī)構(gòu)包括至少一組壓縮冷卻單元，所述壓縮冷卻單元由壓縮機(jī)、第一換熱器和第一氣液分離器串聯(lián)組成。

所述壓縮機(jī)的入口與壓縮冷卻機(jī)構(gòu)的入口相連，其用于接收烯烴聚合物生產(chǎn)中的排放氣，將排放氣中各氣體組分的壓力壓縮到同一等級(jí)，并輸出高壓氣體流；

所述第一換熱器，用于接收并冷卻來(lái)自壓縮機(jī)的高壓氣體流，并輸出溫度低于高壓氣體流露點(diǎn)溫度的氣液混合物；在本實(shí)用新型的一些具體實(shí)施例中，所述第一換熱器為管式換熱器，其通過(guò)采用便宜的冷媒介，例如循環(huán)冷卻水，將壓縮后的高壓氣體流冷卻到盡可能低的溫度，以節(jié)省后續(xù)機(jī)構(gòu)的能耗；

所述第一氣液分離器氣相出口與壓縮冷卻機(jī)構(gòu)的第一出口相連，液相出口與壓縮冷卻機(jī)構(gòu)的第二出口相連；其用于接收氣液混合物并進(jìn)行氣液分離，然后在液相出口輸出回收的C₄⁺高碳烴流，在氣相出口輸出剩余排放氣流，剩余排放氣流進(jìn)入氫膜分離機(jī)構(gòu)和烴膜分離機(jī)構(gòu)。所述進(jìn)入烴膜分離機(jī)構(gòu)與所述進(jìn)入氫膜分離機(jī)構(gòu)的剩余排放氣的體積比為0.1-0.8；優(yōu)選所述進(jìn)入烴膜分離機(jī)構(gòu)與所述進(jìn)入氫膜分離機(jī)構(gòu)的剩余排放氣的體積比為0.4-0.6；進(jìn)一步優(yōu)選所述進(jìn)入烴膜分離機(jī)構(gòu)與所述進(jìn)入氫膜分離機(jī)構(gòu)的剩余排放氣的體積比為0.45-0.55；更進(jìn)一步優(yōu)選所述進(jìn)入烴膜分離機(jī)構(gòu)與所述進(jìn)入氫膜分離機(jī)構(gòu)的剩余排放氣的體積比為0.5。

在本實(shí)用新型的另一些實(shí)施例中，所述烴膜分離機(jī)構(gòu)的入口與壓縮冷卻機(jī)構(gòu)的第一出口相連，烴膜分離機(jī)構(gòu)的第一出口與壓縮冷卻機(jī)構(gòu)的入口相連；所述烴膜分離機(jī)構(gòu)包括至少一個(gè)烴膜組件，用于接收剩余排放氣流，在烴膜組件的滲透?jìng)?cè)輸出的C₄⁺高碳烴流返回至壓縮冷卻機(jī)構(gòu)，在烴膜組件的滲余側(cè)輸出的PDS輸送氣流作為PDS輸送氣送至上游聚烯烴粉料出料裝置。

在本實(shí)用新型的一些實(shí)施例中，所述氫膜分離機(jī)構(gòu)的入口與壓縮冷卻機(jī)構(gòu)的第一出口相連，氫膜分離機(jī)構(gòu)的第一出口與深冷機(jī)構(gòu)的入口相連；所述氫膜分離機(jī)構(gòu)包括至少一個(gè)氫膜組件，用于接收剩余排放氣流，在氫膜組件的滲透?jìng)?cè)輸出含有氫氣的混合不凝氣體流并排放至火炬系統(tǒng)，在氫膜組件的滲余側(cè)輸出剩余尾氣流；在本實(shí)用新型的一些具體實(shí)施方式中，所述含有氫氣的混合不凝氣體流包括氫氣、氮?dú)?、甲烷等不凝性氣體，一般其組成仍能滿足作為燃料氣的熱值要求。

在本實(shí)用新型的另一些實(shí)施例中，所述深冷機(jī)構(gòu)包括至少一組深冷單元，所述深冷單元包括第二換熱器、第二氣液分離器、第一節(jié)流閥、第三換熱器、第三氣液分離器、第二節(jié)流閥、透平膨脹機(jī)和透平膨脹機(jī)增壓端。

所述第二換熱器用于接收并冷卻來(lái)自所述氫膜分離機(jī)構(gòu)的剩余尾氣流，輸出第一氣液混合物；

所述第二氣液分離器用于接收第一氣液混合物并進(jìn)行氣液分離，在液相出口輸出第一液相流，氣相出口輸出第一氣相流；所述第一液相流流經(jīng)第一節(jié)流閥后返回第二換熱器，進(jìn)行換熱后輸出的C₄⁺高碳烴流返回壓縮冷卻機(jī)構(gòu)，從而為第二換熱器提供冷量；

所述第三換熱器用于接收并冷卻第一氣相流，輸出第二汽液混合物；

所述第三氣液分離器用于接收第二氣液混合物并進(jìn)行氣液分離，在液相出口輸出第二液相流，氣相出口輸出第二氣相流；

所述第二液相流流經(jīng)第二節(jié)流閥后返回第三換熱器，進(jìn)行換熱后再返回至第二換熱器并輸出氮?dú)饬?，從而為第二、第三換熱器提供冷量；

所述第二氣相流返回第三換熱器進(jìn)行一次換熱后進(jìn)入透平膨脹機(jī)，經(jīng)處理后再次返回第三換熱器進(jìn)行二次換熱后，送至第二換熱器，最后在第二換熱器換熱并為第二換熱器提供冷量后，進(jìn)入透平膨脹機(jī)的增壓端，經(jīng)處理后輸出C₂⁺低碳烴流，并送至上游聚烯烴粉料脫氣裝置使用。

根據(jù)本實(shí)用新型，當(dāng)所述深冷機(jī)構(gòu)包括一組深冷單元時(shí)，

所述第二換熱器的第一入口與深冷機(jī)構(gòu)的入口相連，第二換熱器的第一出口與第二氣液分離器的入口相連，第二氣液分離器的氣相出口與第三換熱器的第一入口相連，第三換熱器的第一出口與第三氣液分離器的入口相連，第三氣液分離器的氣相出口與第三換熱器的第二入口相連，第三換熱器的第二出口與透平膨脹機(jī)的入口相連，透平膨脹機(jī)的出口與第三換熱器的第三入口相連，第三換熱器的第三出口與第二換熱器的第四入口相連，第二換熱器的第四出口與透平膨脹機(jī)增壓端的入口相連，透平膨脹機(jī)增壓端的出口與深冷機(jī)構(gòu)的第二出口相連；

第二氣液分離器的液相出口與第一節(jié)流閥的入口相連，第一節(jié)流閥的出口與第二換熱器的第二入口相連，第二換熱器的第二出口與壓縮冷卻機(jī)構(gòu)的入口相連；

第三氣液分離器的液相出口與第二節(jié)流閥的入口相連，第二節(jié)流閥的出口與第三換熱器的第四入口相連，第三換熱器的第四出口與第二換熱器的第三入口相連，第二換熱器的第三出口與深冷機(jī)構(gòu)的第一出口相連。

在本實(shí)用新型的一些實(shí)施例中，所述第二換熱器、第三換熱器為管式換熱器或板式換熱器，優(yōu)選為板式換熱器。由于板式換熱器可以同時(shí)進(jìn)行多股料流的換熱，在回收深冷機(jī)構(gòu)的冷量時(shí)，使用板式換熱器可以顯著減少設(shè)備投資及能量損失。

在本實(shí)用新型的另一些實(shí)施例中，所述深冷單元中，第一節(jié)流閥和第二節(jié)流閥的膨脹比均為5.0-20.0；優(yōu)選所述第一節(jié)流閥和第二節(jié)流閥的膨脹比均為6.0-16.0；以獲得足夠的冷量保證深冷機(jī)構(gòu)穩(wěn)定運(yùn)行。

在本實(shí)用新型的又一些實(shí)施例中，所述透平膨脹機(jī)的膨脹比為1.6-10.0，優(yōu)選所述透平膨脹機(jī)的膨脹比為2.5-5.0。

根據(jù)本實(shí)用新型，系統(tǒng)中使用的冷媒介均為不低于環(huán)境溫度的介質(zhì)。

本實(shí)用新型所述系統(tǒng)回收烯烴聚合物排放氣的方法，其包括：

壓縮冷卻步驟：將進(jìn)入壓縮冷卻機(jī)構(gòu)的烯烴聚合物排放氣，經(jīng)壓縮冷卻單元處理后，從壓縮冷卻機(jī)構(gòu)的第一出口輸出剩余排放氣流，第二出口輸出液相的C₄⁺高碳烴流；

烴膜分離步驟：將進(jìn)入烴膜分離機(jī)構(gòu)的剩余排放氣，經(jīng)烴膜組件處理后，從烴膜分離機(jī)構(gòu)的第一出口輸出產(chǎn)品排料系統(tǒng)(PDS)輸送氣流，第二出口輸出C₄⁺高碳烴流，輸出的C₄⁺高碳烴流返回到壓縮冷卻機(jī)構(gòu)；

氫膜分離步驟：將進(jìn)入氫膜分離機(jī)構(gòu)的剩余排放氣，經(jīng)氫膜組件處理后，從氫膜分離機(jī)構(gòu)的第一出口輸出剩余尾氣流，第二出口輸出含有氫氣的混合不凝氣體流；

深冷步驟：將進(jìn)入深冷機(jī)構(gòu)的剩余尾氣流，經(jīng)深冷單元處理后，從深冷機(jī)構(gòu)的第一出口輸出氮?dú)饬?，第二出口輸出C₂⁺低碳烴流，第三出口輸出C₄⁺高碳烴流，輸出的C₄⁺高碳烴流返回到壓縮冷卻機(jī)構(gòu)。

所述進(jìn)入烴膜分離機(jī)構(gòu)與所述進(jìn)入氫膜分離機(jī)構(gòu)的剩余排放氣的體積比為0.1-0.8；優(yōu)選所述進(jìn)入烴膜分離機(jī)構(gòu)與所述進(jìn)入氫膜分離機(jī)構(gòu)的剩余排放氣的體積比為0.4-0.6；進(jìn)一步優(yōu)選所述進(jìn)入烴膜分離機(jī)構(gòu)與所述進(jìn)入氫膜分離機(jī)構(gòu)的剩余排放氣的體積比為0.45-0.55；更進(jìn)一步優(yōu)選所述進(jìn)入烴膜分離機(jī)構(gòu)與所述進(jìn)入氫膜分離機(jī)構(gòu)的剩余排放氣的體積比為0.5。

本實(shí)用新型中用語(yǔ)“C₄⁺高碳烴流”為C₄、C₅和C₆組分合計(jì)含量高于C₂和C₁組分合計(jì)含量的物流；用語(yǔ)“C₂⁺低碳烴流”為C₁和C₂組分合計(jì)含量高于C₄、C₅和C₆組分合計(jì)含量的物流。

實(shí)施例

為使本實(shí)用新型更加容易理解，下面將結(jié)合附圖和實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型，這些實(shí)施例僅起說(shuō)明性作用，并不局限于本實(shí)用新型的應(yīng)用范圍。本實(shí)用新型中所使用的原料或組分若無(wú)特殊說(shuō)明均可以通過(guò)商業(yè)途徑或常規(guī)方法制得。

附圖1為本實(shí)施例中所采用的在烯烴聚合物生產(chǎn)中用于有效回收排放氣各組分的系統(tǒng)，其包括：

壓縮冷卻機(jī)構(gòu)101；

均與壓縮冷卻機(jī)構(gòu)第一出口202相連的烴膜分離機(jī)構(gòu)102與氫膜分離機(jī)構(gòu)103；和與氫膜分離機(jī)構(gòu)第一出口208相連的深冷機(jī)構(gòu)104。

所述壓縮冷卻機(jī)構(gòu)101包括兩組串聯(lián)的壓縮冷卻單元，分別為前置壓縮冷卻單元和后置壓縮冷卻單元；其中，前置壓縮機(jī)1011，前置第一換熱器1012和前置第一氣液分離1013構(gòu)成前置壓縮冷卻單元；后置壓縮機(jī)1014，后置第一換熱器1015和后置第一氣液分離1016構(gòu)成后置壓縮冷卻單元；其用于接收烯烴聚合物生產(chǎn)中的排放氣1，將排放氣1中各氣體組分的壓力壓縮到同一等級(jí)，并分別輸出前置壓縮冷卻單元回收的C₄⁺高碳烴流2’和后置壓縮冷卻單元回收的C₄⁺高碳烴流2”以及第三料流3(剩余排放氣流)；

所述烴膜分離機(jī)構(gòu)102包括一個(gè)烴膜分離組件1021，用于控制第七料流7(PDS輸送氣流)中的C₄⁺高碳烴的含量；

所述氫膜分離機(jī)構(gòu)103包括一個(gè)氫膜分離組件1031，用于控制第九料流9(剩余尾氣流)中氫氣組分的含量；

所述深冷機(jī)構(gòu)包括一組深冷單元，所述深冷單元包括第二換熱器1041、第二氣液分離器1042、第一節(jié)流閥1043、第三換熱器1044、第三氣液分離器1045、第二節(jié)流閥1046、透平膨脹機(jī)1047和透平膨脹機(jī)增壓端1048；用于接收來(lái)自所述氫膜分離機(jī)構(gòu)103的第九料流9(剩余尾氣流)，并分別回收其中的第二十五料流25(C₂⁺低碳烴流)以及第十九料流19(氮?dú)饬?。

所述壓縮冷卻機(jī)構(gòu)入口201與前置壓縮機(jī)1011的入口301相連，前置壓縮機(jī)1011的出口302與前置第一換熱器1012的入口303相連，前置第一換熱器1012的出口304與前置第一氣液分離器1013的入口305相連，前置第一氣液分離器1013的液相出口307與壓縮冷卻機(jī)構(gòu)101的前置第二出口2031相連，氣相出口306與后置壓縮機(jī)1014的入口308相連；后置壓縮機(jī)1014的出口309與后置第一換熱器1015的入口310相連，后置第一換熱器1015的出口311與后置第一氣液分離器1016的入口312相連，后置第一氣液分離器1016的液相出口314與壓縮冷卻機(jī)構(gòu)101的后置第二出口2032相連，氣相出口313與壓縮冷卻機(jī)構(gòu)101的第一出口202相連；

壓縮冷卻機(jī)構(gòu)101的第一出口202與烴膜分離機(jī)構(gòu)102的入口204及氫膜分離機(jī)構(gòu)103的入口207均相連；烴膜分離機(jī)構(gòu)102的第一出口205用于輸出第七料流7(PDS輸送氣流)，烴膜分離機(jī)構(gòu)102的第二出口206與壓縮冷卻機(jī)構(gòu)101的入口201相連；氫膜分離機(jī)構(gòu)103的第二出口209用于輸出第八料流8(含有氫氣的混合不凝氣體流)，氫膜分離機(jī)構(gòu)103的第一出口208與深冷機(jī)構(gòu)104的入口210相連；

所述第二換熱器1041的第一入口4011與深冷機(jī)構(gòu)104的入口210相連，第二換熱器1041的第一出口4012與第二氣液分離器1042的入口214相連，第二氣液分離器1042的氣相出口216與第三換熱器1044的第一入口4051相連，第三換熱器1044的第一出口4052與第三氣液分離器1045的入口217相連，第三氣液分離器1045的氣相出口219與第三換熱器1045的第二入口4061相連，第三換熱器1045的第二出口4062與透平膨脹機(jī)1047的入口227相連，透平膨脹機(jī)1047的出口220與第三換熱器1044的第三入口4071相連，第三換熱器1044的第三出口4072與第二換熱器1041的第四入口4041相連，第二換熱器1041的第四出口4042與透平膨脹機(jī)增壓端1048的入口221相連，透平膨脹機(jī)增壓端1048的出口226與深冷機(jī)構(gòu)104的第二出口212相連；

第二氣液分離器1042的液相出口215與第一節(jié)流閥1043的入口222相連，第一節(jié)流閥1043的出口223與第二換熱器1041的第二入口4021相連，第二換熱器1041的第二出口4022通過(guò)深冷機(jī)構(gòu)104的第三出口213與壓縮冷卻機(jī)構(gòu)101的入口201相連；

第三氣液分離器1045的液相出口218與第二節(jié)流閥1046的入口224相連，第二節(jié)流閥1046的出口225與第三換熱器1044的第四入口4081相連，第三換熱器1044的第三出口4082與第二換熱器1041的第四入口4031相連，第二換熱器1041的第三出口4032與深冷機(jī)構(gòu)104的第一出口211相連。

所述前置壓縮機(jī)1011和后置壓縮機(jī)1014均為往復(fù)壓縮機(jī)，所述前置第一換熱器1012和后置第一換熱器1015均為固定管板換熱器。

所述前置第一換熱器1012和后置第一換熱器1015的作用是采用不低于環(huán)境溫度的冷媒介，例如循環(huán)冷卻水，將壓縮后的排放氣冷卻到盡可能低的溫度，以節(jié)省后續(xù)機(jī)構(gòu)的能耗。

所述第二換熱器1041、第三換熱器1044為管式換熱器或板式換熱器，優(yōu)選板式換熱器。由于板式換熱器可以同時(shí)進(jìn)行多股料流的換熱，在回收深冷機(jī)構(gòu)104的冷量時(shí)，使用板式換熱器可以顯著減少設(shè)備投資及能量損失。

采用所述系統(tǒng)回收烯烴聚合物生產(chǎn)中排放氣的方法包括以下步驟：

(1)壓縮冷卻步驟：

將來(lái)自烯烴聚合物生產(chǎn)中的排放氣1從壓縮冷卻機(jī)構(gòu)101的入口201流入，經(jīng)前置壓縮機(jī)1011升壓至0.4MPaA后，再通過(guò)前置第一換熱器1012冷卻至35℃，將冷卻后的高壓氣體流通入前置第一氣液分離器1013進(jìn)行氣液分離，從液相出口307輸出前置壓縮冷卻單元回收的C₄⁺高碳烴流2’，并從壓縮冷卻機(jī)構(gòu)101的前置第二出口2031排出；將來(lái)自第一氣液分離器1013氣相出口306的氣流送入后置壓縮機(jī)1014升壓至1.7MPaA后，再通過(guò)后置第一換熱器1015冷卻至37℃，并通入后置第一氣液分離器1016，從液相出口314輸出后置壓縮冷卻單元回收的C₄⁺高碳烴流2”，并從壓縮冷卻機(jī)構(gòu)101的后置第二出口2032排出，從氣相出口313輸出第三料流3(剩余排放氣流)，從壓縮冷卻機(jī)構(gòu)101的第一出口202排出；從壓縮冷卻機(jī)構(gòu)出來(lái)的第三料流3(剩余排放氣流)被分成第四料流4和第五料流5，分離率為50％；

(2)烴膜分離步驟：

第五料流5從烴膜分離機(jī)構(gòu)102的204入口流入，經(jīng)烴膜組件處理后，在其滲透?jìng)?cè)輸出第六料流6(烴膜組件回收的C₄⁺高碳烴流)，第六料流6返回至壓縮冷卻機(jī)構(gòu)101；其滲余側(cè)輸出第七料流7(PDS輸送氣流)送至上游聚烯烴粉料出料裝置；

(3)氫膜分離步驟：

第四料流4從氫膜分離機(jī)構(gòu)103的207入口流入，經(jīng)氫膜組件處理后，在其滲透?jìng)?cè)輸出第八料流8(含有氫氣的混合不凝氣體流)并排放至火炬系統(tǒng)，在其滲余側(cè)輸出第九料流9(剩余排放氣流)；

(4)深冷步驟：

第九料流9(剩余排放氣流)從深冷機(jī)構(gòu)104的第一入口210進(jìn)入深冷機(jī)構(gòu)104，并通過(guò)第二換熱器1041的第一入口4011進(jìn)入第二換熱器1041，換熱后獲得的第十料流10(第一氣液混合物)從第二換熱器1041的第一出口4012輸出，第十料流10的溫度為-55℃，壓力為1.68MPaA；第十料流10從第二氣液分離罐1042的入口214進(jìn)入第二氣液分離罐1042，進(jìn)行氣液分離，在液相出口215輸出第十二料流12(第一液相流)，氣相出口216輸出第十一料流11(第一氣相流)；

第十一料流11從第三換熱器1044的第一入口4051進(jìn)入后進(jìn)行換熱，并從第三換熱器1044的第一出口4052輸出第十五料流15(第二氣液混合物)，第十五料流15的溫度為-120℃，壓力為1.67MPaA；第十五料流15從第三氣液分離器1045的入口217進(jìn)入后進(jìn)行氣液分離，并在液相出口218輸出第十六料流16(第二液相流)，而氣相出口219輸出第二十料流20(第二氣相流)；

第二十料流20從第三換熱器1044的第二入口4061返回至第三換熱器1044進(jìn)行一次換熱后，從其第二出口4062輸出第二十一料流21，第二十一料流21的溫度為-90℃，壓力為1.66MPaA；第二十一料流21進(jìn)入透平膨脹機(jī)1047處理后輸出第二十二料流22，第二十二料流22的溫度為-139℃，壓力為0.30MPaA，其從第三換熱器1044第三入口4071再次返回第三換熱器1044進(jìn)行二次換熱后，輸出第二十三料流23，第二十三料流23的溫度為-83℃，壓力為0.29MPaA，其從第二換熱器1041的第四入口4041進(jìn)入第二換熱器1041，經(jīng)第二換熱器1041換熱后輸出第二十四料流24，第二十四料流24的溫度為31℃，壓力為0.285MPaA，其經(jīng)過(guò)透平膨脹機(jī)增壓端1048處理后輸出第二十五料流25(C₂⁺低碳烴流)，第二十五料流25送至上游聚烯烴粉料脫氣裝置使用；所述透平膨脹機(jī)1047的膨脹比為1.6-10.0，優(yōu)選為2.5-5.0；

第十二料流12進(jìn)入第一節(jié)流閥1043，經(jīng)第一節(jié)流閥1043處理后輸出第十三料流13，第十三料流13的溫度為-61℃，壓力為0.13MPaA；第十三料流13從第二換熱器1041的第二入口4021進(jìn)入，換熱后從第二換熱器1041的第二出口4022輸出第十四料流14(C₄⁺高碳烴流)，第十四料流14的溫度為31℃，壓力為0.13MPaA，其從深冷機(jī)構(gòu)的第三出口213輸出，并返回至壓縮機(jī)構(gòu)101的第一入口201，為第二換熱器1041提供冷量；所述第一節(jié)流閥1043的膨脹比為5.0-20.0，優(yōu)選6.0-16.0，以獲得足夠的冷量保證深冷機(jī)構(gòu)穩(wěn)定運(yùn)行；

第十六料流16進(jìn)入第二節(jié)流閥1046，經(jīng)第二節(jié)流閥1046處理后輸出第十七料流17，第十七料流17的溫度為-123℃，壓力為0.32MPaA；第十七料流17從第三換熱器1044的第四入口4081返回第三換熱器1044進(jìn)行換熱后，從第三換熱器1044的第四出口4082輸出第十八料流18，第十八料流18的溫度為-83℃，壓力為0.31MPaA；第十八料流18從第二換熱器1041的第三入口4031返回第二換熱器1041，換熱后從第二換熱器1041的第三出口4032輸出第十九料流19(氮?dú)饬?，第十九料流19的溫度為31℃，壓力為0.3MPaA，其從深冷機(jī)構(gòu)的第一出口211輸出，從而為第二換熱器1041、第三換熱器1044提供冷量；所述第二節(jié)流閥1046的膨脹比為5.0-20.0，優(yōu)選為6.0-16.0，以獲得足夠的冷量保證深冷機(jī)構(gòu)穩(wěn)定運(yùn)行。

第二換熱器1041作用是將從第二換熱器1041的第一入口4011進(jìn)入的第九料流9冷卻到露點(diǎn)以下，以得到第十料流10(第一氣液混合物)；第三換熱器1044的作用是將從第三換熱器1044的第一入口4051進(jìn)入的第十一料流11冷卻到露點(diǎn)以下，以得第十五料流15(第二氣液混合物)。

在本實(shí)用新型中，所述第八料流8包括氫氣、氮?dú)?、甲烷等不凝性氣體，一般其組成仍能滿足作為燃料氣的熱值要求。

應(yīng)當(dāng)注意的是，以上所述的實(shí)施例僅用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的任何限制。通過(guò)參照典型實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了描述，但應(yīng)當(dāng)理解為其中所用的詞語(yǔ)為描述性和解釋性詞匯，而不是限定性詞匯?？梢园匆?guī)定在本實(shí)用新型權(quán)利要求的范圍內(nèi)對(duì)本實(shí)用新型作出修改，以及在不背離本實(shí)用新型的范圍和精神內(nèi)對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行修訂。盡管其中描述的本實(shí)用新型涉及特定的方法、材料和實(shí)施例，但是并不意味著本實(shí)用新型限于其中公開(kāi)的特定例。