專利名稱：膜分離與吸收穩(wěn)定系統(tǒng)聯(lián)合回收液化氣的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及從石化煉油廠各裝置的放空氣或燃料氣中回收其中的液化氣組分的方法。
背景技術(shù)：
隨著石化企業(yè)降低能耗物耗、挖潛增效工作的推進，以及對液化氣需求量的增加，從煉油廠各裝置的放空氣或者燃料氣中回收液化氣組分則十分有意義。因為在催化裂化干氣中液化氣(C3、C4組分)往往占到6％～15％，燃料氣氣柜中的燃料氣含有10％～50％的液化氣(C3、C4組分)。這些含液化氣的氣體大多都作為工廠低值的燃料燒掉，造成了經(jīng)濟上的浪費，如5000Nm3/h的催化裂化干氣中含有6％的液化氣，那么每年損失的液化氣達到5000噸，如果將這些液化氣回收，每年可獲得750萬元的經(jīng)濟效益。為了回收這些具有較高經(jīng)濟價值的液化氣組分，各石化煉油廠則分別采用了不同的回收辦法，如深冷分離、油吸收和吸附法。其中比較常用的方法是采用由富氣壓縮機、吸收塔、解析塔、再吸收塔和穩(wěn)定塔組成的吸收穩(wěn)定系統(tǒng)，但是由于煉油廠各裝置放空氣或燃料氣中液化氣(C3、C4組分)含量較低，若要充分吸收它們必須使用更高的吸收壓力和更低的溫度，這樣就會導(dǎo)致投資和操作成本及能耗的增加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種與吸收穩(wěn)定系統(tǒng)聯(lián)合使用的工藝簡單，能耗低，運行安全，操作方便的膜分離與吸收穩(wěn)定系統(tǒng)聯(lián)合回收液化氣的方法。
本發(fā)明主要是采用以硅橡膠為分離層的復(fù)合膜先對煉油廠各裝置放空氣或燃料氣進行處理，然后再將經(jīng)膜處理得到的富含C3、C4組分的氣體導(dǎo)入現(xiàn)有的吸收穩(wěn)定系統(tǒng)中進行回收的方法。
上述的煉油廠各裝置放空氣或燃料氣流統(tǒng)稱為原料氣，它包括催化裂化的干氣、燃料氣氣柜中的燃料氣等。
本發(fā)明所采用的復(fù)合膜是以橡膠態(tài)的高分子為分離層的復(fù)合膜，其中分離層的材質(zhì)為硅橡膠，這種膜的特性是溶解選擇性控制，優(yōu)先透過分子量大的、沸點高的大分子，如C3和C3以上的組分，而分子量小的、低沸點的小分子，如氫氣、甲烷透過的速度慢，從而實現(xiàn)C3、C4組分與氫氣、甲烷的分離。膜分離過程的傳遞阻力主要集中在分離層，為了使膜擁有較高的滲透通量，分離層的厚度比較薄，一般在1～10μm，最厚不超過20μm。該復(fù)合膜的微孔支撐層為耐有機溶劑的玻璃態(tài)的高分子聚合物，如聚醚酰亞胺、聚丙烯腈、聚偏氟乙烯、聚醚砜、聚砜等，其厚度為50～150μm。
上述復(fù)合膜可制成平板膜，也可制成中空纖維膜。在實際生產(chǎn)中應(yīng)用的是由它們制成的各種組件，如螺旋卷式膜組件、板框式平板膜組件和中空纖維膜組件。這些組件的結(jié)構(gòu)形式基本與現(xiàn)有技術(shù)相同，只是所采用的復(fù)合膜有所不同。
本發(fā)明的工藝方法如下1、調(diào)壓膜的原料側(cè)與滲透側(cè)的壓力差是膜傳遞過程的推動力。雖然原料氣都有一定的壓力，但由于原料氣的來源不同，其壓力也不同。為使膜分離過程能正常進行，本發(fā)明原料氣的壓力須在0.6～2.0MPa之間。有的原料氣壓力如果在該壓力范圍內(nèi)，則不需調(diào)整可直接進行膜分離；有的原料氣壓力低于該壓力范圍，則需要增加原料氣的壓力，其可以采用壓縮機來增加原料側(cè)的壓力。
2、預(yù)處理讓原料氣通過換熱器，將其溫度調(diào)整在10～40℃，然后經(jīng)過除霧處理，再加熱使其溫度升高2～20℃偏離露點，以防止有液體在膜上凝結(jié)。
3、膜分離將上述經(jīng)過調(diào)壓和預(yù)處理后的原料氣導(dǎo)入以膜組件為主體的膜分離器中進行分離，在膜的滲透側(cè)得到富集C3、C4組分的液化氣氣流，膜截留側(cè)的貧C3、C4組分的氣流則可導(dǎo)入燃料氣管網(wǎng)作為燃料氣。
4、回收液化氣將滲透側(cè)得到的富集C3、C4組分的液化氣氣流引至吸收穩(wěn)定系統(tǒng)的富氣壓縮機入口，通過現(xiàn)有的吸收穩(wěn)定系統(tǒng)來回收該滲透氣流中的C3、C4液化氣組分。
本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點1本發(fā)明首先通過膜將C3、C4組分從原料氣中分離出來，即將原料氣分成兩部分，一部分為貧C3、C4組分氣流，其可直接導(dǎo)入燃料氣管網(wǎng)；另一部分富集C3、C4組分氣流則送入現(xiàn)有的吸收穩(wěn)定系統(tǒng)，這樣可將C3、C4組分充分吸收。上述膜分離與吸收穩(wěn)定系統(tǒng)的聯(lián)合，大大地提高了原料氣中液化氣的回收率，使之達到75％以上，從而獲得可觀的經(jīng)濟效益。
2本發(fā)明的膜分離工藝簡單，能耗低，運行成本低，安全穩(wěn)定，操作方便，清潔無污染。


圖1是本發(fā)明例1的工藝流程示意圖。
圖2是本發(fā)明例2的工藝流程示意圖。
具體實施例方式
在圖1所示的膜分離與吸收穩(wěn)定系統(tǒng)聯(lián)合回收液化氣的方法例1的工藝流程示意圖中，以產(chǎn)氣量為7500Nm/h壓力為0.6MPa的煉油廠的催化裂化干氣為原料，先讓其經(jīng)換熱器1將溫度降低到40℃，之后經(jīng)過除霧器2處理。該除霧后的原料氣在進入膜分離器前，由設(shè)在管路上的電伴熱帶加熱，使溫度升到42℃，然后進入膜分離器3。該膜分離器采用螺旋卷式膜組件，其分離層為厚度是1.0μm的硅橡膠，支撐層為厚度是150μm的聚丙烯腈。膜面積為500m2。原料氣經(jīng)上述膜分離后，結(jié)果如下表表1物料點原料氣 滲透氣 尾氣質(zhì)量流量(kg/h) 74913900 3591體積流量(Nm3/h) 75003100 4400溫度 (℃) 42 35 35壓力(MPa) 0.6 0.10.55組分(V％)
N215.17 5.72 21.82H224.49 16.5 30.12O20.80.54 0.98CH423.63 21.51 25.12CO 1.27 0.48 1.83C222.11 30.69 16.07C36.911.95 3.34C43.24 7.13 0.5C52.39 5.48 0.21組分 (kg/h)C31014.3 726.1 288.2C4626.9 570.3 56.6C5575.4 545.3 30.1從表1的結(jié)果可以看出，催化裂化的干氣經(jīng)過膜分離后在膜的滲透側(cè)得到富含液化氣組分的滲透氣，其中C3、C4組分的回收率達到78.9％，C3、C4組分的濃度從10.14％，提高到19.08％，C5組分的回收率達到94.8％，將該滲透氣引至吸收穩(wěn)定系統(tǒng)5中富氣壓縮機4的入口，由常規(guī)的吸收穩(wěn)定系統(tǒng)來回收液化氣組分，同時可以回收汽油組分C5。膜截留側(cè)的尾氣，其C3和C3以上的組分降到4.05％，將該尾氣導(dǎo)入已有的燃料氣管網(wǎng)作為燃料氣。
在圖2所示的膜分離與吸收穩(wěn)定系統(tǒng)聯(lián)合回收液化氣的方法例2的工藝流程示意圖中，以產(chǎn)氣量為1800Nm3/h壓力為0.02MPa煉油廠燃料氣氣柜6中的燃料氣為原料氣，先讓該原料氣經(jīng)過燃料氣壓縮機7升壓到2.0MPa，再讓其經(jīng)換熱器1將溫度降低到10℃，之后經(jīng)除霧器2處理，該除霧后的原料氣在進入膜分離器前，由設(shè)在管路上的電伴熱帶加熱，使溫度升到30℃，然后進入膜分離器3。該膜分離器采用螺旋卷式膜組件，其分離層為厚度是20μm的硅橡膠，支撐層為厚度是100μm的聚醚酰亞胺，膜面積為150m2。原料氣經(jīng)上述膜分離后結(jié)果如下表表2物料點 原料氣 滲透氣 尾氣質(zhì)量流量(kg/h)17481241507體積流量(Nm3/h) 1800952 848溫度(℃) 30 25 25壓力(MPa) 2.0 0.121.95組分(V％)
C50.38 0.76 0.05C45.39 10.34 1.14C328.79 47.3 12.87C21.42 1.91 0.99CH41.22 1.11 1.31H248.1 32.87 61.21N214.7 5.71 22.43組分(kg/h)C31017. 849.2 168C4251 234.5 16.5C521.97 21.1 0.87從表2的結(jié)果可以看出，氣柜燃料氣經(jīng)過膜分離后在膜的滲透側(cè)得到富含液化氣組分的滲透氣，其中C3、C4組分的回收率達到85.4％，C3、C4組分的濃度從34.18％，提高到57.64％，同時C5組分的回收率達到96％。將該滲透氣引至吸收穩(wěn)定系統(tǒng)5中富氣壓縮機4的入口，由常規(guī)的吸收穩(wěn)定系統(tǒng)來回收液化氣組分，同時可以回收汽油組分C5。膜截留側(cè)的尾氣，其C3和C3以上的組分降到14.06％，將該尾氣導(dǎo)入原有的燃料氣管網(wǎng)作為燃料氣。注1.本申請文件所用的壓力均為表壓。2.本申請文件所用的百分比，未標(biāo)有體積百分比符號的，均為重量百分比。
權(quán)利要求
1一種膜分離與吸收穩(wěn)定系統(tǒng)聯(lián)合回收液化氣的方法，其特征在于(1)調(diào)壓將原料氣壓力調(diào)至0.6～2.0MPa，(2)預(yù)處理讓原料氣通過換熱器，將溫度調(diào)整到10～40℃，然后經(jīng)過除霧處理，再加熱使其溫度升高2～20℃，(3)膜分離將上述原料氣導(dǎo)入以膜組件為主體的膜分離器中進行分離，膜組件采用厚度1～20μm硅橡膠分離層的復(fù)合膜，收集滲透側(cè)氣流，(4)回收液化氣將滲透側(cè)氣流引至吸收穩(wěn)定系統(tǒng)的富氣壓縮機入口，通過現(xiàn)有的吸收穩(wěn)定系統(tǒng)回收滲透氣流中的液化氣組分。
全文摘要
一種膜分離與吸收穩(wěn)定系統(tǒng)聯(lián)合回收液化氣的方法，它主要是將原料氣壓力調(diào)至0.6～2.0MPa，讓原料氣通過換熱器，將溫度調(diào)整到10～40℃，然后經(jīng)過除霧處理，再加熱使其溫度升高2～20℃，將上述原料氣導(dǎo)入以膜組件為主體的膜分離器中進行分離，膜組件采用厚度1～20μm硅橡膠分離層的復(fù)合膜，收集滲透側(cè)氣流，將滲透側(cè)氣流引至吸收穩(wěn)定系統(tǒng)的富氣壓縮機入口，通過現(xiàn)有的吸收穩(wěn)定系統(tǒng)回收滲透氣流中的液化氣組分。本發(fā)明的膜分離工藝簡單，能耗低，運行成本低，安全穩(wěn)定，操作方便，清潔無污染。
文檔編號C10G5/00GK1580191SQ0313410
公開日2005年2月16日 申請日期2003年8月13日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月13日
發(fā)明者李恕廣, 杜國棟, 栗廣勇, 馬艷勛, 張鑫巍 申請人:大連歐科膜技術(shù)工程有限公司