專利名稱：脫除催化裂化干氣中丙烯及c3以上組分的方法
脫除催化裂化干氣中丙烯及C3以上組分的方法技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及混合氣的分離和凈化方法，具體地說，是涉及一種脫除催化裂化干氣中丙烯及C3以上組分的方法。背景技術(shù)：
石油催化裂化加工過程副產(chǎn)干氣，干氣中乙烯資源量十分可觀。2003年，全國催化裂化能力約7100萬噸/年，總乙烯潛含量近80萬噸。但是，全國的干氣資源分散，各煉廠企業(yè)具體資源量差別較大，規(guī)模化利用難度大。雖然干氣中輕烴和氫氣有很高的利用價(jià)值， 但其通常都被送入瓦斯管網(wǎng)用作燃料氣，有些甚至放入火炬燒掉，乙烯等化學(xué)品沒有發(fā)揮其應(yīng)有的價(jià)值，造成了資源的極大浪費(fèi)。干氣中乙烯的主要利用途徑有兩種一是干氣分離后生產(chǎn)高純乙烯，然后生產(chǎn)環(huán)氧乙烷；另一條是干氣直接和苯烷基化反應(yīng)制取乙苯，再經(jīng)乙苯生產(chǎn)苯乙烯等化工產(chǎn)品。由于干氣價(jià)廉易得，生產(chǎn)乙苯有很好的經(jīng)濟(jì)效益。這一工藝路線的關(guān)鍵在于控制原料干氣中丙烯及C3以上組分的含量。催化裂化干氣中除乙烯外，還含有少量丙烯和丁烯，由于丙烯、丁烯和苯的烷基化速率比乙烯快，因此干氣與苯的烷基化反應(yīng)除了生成乙苯和二乙苯外，同時(shí)生成正丙苯、異丙苯、丁苯等雜質(zhì)，為后續(xù)乙苯的分離提純造成困難，且上述副反應(yīng)消耗苯，影響乙苯的生產(chǎn)成本。因此，脫除干氣中丙烯、丁烯等 C3以上組分不僅減少副反應(yīng)，還提高了干氣中乙烯的含量，有利于提升制乙苯單元的反應(yīng)效率和經(jīng)濟(jì)效益。目前，從催化裂化干氣中脫除丙烯的技術(shù)主要有深冷分離法、吸收分離法、水合物分離法、膜分離法和吸附分離法。深冷分離法利用原料中各組分相對揮發(fā)度的差異，通過氣體透平膨脹制冷，在低溫下將干氣中各組分按工藝要求冷凝下來，再用低溫精餾法將各烴按其蒸發(fā)溫度的不同逐一加以分離。深冷分離法投資大，生產(chǎn)成本比較高，一般適用于大規(guī)模的干氣處理，但我國煉廠分散且規(guī)模都不太大，不經(jīng)濟(jì)。吸收分離法利用吸收劑對干氣各組分的溶解度不同來進(jìn)行分離，包括中冷油吸收法和配合吸收法。中冷油吸收的吸收溫度較低，導(dǎo)致制冷能量消耗大，制冷機(jī)組投入也大，不適宜采用；配合吸收法的缺點(diǎn)是要求原料氣中的水和硫化氫含量很低，且分離出來的乙烯純度比較低，為保持長期運(yùn)轉(zhuǎn)，配合吸收液須要經(jīng)常處理和凈化，并有含銅廢渣排放，污染嚴(yán)重。水合分離法是新出現(xiàn)的方法，技術(shù)尚不成熟。膜分離法目前尚處于研究階段。吸附分離法投資小，流程簡單，對設(shè)備材料無特殊要求，生產(chǎn)成本較低，具有良好的應(yīng)用前景。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種生產(chǎn)成本較低、提高干氣中乙烯的含量的變壓吸附法脫除催化裂化干氣中丙烯及C3以上組分的方法。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題的利用活性炭對丙烯及C3以上組分(下稱重組分)有較強(qiáng)的吸附作用以及對甲烷、乙烯、氫氣等C2以下組分(下稱輕組分) 的弱吸附作用，使催化裂化干氣中的重組分氣體吸附于吸附劑孔道表面，從吸附床出口獲得不含重組分的脫后干氣；吸附床層空隙內(nèi)以及被吸附劑表面所吸附的輕組分氣體通過一級(jí)放壓回收，放壓過程中低濃度重組分被仍未利用的吸附劑所吸附，從出口處進(jìn)一步獲得不含重組分的脫后干氣；通過控制二級(jí)放壓，獲得少量含有重組分的輕組分氣體，出口氣體與原料氣合并循環(huán)使用，提高乙烯的回收率。另外，本發(fā)明采用的吸附劑再生方式為真空解吸，真空解吸獲得的重組分氣體作為置換氣，利用活性炭對置換氣的強(qiáng)吸附作用，將吸附床內(nèi)殘留的少量輕組分置換，并與原料氣合并循環(huán)使用，以實(shí)現(xiàn)乙烯高回收率之目的。具體地說，一種脫除催化裂化干氣中丙烯及C3以上組分的方法，包括下述步驟
1)吸附催化裂化干氣連續(xù)進(jìn)入裝載吸附劑的固定床吸附塔，干氣中的丙烯和C3以上烴類組分被吸附劑吸附，丙烯和C3以上烴類組分稱為重組分，在吸附塔出口獲得脫除重組分的產(chǎn)品氣；
2)—級(jí)放壓對完成吸附操作的吸附塔進(jìn)行放壓操作，吸附塔內(nèi)壓力從吸附壓力放壓至中間壓力，放壓過程中低濃度重組分被仍未利用的吸附劑所吸附，從吸附塔出口處進(jìn)一步獲得不含重組分的產(chǎn)品氣；
3)二級(jí)放壓吸附塔從中間壓力放壓至常壓，從吸附塔出口獲得含少量重組分的中間
氣；
4)置換將置換氣通入吸附塔內(nèi)，置換被吸附的殘留乙烯；
5)真空解吸在真空條件下將重組分從吸附劑上解吸，獲得的重組分氣體作為置換氣使用；
6)充壓對完成解吸過程的吸附塔充氣升壓，用充壓氣體將吸附塔從真空升壓至吸附壓力，準(zhǔn)備進(jìn)入下一循環(huán)的吸附過程；至此完成一次變壓吸附循環(huán)。上述的催化裂化干氣中乙烯含量大于10%，其余氣體為氫氣、甲烷、空氣、二氧化碳、乙烷、丙烯、丙烷、丁烯等C3以上烴類氣體。上述的吸附壓力(絕壓)為0. 3ΜΡεΓ · 5MPa，優(yōu)選0. 5 1. 2MPa ；所述的中間壓力低于吸附壓力，為0. IMPa 1. OMPa，優(yōu)選0. 3 0. 5MPa。上述步驟3)得到的中間氣的重組分含量不超過催化裂化干氣原料氣中 的重組分含量，可與原料氣合并進(jìn)行循環(huán)使用，提高乙烯的回收率。上述步驟4)中，置換出的氣體與原料氣合并循環(huán)使用。上述步驟5)的真空解吸壓力(絕壓)為0. 01 0. 04MPa。上述的步驟6)中，充壓氣體為不含重組分的產(chǎn)品氣經(jīng)烷基化反應(yīng)后的尾氣或其它不含乙烯及重組分的煉廠氣。上述的吸附劑為活性炭。上述的固定床吸附塔由六個(gè)塔構(gòu)成，每個(gè)吸附塔按一定周期依次經(jīng)歷吸附、一級(jí)放壓、二級(jí)放壓、置換、真空解吸和充壓的循環(huán)步驟。上述的各吸附塔的工作溫度為10°C 50°C，優(yōu)選為25 °C 45 °C。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是采用本發(fā)明所述的方法可將丙烯及C3以上組分含量降低至 0. 02wt%,同時(shí)乙烯收率不低于95%。采用本發(fā)明所述的方法凈化催化裂化干氣，不僅提高干氣中乙烯的含量，同時(shí)降低制乙苯單元的副反應(yīng)發(fā)生，可顯著提升制乙苯單元的反應(yīng)效率和經(jīng)濟(jì)效益。

圖1為本發(fā)明所述方法的流程示意圖。具體實(shí)施方式
下面參照附圖結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述，以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以更好的理解本發(fā)明并能予以實(shí)施。
實(shí)施例1
表1變壓吸附的原料干氣組分分析
權(quán)利要求
1.一種脫除催化裂化干氣中丙烯及C3以上組分的方法，其特征在于包括下述步驟1)吸附催化裂化干氣連續(xù)進(jìn)入裝載吸附劑的固定床吸附塔，干氣中的丙烯和C3以上烴類組分被吸附劑吸附，丙烯和C3以上烴類組分稱為重組分，在吸附塔出口獲得脫除重組分的產(chǎn)品氣；2)—級(jí)放壓對完成吸附操作的吸附塔進(jìn)行放壓操作，吸附塔內(nèi)壓力從吸附壓力放壓至中間壓力，放壓過程中低濃度重組分被仍未利用的吸附劑所吸附，從吸附塔出口處進(jìn)一步獲得不含重組分的產(chǎn)品氣；3)二級(jí)放壓吸附塔從中間壓力放壓至常壓，從吸附塔出口獲得含少量重組分的中間氣；4)置換將置換氣通入吸附塔內(nèi)，置換被吸附的殘留乙烯；5)真空解吸在真空條件下將重組分從吸附劑上解吸，獲得的重組分氣體作為置換氣使用；6)充壓對完成解吸過程的吸附塔充氣升壓，用充壓氣體將吸附塔從真空升壓至吸附壓力，準(zhǔn)備進(jìn)入下一循環(huán)的吸附過程；至此完成一次變壓吸附循環(huán)。
2.如權(quán)利要求1所述的脫除催化裂化干氣中丙烯及C3以上組分的方法，其特征在于 上述步驟3)得到的中間氣的重組分含量低于催化裂化干氣原料氣中的重組分含量，與原料氣合并進(jìn)行循環(huán)使用。
3.如權(quán)利要求1所述的脫除催化裂化干氣中丙烯及C3以上組分的方法，其特征在于 上述步驟4)中，置換出的氣體與原料氣合并循環(huán)使用。
4.如權(quán)利要求1所述的脫除催化裂化干氣中丙烯及C3以上組分的方法，其特征在于 上述的吸附壓力為O. 3MPa^l. 5MPa，優(yōu)選O. 5^1. 2MPa ；所述的中間壓力低于吸附壓力，為 0. IMPa 1. OMPa，優(yōu)選0. 3 0. 5Mpa，上述壓力指的均是絕壓。
5.如權(quán)利要求4所述的脫除催化裂化干氣中丙烯及C3以上組分的方法，其特征在于 上述的吸附壓力優(yōu)選0. 5^1. 2MPa ；所述的中間壓力優(yōu)選0. 3^0. 5Mpa,上述壓力指的均是絕壓。
6.如權(quán)利要求1所述的脫除催化裂化干氣中丙烯及C3以上組分的方法，其特征在于 上述步驟5)的真空解吸壓力為0. 01 0. 04Mpa，該壓力指的是絕壓。
7.如權(quán)利要求1所述的脫除催化裂化干氣中丙烯及C3以上組分的方法，其特征在于 上述的步驟6)中，充壓氣體為產(chǎn)品氣經(jīng)烷基化反應(yīng)后的尾氣。
8.如權(quán)利要求1所述的脫除催化裂化干氣中丙烯及C3以上組分的方法，其特征在于 上述的吸附劑為活性炭。
9.如權(quán)利要求1所述的脫除催化裂化干氣中丙烯及C3以上組分的方法，其特征在于 上述的固定床吸附塔由六個(gè)塔構(gòu)成，每個(gè)吸附塔依次經(jīng)歷吸附、一級(jí)放壓、二級(jí)放壓、置換、 真空解吸和充壓的循環(huán)步驟。
10.如權(quán)利要求1至9任一項(xiàng)所述的脫除催化裂化干氣中丙烯及C3以上組分的方法， 其特征在于上述的各吸附塔的工作溫度為10°c 50°C，優(yōu)選為25 °C 45 °C。
全文摘要
一種脫除催化裂化干氣中丙烯及C3以上組分的方法，包括吸附催化裂化干氣連續(xù)進(jìn)入裝載吸附劑的固定床吸附塔，在吸附塔出口獲得脫除重組分的產(chǎn)品氣；一級(jí)放壓吸附塔內(nèi)壓力放至中間壓力，出口處獲得不含重組分的產(chǎn)品氣；二級(jí)放壓放壓至常壓，從出口獲得中間氣；置換將置換氣通入吸附塔內(nèi)，置換被吸附的殘留乙烯；真空解吸解吸得氣體作為置換氣使用；充壓對完成解吸過程的吸附塔充氣升壓至吸附壓力，進(jìn)入下一循環(huán)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于經(jīng)所述方法獲得脫后干氣的丙烯及C3以上組分含量小于0.02wt%，乙烯收率大于95%。
文檔編號(hào)C07C7/12GK102329642SQ201110168849
公開日2012年1月25日 申請日期2011年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月22日
發(fā)明者任其龍, 余世金, 蘇寶根, 邢華斌, 鄭學(xué)根, 陳俊杰, 陳學(xué)斌, 鮑宗必 申請人:中國石油化工股份有限公司, 浙江大學(xué)