一種從化工尾氣中提取異丁烷異丁烯和富氫氣的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種從化工尾氣中提取異丁烷異丁烯和富氫氣的方法。該方法是將原料氣先經(jīng)過加壓冷卻，分離出大部分水，再進行脫碳，以避免產(chǎn)品中含有CO2，然后進一步加壓冷卻后，大部分異丁烷和異丁烯以液態(tài)分離出來，未分離的氣體再經(jīng)脫水，滿足深冷液化分離的要求后進入主換熱器深冷分離，富氫氣以氣態(tài)從分離器頂部提取出來，在底部得到液態(tài)異丁烷和異丁烯。兩者分別送至產(chǎn)品儲罐。該工藝的主要優(yōu)點是：通過原料氣先加壓冷卻除水后再脫碳的步驟使CO2先分離出來，異丁烷和異丁烯產(chǎn)品中不含CO2；分離出的水中不含異丁烷和異丁烯，產(chǎn)品提取率高；富氫氣中氫氣含量在98％以上；流程簡單，易操作，能耗低。
【專利說明】
一種從化工尾氣中提取異丁烷異丁烯和富氫氣的方法
技術(shù)領域
[0001]本發(fā)明涉及本發(fā)明屬于氣體分離工藝領域，具體涉及一種以化工尾氣為原料，提取異丁烷、異丁烯和富氫氣的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]異丁烷、異丁烯主要來源于煉廠催化裂解和乙烯副產(chǎn)C4餾分。異丁烷的化工利用主要有四種途徑:烷基化用于生產(chǎn)烷基化汽油；脫氫制取異丁烯；蒸汽裂解生產(chǎn)乙烯丙烯等；異丁烷和丙烯共氧化法生產(chǎn)環(huán)氧丙烷聯(lián)產(chǎn)叔丁醇。目前國內(nèi)異丁烷絕大部分直接用作民用燃料，其余少量用于烷基化生產(chǎn)烷基化汽油和用作冰箱冷柜的制冷劑，我國對異丁烷的利用還處于初級階段。異丁烯是一種重要的有機化工原料，主要用于制備甲基叔丁基醚(MTBE)、丁基橡膠、異戊橡膠、聚異丁烯。另外，它也可用來合成甲基丙烯酸甲酯(MMA)、異戊二烯、1，4_ 丁二醇、叔丁胺、叔丁酚、ABS樹脂等各種有機原料和精細化學品。在傳統(tǒng)工藝中，異丁烯的主要來源是石腦油蒸汽裂解制乙烯裝置的副產(chǎn)C4餾分、煉廠流化催化裂化(FCC)裝置的副產(chǎn)C4餾分和Halcon法環(huán)氧丙烷合成中的副產(chǎn)物叔丁醇(TAB)。隨著異丁烯下游產(chǎn)品的開發(fā)利用，異丁烯需求量迅速增加，全球性異丁烯資源不足的矛盾日益突出，傳統(tǒng)來源的異丁烯已不能滿足需求。因此，擴大異丁烯的來源，增加異丁烯的產(chǎn)量，已成為全球石油化工發(fā)展的當務之急。
[0003]化工尾氣是來源于石化工業(yè)中的副產(chǎn)品，其主要包含異丁烷、異丁烯、氫氣，以及少量的甲烷、丙烷、丙烯，雜質(zhì)主要是水和co2。
[0004]異丁烷脫氫制異丁烯是國外利用異丁烷資源的主要途徑之一，全世界由異丁烷生產(chǎn)的異丁烯總量每年達到300萬噸，美國由異丁烯脫氫生產(chǎn)的異丁烯就達到200多萬噸。而我國催化裂化石油氣中的異丁烷絕大部分作為民用液化石油氣燃料，而其他用途的用量不到總量的5%，對異丁烷的使用還處在初級階段，新的用途還有待開發(fā)。從化工尾氣中分離出異丁烷和異丁烯可為異丁烷脫氫提供高質(zhì)量的原料氣，促進該工藝的發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種以化工尾氣為原料，提取異丁烷異丁烯和富氫氣的新工藝。該工藝的主要特點是異丁烷和異丁烯產(chǎn)品中不含CO2;分離出的水中不含異丁烷和異丁烯，產(chǎn)品提取率高；富氫氣中氫氣含量在98%以上；流程簡單，易操作，能耗低。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的基本工藝路線如下:
[0007]原料氣先經(jīng)過加壓冷卻，分離出大部分水，再進行脫碳，避免產(chǎn)品中含有C02，然后進一步加壓冷卻后，大部分異丁烷和異丁烯以液態(tài)分離出來，未分離的氣體再經(jīng)脫水，滿足深冷液化分離的要求后進入換熱器深冷分離，富氫氣以氣態(tài)形式從分離器頂部提取出來，在底部得到液態(tài)異丁烷和異丁烯。
[0008]本發(fā)明從化工尾氣中提取異丁烷異丁烯和富氫氣的方法，包括下述步驟:
[0009]I)將原料氣進行壓縮冷卻后，進行第一次氣液分離，氣液分離條件為在35?50。。，0.5?1.0MPa，得到液相和氣相;棄液相；
[0010]2)將步驟I)中獲得的氣相脫除CO2;
[0011]3)將步驟2)獲得的脫碳后的氣相壓縮冷卻后，進行第二次氣液分離，氣液分離條件為在35?50°C，3.0?5.0MPa ;分離后得到氣相和液相；收集液相；
[0012]4)將步驟3)中分離得到的氣相進行干燥，使其露點溫度< _65°C ;
[0013]5)將步驟4)干燥后的氣體深冷至-50?-80°C后，進行第三次氣液分離，收集液相和氣相；
[0014]上述步驟3)中第二級氣液分離和步驟5)第三級氣液分離的液相為含異丁烷和異丁烯的液體；步驟5)中第三級氣液分離得到的氣相為富氫氣。
[0015]上述方法中，所述步驟2)中，脫碳采用MDEA或MEA作為吸附劑，壓力為0.5?1.0MP0
[0016]上述方法中，所述步驟4)中，所述干燥是用分子篩吸附劑，在壓力為3.0?5.0MPa的條件下吸附干燥。
[0017]上述方法中，步驟5)中，深冷的步驟采用板翅換熱器；第三次氣液分離的壓力為3.0 ?5.0MPa0
[0018]所述方法中，包括將步驟5)得到的液相和富氫氣返回冷卻用換熱系統(tǒng)進行復溫，同時為冷卻提供冷量。
[0019]上述化工尾氣來源于石化工業(yè)中的副產(chǎn)品，其主要包含異丁烷、異丁烯、氫氣，以及少量的甲烷、丙烷、丙烯，雜質(zhì)主要是水和co2。
[0020]基于上述設計，發(fā)明的方法，在步驟I)中，第一級氣液分離得到的液相為不含異丁烷和異丁烯的水，氣相中含水量降至2% (m%)以下。步驟2)中脫碳步驟使CO2完全脫除，即使后續(xù)氣相和液相中不含有C02。步驟3)中第二級氣液分離的參數(shù)條件設計，獲得的液相中大部分為異丁燒和異丁稀，液相中不含C02，未分離的氣相中氫氣組分占70% (v% )以上，異丁烷和異丁烯總含量在15% (v%)以下。步驟5)中第三級分離得到的液相為異丁烷和異丁烯，氣相為富氫氣。該工藝的主要優(yōu)點是:通過原料氣先加壓冷卻除水后再脫碳的步驟使CO2先分離出來，使后續(xù)的氣液分離獲得的液相異丁烷和異丁烯產(chǎn)品中不含0)2;并且，分離出的水中不含異丁烷和異丁烯，產(chǎn)品提取率高；富氫氣中氫氣含量在98%以上；另夕卜，本發(fā)明的方法流程簡單，易操作，可以充分利用方法中產(chǎn)生的冷量，具有能耗低的優(yōu)點。
【附圖說明】
[0021]圖1為實施例1所示方法的流程示意圖。
[0022]圖2為實施例2所示方法的流程示意圖。
【具體實施方式】
[0023]下述實施例中所述的方法，如無特別說明，均為常規(guī)方法。
[0024]實施例1、從化工尾氣中提取異丁烷異丁烯和富氫氣
[0025]原料氣主要成分為異丁烷41% (m%)，異丁烯24% (m%)，水31% (m%)，還含有少量CH4、C2H6、C3H8、比和CO 2。如圖1所示，本實施例的方法如下所述:
[0026]I)第一級氣液分離:原料氣經(jīng)壓縮冷卻后溫度為40 °C，壓力為0.5MPa，進入原料氣第一級氣液分離罐，進行氣液分離得到液相和氣相，原料氣中水以液態(tài)分離出系統(tǒng)，經(jīng)檢測，水中不含異丁烷和異丁烯，氣相中水含量為1.5% (m% ) O
[0027]2)脫碳:步驟I)氣液分離產(chǎn)生的氣相隨后進入脫碳工序，在以MDEA (N-甲基二乙醇胺)為吸附劑，壓力為0.5-1.0MPa溫度為30-50°C的條件下脫碳，將CO2完全脫除。脫碳主要步驟是:原料氣從底部進入脫碳塔，與脫碳貧液逆向流動，脫碳后氣體從塔頂引出，經(jīng)降溫除水后進入后續(xù)工序；吸收了 CO2的脫碳富液升溫后在再生塔內(nèi)汽提再生，再生后的貧液經(jīng)冷卻換熱后循環(huán)使用。
[0028]3)第二級氣液分離:脫碳后的氣相經(jīng)過兩級壓縮冷卻后溫度為40°C，壓力為
3.2MPa，進入原料氣第二級氣液分離罐進行第二級氣液分離，得到氣相和液相，經(jīng)檢測，分離出的液相主要成分為異丁烷(56% ) (v% )和異丁烯(37% ) (v% )，同時含少量水，送至產(chǎn)品儲罐；氣相中氫氣含量為82.5% (v% )，同時含少量未液化的異丁燒和異丁稀。
[0029]4)干燥:第二級氣液分離的氣相隨后進入干燥塔將殘余水分完全脫除(露點溫度(-650C )，操作壓力為3.2MPa。
[0030]5)深冷分離:干燥后的原料氣進入板翅換熱器進行深冷液化，溫度降至_62°C后出換熱器，進入原料氣第三級氣液分離罐，罐頂?shù)玫郊兌?8.4% (v% )的富氫氣(氣相)，罐底得到異丁烷和異丁烯的液態(tài)混合物(液相)，其中異丁烷含量為34%，異丁烯含量為61%，此外還含有少量氫氣、甲燒、乙燒和丙燒。罐頂產(chǎn)品(氣相)與罐底產(chǎn)品(液相)分別返回換熱器復溫，同時為上述冷卻步驟提供冷量。復溫后的富氫氣送至氣柜儲存，異丁烷和異丁烯送至儲罐。
[0031]實施例2、從化工尾氣中提取異丁烷異丁烯和富氫氣
[0032]實施例2與實施例1的不同之處在于:
[0033]原料氣主要成分為異丁烷44% (m%)，異丁烯17% (m%)，水37% (m%)，還含有少量H2、C02。原料氣先經(jīng)冷卻后溫度由97°C降至40°C，然后進入預分離器(氣液分離器)進行氣液分離，將含水量降至4% (m%)，隨后再經(jīng)壓縮冷卻后進入原料氣一級分離罐。該工藝流程示意圖如圖2所示。
[0034]本實施例中，經(jīng)過第二級氣液分離得到的液相分離出的液相主要成分為異丁烷和異丁烯，同時含少量水，送至產(chǎn)品儲罐。
[0035]第三級氣液分離罐，罐頂?shù)玫郊兌?6%的富氫氣，罐底得到異丁烷和異丁烯的液態(tài)混合物，此外還含有少量氫氣、甲烷、乙烷和丙烷。
【主權(quán)項】
1.一種從化工尾氣中提取異丁烷異丁烯和富氫氣的方法，包括下述步驟: 1)將原料氣進行壓縮冷卻后，進行第一次氣液分離，氣液分離條件為在35?50°C，0.5?1.0MPa，得到液相和氣相；棄液相； 2)將步驟I)中獲得的氣相進行脫碳，脫除氣相中的CO2; 3)將步驟2)獲得的脫碳后的氣相壓縮冷卻后，進行第二次氣液分離，氣液分離條件為在35?50。。，3.0?5.0MPa ;分離后得到氣相和液相；收集液相； 4)將步驟3)中分離得到的氣相進行干燥，使其露點溫度<_65°C; 5)將步驟4)干燥后的氣體深冷至-50?_80°C后，進行第三次氣液分離，收集液相和氣相； 上述步驟3)中第二級氣液分離和步驟5)第三級氣液分離的液相為含異丁烷和異丁烯的液體；步驟5)中第三級氣液分離得到的氣相為富氫氣。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述步驟2)中，脫碳采用MDEA或MEA作為吸附劑，壓力為0.5?1.0ΜΡ。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于:所述步驟4)中，所述干燥采用分子篩吸附劑，在壓力為3.0?5.0MPa的條件下吸附干燥。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于:所述分子篩吸附劑為3A、4A或13X。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于:所述步驟5)中，深冷的步驟采用板翅換熱器。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于:所述步驟5)中，第三次氣液分離的壓力為 3.0-5.0Mpa07.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于:所述步驟I)中，所述氣液分離得到的液相為不含異丁烷和異丁烯的水，氣相中含水量降至2%以下，所述百分含量為重量百分含量。8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任意一項所述的方法，其特征在于:所述步驟I)中還包括將原料氣在壓縮冷卻前，冷卻，進行氣液分離除水的步驟，氣液分離條件是原料氣水冷至30-50。。。9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任意一項所述的方法，其特征在于:所述方法中，包括將步驟5)得到的液相和富氫氣返回冷卻用換熱系統(tǒng)進行復溫，同時為冷卻提供冷量。10.如權(quán)利要求1-9中任意一項所述的方法，其特征在于:所述化工尾氣來源于石化工業(yè)中的副產(chǎn)品，其主要包含異丁烷、異丁烯、氫氣，以及少量的甲烷、丙烷、丙烯，雜質(zhì)主要是水和CO2。
【文檔編號】C07C7/00GK105884567SQ201410789312
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2014年12月19日
【發(fā)明人】朱琳
【申請人】朱琳