基于双膨胀自深冷分离的石油化工尾气高效回收技术
来源项目
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技术分类
应对气候变化技术-燃料及原材料替代类技术
适用对象及范围
石化化工 含烃类尾气回收
基本原理
该技术以对工艺的全流程模拟为基础，充分考虑反应系统与分离
系统的相互影响，采用热功集成、热力学分析、多目标优化等方法， 根据尾气的组成特点和不同分离技术的适用范围，合理构建分离序列 并对其操作参数进行优化，以实现分离效率和经济效益的最大化。例 如，将压缩冷凝技术、膜分离技术和双膨胀自深冷分离技术相结合， 用于烯烃聚合物的生产中回收尾气，利用压缩冷凝等方法回收大部分 的C4及以上碳氢化合物，利用膜分离方法分离氢气等小分子物质，利 用双膨胀自深冷分离技术分离碳氢化合物(C2、C4等)与氮气，实现 低能耗、高效率回收烃类物质和氮气，显著降低二氧化碳排放量。
技术描述（创新点及优势）
根据石油化工尾气的组成特点和不同分离技术的适用范围，以双膨胀自深冷分离技术为核心， 辅之以压缩冷凝、膜分离、油吸收、精馏等方法，合理构建分离序列，并通过工艺的全流程模拟，充分考虑反应系统与分离系统的相互影响，高效回收烃类物质，显著降低二氧化碳排放。
应用案例名称
中国石化股份有限公司齐鲁分公司塑料厂 14 万吨/年 HDPE 装置火炬气回收系统；中国石化齐鲁分公司第二化肥厂丁辛醇驰放气回收利用
案例规模
中国石化股份有限公司齐鲁分公司塑料厂 14 万吨/年 HDPE 装置火炬气回收系统建设规模:尾气处理能力 1400 Nm3/h。中国石化齐鲁分公司第二化肥厂丁辛醇驰放气回收利用建设规模:尾气处理能力 1.7 万吨/年。
工艺流程
双膨胀自深冷分离技术的原理如图1所示。用于聚烯烃装置尾气回收的压缩冷凝/膜分离/双膨胀自深冷分离
组合工艺流程如图2所示。聚烯烃树脂经树脂脱挥后得到的尾气经压缩 冷凝工序后进入气液分离罐，分离出冷凝液体与未冷凝气体，冷凝液 体作为回收产品可直接返回聚合反应系统，未冷凝气体经过膜分离与 双膨胀自深冷分离系统组合的气体分离装置，分离出可回收使用的烃 产品以及循环使用的吹扫气体，仅有少量含烃的尾气需要排往火炬。 该工艺不仅能高效率地实现烃类物质的回收，而且能够同时回收氮气 作为吹扫气体供树脂脱挥装置循环使用。根据不同的尾气组成情况， 烃类及氮气的回收率均可达80%以上，甚至可高达96%，产品的纯度 也高于90%。用于丁辛醇装置尾气回收的压缩/精馏/双膨胀自深冷分离组合工
艺流程如图 3 所示。来自低压蒸发系统、稳定系统及高压蒸发系统的 尾气经尾气缓冲罐进入压缩机入口，冷却后的压缩机出口气体与羰基 合成反应系统的弛放气混合后共同进入脱丁醛塔，其塔底出料经冷却 后作为丁醛产品出装置，塔顶回流罐出来的不凝气经过吸附塔脱水后 冷凝进入气液分离罐。气液分离罐出来的液体进入回收塔脱除 CH4 等 轻组分(丙烯产品的杂质)，气体送入双膨胀自深冷分离系统。回收塔 塔顶气也送至双膨胀自深冷分离系统，塔底出料经加压后作为丙丙塔 进料。深冷分离后得到三股物流，一股为分离丙烯丙烷后的尾气，主 要为 CO、CH4、H2 等，可作为燃料气出装置;一股为富含丙烯丙烷的 气体返回一次压缩机循环回收;另一股富含丙烯丙烷的液体送入回收 塔脱除轻组分。脱出轻组分后的液体进入丙烯精馏塔分离出丙烯和丙 烷，分别送出界区。
污染防治效果和达标情况
中国石化股份有限公司齐鲁分公司塑料厂 14 万吨/年 HDPE 装置火炬气回收系统年减排 3900 吨 CO2；中国石化齐鲁分公司第二化肥厂丁辛醇驰放气回收利用年减排量为 1.04 万吨 CO2。
投资费用
中国石化股份有限公司齐鲁分公司塑料厂 14 万吨/年 HDPE 装置火炬气回收系统项目总投资 1000 万元；中国石化齐鲁分公司第二化肥厂丁辛醇驰放气回收利用项目总投资 4458 万元。
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