專利名稱：丁二烯抽提裝置廢氣的利用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種石油化工廢氣回收利用領(lǐng)域，特別是涉及一種丁二烯抽提裝置富含炔烴的廢氣利用的方法。
背景技術(shù)：
在乙烯裂解裝置聯(lián)產(chǎn)碳四烴時，裂解碳四烴中的1，3-丁二烯一般通過二段溶劑萃取精餾再經(jīng)過直接精餾的方法進(jìn)行精制，該精制裝置產(chǎn)生的殘余廢氣俗稱丁二烯尾氣。 萃取精餾也叫抽提，丁二烯的回收裝置一般叫丁二烯抽提裝置。丁二烯尾氣中炔烴濃度較高，一般大于20重量％，最高可超過40重量％。這些富含炔烴的廢氣目前尚無工業(yè)利用價值，只能送火炬燃燒處理。由于高濃度炔烴易聚合爆炸，因此必須先用含有丁烷、丁烯的抽余液進(jìn)行稀釋后才能送火炬燃燒，這樣就造成很大的資源浪費(fèi)。隨著近年來烴類蒸汽裂解深度的加大，裂解碳四中炔烴含量呈上升趨勢，丁二烯抽提裝置產(chǎn)生的富含炔烴的尾氣量也大幅度增加。如果將這些廢氣中富含炔烴的尾氣回收利用，將會大大提高乙烯裂解裝置的經(jīng)濟(jì)效益。目前，現(xiàn)有技術(shù)中常用的方法包括如下幾種一種方法是在裂解碳四進(jìn)入丁二烯抽提裝置之前對其進(jìn)行選擇加氫，使炔烴含量降低，以減少含炔廢氣的排放。另一種方法是對所述的富含炔烴餾分的丁二烯尾氣進(jìn)行選擇加氫，將炔烴轉(zhuǎn)化為丁二烯和單烯烴，再送回丁二烯抽提裝置，以回收其中的丁二烯。CN101434508公開了一種碳四餾分中的高度不飽和烴的選擇加氫方法，以丁二烯抽提后得到的富含炔烴的殘余物料為原料，在催化劑的存在下，采用固定床反應(yīng)器，選擇加氫得到1，3-丁二烯，再將反應(yīng)產(chǎn)物送回到抽提裝置。加氫工藝采用的操作條件為反應(yīng)溫度為30 9°C，反應(yīng)壓力為1. 0 4. OMPa，液體空速為7 201Γ1。催化劑以氧化鋁為載體的鈀系催化劑，比表面積為50 150m2/g，比孔容為0. 25 1. 0ml/g。采用該發(fā)明的方法可對于丁二烯抽提后的富炔殘余物料進(jìn)行有效利用，減少資源浪費(fèi)。但是上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷是1.該方法沒有解決反應(yīng)器的進(jìn)料問題。由于加氫反應(yīng)為液相反應(yīng)，壓力在1. 5 4. OMPa之間，而丁二烯尾氣為氣相，壓力接近常壓，如何將氣相的原料進(jìn)行升壓送入反應(yīng)器是一個技術(shù)難題；2由于物料中炔烴和丁二烯的濃度高，容易聚合發(fā)生爆炸，如何在保證安全的前提下將物料升壓是解決問題的關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的丁二烯尾氣難液化、難升壓的問題，本發(fā)明提供了一種丁二烯抽提裝置廢氣的利用方法，通過采用壓縮機(jī)和冷箱的工藝，解決了丁二烯尾氣利用難的問題。本發(fā)明的目的是提供一種丁二烯抽提裝置廢氣的利用方法。所述的廢氣的組成包括丁烯O 10重量％，丁二烯30 70重量％，乙基乙炔和乙烯基乙炔20 50重量％。本發(fā)明采用如下工藝將所述的抽提裝置廢氣與氫氣發(fā)生全加氫反應(yīng)，使所述的廢氣中的炔烴、雙烯烴、單烯烴加氫生成烷烴，其步驟包括(1)升壓、冷凝丁二烯廢氣原料經(jīng)廢氣壓縮機(jī)一段升壓，升壓后的丁二烯尾氣作為熱物流進(jìn)入冷箱，經(jīng)換熱后冷凝成液相碳四；(2)加氫反應(yīng)來自步驟(1)的液相碳四物流與來自反應(yīng)產(chǎn)物的循環(huán)烷烴物流混合，經(jīng)升壓泵升壓后，配入氫氣送往全加氫反應(yīng)器，反應(yīng)器出口產(chǎn)物冷卻至常溫后分成兩股，一股作為循環(huán)物流去反應(yīng)器入口，一股作為烷烴產(chǎn)品送出界區(qū)；(3)制冷系統(tǒng)采用單獨(dú)的制冷系統(tǒng)，提供特定溫度的冷劑作為冷物流進(jìn)入冷箱換熱，為碳四物料提供冷量；特別地，利用了廢氣壓縮機(jī)的二段為冷劑升壓，冷劑經(jīng)壓縮、冷卻、換熱后循環(huán)利用。具體的實(shí)施中步驟(1)、(3)中所述廢氣壓縮機(jī)采用同一電機(jī)驅(qū)動的兩級壓縮的壓縮機(jī)，每段分別為獨(dú)立的系統(tǒng)升壓。壓縮機(jī)一段為廢氣原料升壓，壓縮機(jī)二段為制冷系統(tǒng)的冷劑升壓，兩個系統(tǒng)互不影響，提高了裝置操作的安全。步驟(1)中所述壓縮機(jī)一段出口壓力為0. 15 0. 18MPa(絕壓，以下同)，溫度為 50 70 。步驟(1)中所述的丁二烯尾氣經(jīng)冷箱換熱后，出口溫度為4 9°C，在此溫度下丁二烯尾氣全部冷凝成液相。所述的步驟O)中，加氫反應(yīng)為全加氫反應(yīng)，廢氣中的炔烴、雙烯烴、單烯烴加氫生成烷烴，反應(yīng)條件為入口溫度為20 1°C，優(yōu)選為20 6°C ；反應(yīng)壓力為1. 0 5. OMPa ； 氫氣與烯烴的摩爾比通常為0. 8 3. 0，優(yōu)選為0. 8 1. 5 ；液相體積空速為1 401Γ1，優(yōu)選為10 201Γ1 ；循環(huán)物流與來自步驟(1)的液相碳四物流質(zhì)量流量比為1 50 1，優(yōu)選為5 40 1。加氫催化劑的載體為氧化鋁，負(fù)載的主活性組分選自Pt、Pd的一種或兩種，含量為0.01 1.0重量％ ；負(fù)載的助活性組分選自Cu、Ag、Au、Pb、Ni、Co、Mn中的至少一種，助活性組分優(yōu)選為Ag或1 ，含量為0. 001 1. 0重量％。所述步驟O)中的混合物采用升壓泵升壓至1. 5 5. 5MPa。根據(jù)需要，可以在步驟O)中的所述加氫反應(yīng)器前設(shè)置干燥器以脫除其中的水分，所述干燥器采用分子篩干燥劑或氧化鋁干燥劑，或者采用聚結(jié)器脫除水分。步驟O)中的所述加氫反應(yīng)器為一段加氫或多段加氫。若為多段加氫，段間設(shè)冷卻器，每段反應(yīng)分別配入適量的氫氣，配入氫氣的量根據(jù)目標(biāo)產(chǎn)物來定。步驟(3)中所述的制冷系統(tǒng)目的是為丁二烯尾氣提供0 4. 0°C的冷劑，冷劑可采用丙烯、碳四組分等任何適用于此工況的冷劑，優(yōu)選采用碳四組分，如丁烷、丁烯、醚后碳四、裂解碳四等任何主要成分為碳四的物流。特別地，步驟(3)中所述的壓縮機(jī)采用廢氣壓縮機(jī)的二段，即采用一臺壓縮機(jī)，同時為廢氣原料升壓，和為冷卻系統(tǒng)的冷劑升壓。壓縮機(jī)二段的出口壓力為0. 4 1. OMPa0在權(quán)利要求書和說明書中，如果沒有特別指出，單位“ ％，，是指重量百分比含量。本發(fā)明所述的丁二烯抽提裝置廢氣利用方法中廢氣與氫氣發(fā)生反應(yīng)，其中的炔烴、雙烯烴、單烯烴加氫生成烷烴。本發(fā)明可以通過采用不同的工藝條件，靈活控制加氫產(chǎn)物的用途。具體的地說，本發(fā)明加氫產(chǎn)物可以用作燃料，也可以返回裂解爐作裂解原料以替代部分石腦油，也可以作為高純度烷烴送往下游裝置作原料。這樣達(dá)到了節(jié)約資源、提高碳四綜合利用率的目的。本發(fā)明所述的丁二烯抽提裝置廢氣的利用方法除了解決了廢氣的液化、升壓的問題以外，還具有以下特點(diǎn)1.傳統(tǒng)工藝中，抽提裝置的富含炔烴的丁二烯尾氣多作為燃料燒掉，本發(fā)明將廢氣加氫生成烷烴，可作為裂解原料或直接作為下游裝置的原料，提高了碳四利用率，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益；2.傳統(tǒng)工藝中，需要一股抽余液對富含炔烴的混合烴進(jìn)行稀釋后才能送往火炬， 本發(fā)明中的原料可直接采用抽提裝置的含炔廢氣，無需再用抽余液稀釋，節(jié)約了大量的丁烷、丁烯；3.僅采用一臺壓縮機(jī)，不僅實(shí)現(xiàn)了將廢氣原料升壓，而且可同時為制冷系統(tǒng)的冷劑升壓，大大節(jié)省了設(shè)備投資；4.本發(fā)明的廢氣利用過程和制冷系統(tǒng)分別為單獨(dú)的系統(tǒng)，互不影響，提高了裝置操作的安全性；5.本發(fā)明流程簡單、設(shè)備數(shù)量少、原料適應(yīng)性強(qiáng)，投資少。


圖1是本發(fā)明所述的丁二烯抽提裝置廢氣的利用方法工藝流程示意圖。符號說明1廢氣原料；2壓縮后廢氣；3液相碳四；4反應(yīng)原料；5氫氣；6反應(yīng)產(chǎn)物；7循環(huán)物流；8入口冷劑；9出口冷劑；10壓縮機(jī)出口 ；前述1 10的符號也用于表示附表中的物流號；11壓縮機(jī)；12冷箱；13反應(yīng)器。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例，進(jìn)一步說明本發(fā)明。實(shí)施例11.升壓來自丁二烯抽提裝置的廢氣1(主要組成丁烯7. 82%，丁二烯43. 76%， 乙基乙炔和乙烯基乙炔47. 1%，均為質(zhì)量百分含量)，流量1080kg/h，壓力0. IMPa (絕壓，以下同)。廢氣進(jìn)入壓縮機(jī)11的一段，壓縮機(jī)出口廢氣物流2的壓力為0. 17MPa、溫度64.3°C， 廢氣進(jìn)入冷箱換熱轉(zhuǎn)變?yōu)橐合?，冷箱出口液相碳?的壓力為0. 14MPa、溫度5. 1°C ；2.反應(yīng)液相碳四3經(jīng)脫水后進(jìn)入混合罐與來自全加氫產(chǎn)物的循環(huán)烷烴7混合， 循環(huán)烷烴的流量為10850kg/h，壓力2. 16MPa，經(jīng)升壓泵升至2. 3MPa，配入一定量的氫氣5， 進(jìn)入反應(yīng)器13反應(yīng)。反應(yīng)條件為溫度4°C、壓力2. 2MPa、氫氣/烯烴摩爾比1. 2，液相體積空速201Γ1，段間設(shè)循環(huán)水冷卻器，將反應(yīng)器出口物料冷卻至4°C，反應(yīng)產(chǎn)物分為兩股，一股為循環(huán)烷烴7返回混合罐，一股作為反應(yīng)產(chǎn)物6送出界區(qū)，流量為1160kg/h ；催化劑的主活性組分為Pd，含量為0. 5%，助活性組分為Ag，含量為0. 05%。3.制冷系統(tǒng)采用碳四組分為冷劑，其主要組成為丁烷90.7%、丁烯9.3%，經(jīng)廢氣壓縮機(jī)11的二段升壓至0. 5MPa，采用循環(huán)水冷卻，減壓到0. 115MPa，溫度為2. 2°C，作為冷流進(jìn)入冷箱與廢氣原料換熱，冷箱出口溫度為2. 4°C，再經(jīng)壓縮機(jī)升壓后循環(huán)利用。各主要物流的質(zhì)量組成見下表1。
權(quán)利要求
1.一種丁二烯抽提裝置廢氣的利用方法，其步驟包括(1)升壓、冷凝丁二烯廢氣原料經(jīng)廢氣壓縮機(jī)一段升壓，升壓后的丁二烯尾氣作為熱物流進(jìn)入冷箱，經(jīng)換熱后冷凝成液相碳四；(2)加氫反應(yīng)來自步驟(1)的液相碳四物流與來自反應(yīng)產(chǎn)物的循環(huán)烷烴物流混合，經(jīng)升壓泵升壓后，配入氫氣送往全加氫反應(yīng)器，反應(yīng)器出口產(chǎn)物冷卻至常溫后分成兩股，一股作為循環(huán)物流去反應(yīng)器入口，一股作為烷烴產(chǎn)品送出界區(qū)；(3)制冷系統(tǒng)利用廢氣壓縮機(jī)的二段為冷劑升壓，冷劑經(jīng)壓縮、冷卻、換熱后循環(huán)利用；其中步驟(1)、(3)中所述廢氣壓縮機(jī)采用同一電機(jī)驅(qū)動的兩級壓縮的壓縮機(jī)，每段分別為獨(dú)立的系統(tǒng)升壓；壓縮機(jī)一段為廢氣原料升壓，壓縮機(jī)二段為制冷系統(tǒng)的冷劑升壓，兩個系統(tǒng)互不影響。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的利用方法，其中步驟(1)中所述壓縮機(jī)一段出口壓力為0.15 0.18MPa，溫度為 50 70V。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的利用方法，其中步驟(1)中所述的丁二烯尾氣經(jīng)冷箱換熱后，出口溫度為4 9°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的利用方法，其中步驟O)中，加氫反應(yīng)為全加氫反應(yīng)，廢氣中的炔烴、雙烯烴、單烯烴加氫生成烷烴，反應(yīng)條件為入口溫度為20 1°C，優(yōu)選為20 6°C ；反應(yīng)壓力為1. 0 5. OMPa ；氫氣與烯烴的摩爾比通常為0. 8 3. 0，優(yōu)選為0. 8 1. 5 ；液相體積空速為1 4( -1,優(yōu)選為10 2( -1 ；循環(huán)物流與來自步驟(1)的液相碳四物流質(zhì)量流量比為1 50 1，優(yōu)選為5 40 1 ；加氫催化劑的載體為氧化鋁，負(fù)載的主活性組分選自Pt、Pd的一種或兩種，含量為0. 01 1. 0重量％ ；負(fù)載的助活性組分選自Cu、Ag、Au、 Pb、Ni、Co、Mn中的至少一種，助活性組分優(yōu)選為Ag或Pb，含量為0. 001 1. 0重量％。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的利用方法，其中所述步驟O)中的混合物采用升壓泵升壓至1.5 5. 5MPa0
6.根據(jù)權(quán)利要求1的利用方法，其中在步驟(2)中的所述加氫反應(yīng)器前設(shè)置干燥器，所述干燥器采用分子篩干燥劑或氧化鋁干燥劑，或者采用聚結(jié)器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或5或6或7的利用方法，其中步驟O)中的所述加氫反應(yīng)器為一段加氫或多段加氫。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的利用方法，其中步驟(3)中所述的制冷系統(tǒng)為丁二烯尾氣提供 0 4. 0°C的冷劑，冷劑采用碳四組分。
9 根據(jù)權(quán)利要求1的利用方法，其中步驟C3)中所述的壓縮機(jī)采用廢氣壓縮機(jī)的二段， 壓縮機(jī)二段的出口壓力為0. 4 1. OMPa0
10.根據(jù)權(quán)利要求1的利用方法，其中所述的廢氣的組成包括丁烯0 10重量％，丁二烯30 70重量％，乙基乙炔和乙烯基乙炔20 50重量％。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種丁二烯抽提裝置廢氣的利用方法，其步驟包括(1)升壓、冷凝；(2)加氫反應(yīng)；(3)制冷系統(tǒng)；其中步驟(1)、(3)中所述廢氣壓縮機(jī)采用同一電機(jī)驅(qū)動的兩級壓縮的壓縮機(jī)，每段分別為獨(dú)立的系統(tǒng)升壓；壓縮機(jī)一段為廢氣原料升壓，壓縮機(jī)二段為制冷系統(tǒng)的冷劑升壓，兩個系統(tǒng)互不影響。不僅實(shí)現(xiàn)了將廢氣原料升壓，而且可同時為制冷系統(tǒng)的冷劑升壓，大大節(jié)省了設(shè)備投資。
文檔編號C07C5/08GK102336623SQ201010238859
公開日2012年2月1日 申請日期2010年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月28日
發(fā)明者樂毅, 劉智信, 廖麗華, 張勇, 徐立英, 戴偉, 李東風(fēng), 李琰, 程建民, 藍(lán)春樹, 過良 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司北京化工研究院