聚乙烯生產(chǎn)過程中排放氣中烴類氣和氮?dú)獾幕厥昭b置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了聚乙烯生產(chǎn)過程中排放氣中烴類氣和氮?dú)獾幕厥昭b置，依次包括排放氣管路、換熱器、低溫氣液分離器、透平膨脹機(jī)、管路Ⅰ、管路Ⅱ、管路Ⅲ；排放氣管路連通管路Ⅰ，管路Ⅰ流經(jīng)換熱器后，連通所述低溫氣液分離器進(jìn)口；低溫氣液分離器的排氣口經(jīng)管路Ⅲ連通所述膨脹機(jī)的進(jìn)口；膨脹機(jī)的出口連通管路Ⅱ，管路Ⅱ也流經(jīng)換熱器；所述管路Ⅲ也流經(jīng)換熱器；所述排放氣管路與管路Ⅰ之間還設(shè)有膜分離器Ⅰ和膜分離器Ⅱ；所述排放氣管路、截留側(cè)Ⅰ、截留側(cè)Ⅱ、管路Ⅰ依次連通。采用本實(shí)用新型膜分離技術(shù)和透平膨脹技術(shù)相耦合的工藝，可實(shí)現(xiàn)烴類氣和氮?dú)獾淖罴鸦厥招Ч?br> 【專利說明】聚乙烯生產(chǎn)過程中排放氣中烴類氣和氮?dú)獾幕厥昭b置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及排放氣中含有烴類氣和氮?dú)獾幕厥昭b置，具體涉及一種在聚乙烯生產(chǎn)過程中，針對(duì)排放氣中烴類氣和氮?dú)獾幕厥昭b置。

【背景技術(shù)】
[0002]在聚乙烯生產(chǎn)過程中，在單體的精制、聚合反應(yīng)和聚乙烯粉料脫氣過程中，都會(huì)有含大量烴類氣體(如未反應(yīng)的單體乙烯、丁烯-1和異戊烷)和氮?dú)獾奈矚馀懦觥Ｄ壳熬捎脡嚎s冷凝工藝流程來回收排放氣中的烴類氣，但由于受冷凝壓力和溫度的限制，該設(shè)計(jì)僅能回收大部分的C4以上組分，乙烯的回收率很低(一般在20%以下)，剩下的烴類氣和氮?dú)舛甲鳛閺U氣排放到火炬系統(tǒng)，即造成了資源的浪費(fèi)，又造成環(huán)境污染。所以進(jìn)一步回收排放到火炬系統(tǒng)的氣體中烴類和氮?dú)馐呛苡幸饬x的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]鑒于現(xiàn)有技術(shù)所存在的上述問題，本實(shí)用新型提供一種聚乙烯生產(chǎn)工藝排放氣中烴類和氮?dú)饣厥昭b置，其烴類氣體回收率高、氮?dú)饪梢灾貜?fù)利用的結(jié)構(gòu)簡單、操作安全。
[0004]本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0005]聚乙烯生產(chǎn)過程中排放氣中烴類氣和氮?dú)獾幕厥昭b置，所述回收裝置依次包括排放氣管路、換熱器、低溫氣液分離器、透平膨脹機(jī)、管路1、管路I1、管路III ;所述低溫氣液分離器具有進(jìn)口、排氣口和排液口 ；膨脹機(jī)具有進(jìn)口和出口 ；所述排放氣管路連通管路I，管路I流經(jīng)換熱器后，連通所述低溫氣液分離器進(jìn)口 ；所述低溫氣液分離器的排氣口經(jīng)管路III連通所述膨脹機(jī)的進(jìn)口 ；膨脹機(jī)的出口連通管路II，管路II也流經(jīng)換熱器。
[0006]本發(fā)明所述的低溫氣液分離器是指操作溫度在-100°c以下的氣液分離器。
[0007]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述排放氣管路與管路I之間還設(shè)有膜分離器I和膜分離器II ;所述膜分離器I具有截留側(cè)I和滲透側(cè)I ;所述膜分離器II具有截留側(cè)II和滲透側(cè)II ;所述排放氣管路、截留側(cè)1、截留側(cè)I1、管路I依次連通。
[0008]進(jìn)一步優(yōu)選地，所述膜分離器I的分離膜為烴類組分滲透速率高于氫氣、氮?dú)饨M分的膜；所述膜分離器II的分離膜為氫氣組分滲透速率高于氮?dú)狻N類組分的膜。
[0009]本發(fā)明膜分離器I的膜為優(yōu)先透過丁烯-1、異戊烷等烴類組分的膜；具體可選用橡膠態(tài)高分子膜，如有機(jī)硅氧烷類高分子膜等，烴類組分在此類材料的滲透速率高于氫氣、氮?dú)獾葰怏w。
[0010]本發(fā)明膜分離器II的膜為優(yōu)先透過氫氣的膜；具體可選用玻璃態(tài)高分子膜，如聚酰亞胺膜、聚芳酰胺膜膜、聚砜膜等，氫氣在此類材料的滲透速率高于氮?dú)?、烴類等氣體。
[0011]優(yōu)選地，所述管路III也流經(jīng)換熱器。
[0012]進(jìn)一步優(yōu)選地，所述膜分離器1、膜分離器II分別具有膜組件，所述膜分離器1、膜分離器II的膜組件結(jié)構(gòu)為螺旋卷式膜組件、板框式膜組件、中空纖維膜組件中的任意一種。
[0013]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述回收裝置還包括低壓氣液分離器和管路IV ;所述低壓氣液分離器具有進(jìn)口、排氣口和排液口 ；所述低溫氣液分離器的出液口經(jīng)管路IV連通所述低壓氣液分離器的進(jìn)口。
[0014]優(yōu)選地，所述管路IV流經(jīng)換熱器。
[0015]本發(fā)明所述的低壓氣液分離器是指操作壓力在0.1?0.4MPaG的氣液分離器，其大大低于原排放氣體的壓力。
[0016]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述回收裝置還包括制動(dòng)風(fēng)機(jī)，連接所述透平膨脹機(jī)；所述管路II流經(jīng)換熱器后，連通所述制動(dòng)風(fēng)機(jī)。
[0017]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述排放氣管路與膜分離器I之間還設(shè)有過濾器。
[0018]優(yōu)選地，所述制動(dòng)風(fēng)機(jī)出口設(shè)有氣體分流閥；所述低溫氣液分離器的排液口設(shè)有液體減壓閥。
[0019]聚乙烯生產(chǎn)工藝排放氣流經(jīng)膜分離器I時(shí)，丁烯-1、異戊烷等烴類組分優(yōu)先透過膜并在滲透側(cè)I富集后，可進(jìn)一步通過富烴類氣管路回收；截留側(cè)I的氣體進(jìn)入膜分離器II ；
[0020]截留側(cè)I的氣體流經(jīng)膜分離器II時(shí)，氫氣組分優(yōu)先透過膜并在滲透側(cè)II富集后，可進(jìn)一步通過尾氣管路送到火炬系統(tǒng)；截留側(cè)II的氣體進(jìn)入換熱器進(jìn)行熱交換，降溫；
[0021]截留側(cè)II的氣體經(jīng)熱交換降溫后，進(jìn)入低溫氣液分離器；
[0022]經(jīng)低溫氣液分離器分離后，氣相經(jīng)低溫氣液分離器的排氣口返回到換熱器5，復(fù)熱，流入膨脹機(jī)后進(jìn)入制動(dòng)風(fēng)機(jī)，由制動(dòng)風(fēng)機(jī)排出的氣體一部分通過氣體分流閥排放到尾氣管路，剩下的氣體進(jìn)入回收氮?dú)夤苈罚ㄟ^管路送出界區(qū)，返回聚乙烯裝置重復(fù)利用。
[0023]經(jīng)低溫氣液分離器分離后，液相進(jìn)入換熱器經(jīng)換熱、復(fù)熱后，流入低壓氣液分離器。
[0024]低壓氣液分離器頂部為回收的氣相烴類，通過管路送出界區(qū)，返回到乙烯裂解裝置；低壓氣液分離器底部為回收的液相烴類，通過管路送出界區(qū)，返回到聚乙烯裝置。
[0025]相比現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型具有以下有益效果:
[0026](I)采用膜分離技術(shù)和透平膨脹技術(shù)相耦合的工藝，實(shí)現(xiàn)了烴類氣和氮?dú)獾淖罴鸦厥招Ч?br> [0027](2)可以實(shí)現(xiàn)原排放氣中丁烯-1和異戊烷99%以上的回收率，乙烯和乙烷80%以上的回收率，大大降低了聚乙烯裝置的單耗。
[0028](3)可以實(shí)現(xiàn)50%以上的氮?dú)饣厥绽?，在降低氮?dú)庀牡耐瑫r(shí)，大大減少了去火炬的焚燒量。
[0029](4)利用原排放氣的壓力能，采用透平膨脹技術(shù)實(shí)現(xiàn)乙烯、乙烷等烴類的液化分離。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]本發(fā)明附圖1幅；
[0031]圖1是實(shí)施例的聚乙烯生產(chǎn)過程中排放氣中烴類氣和氮?dú)獾幕厥昭b置的系統(tǒng)圖。
[0032]圖中，I排放氣管路，2過濾器，3膜分離器I，4膜分離器II，5換熱器，6低溫氣液分離器，7液體減壓閥，8低壓氣液分離器，9透平膨脹機(jī)，10制動(dòng)風(fēng)機(jī)，11氣體分流閥，12回收氮?dú)夤苈罚?4富烴類氣管路，13尾氣管路，15管路I，16管路II，17管路III，18管路IV。

【具體實(shí)施方式】
[0033]下述非限制性實(shí)施例可以使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員更全面地理解本實(shí)用新型，但不以任何方式限制本實(shí)用新型。
[0034]實(shí)施例1
[0035]現(xiàn)結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的具體說明:
[0036]聚乙烯生產(chǎn)過程中排放氣中烴類氣和氮?dú)獾幕厥昭b置，如圖1所示:
[0037]①從聚乙烯生產(chǎn)工藝的排放氣，通過排放氣管路I進(jìn)入到過濾器2，除去排放尾氣中夾帶的固體顆粒和液體；
[0038]②然后進(jìn)入膜分離器I 3，其中，丁烯-1、異戊烷等烴類組分優(yōu)先透過膜分離器
I3的膜組件，在滲透側(cè)I富集，通過富烴類氣管路14，返回到現(xiàn)有壓縮機(jī)的入口，通過進(jìn)一步的壓縮冷凝回收烴類；膜分離器I 3的截留側(cè)I，通過管路連接到膜分離器II 4的截留側(cè)II，當(dāng)排放氣經(jīng)過膜分離器II 4時(shí)，氫氣組分優(yōu)先透過膜，在滲透側(cè)II富集，經(jīng)過尾氣管路13送到火炬系統(tǒng)；
[0039]③膜分離器II 4的截留側(cè)II富集的氣體通過管路I 15，流經(jīng)換熱器5(優(yōu)選為板翅式換熱器)，經(jīng)過多股物流(管路II 16、管路III 17、管路IV 18)的換熱，氣體的溫度逐漸降到-100°C以下(管路II 16中的低溫氣體作為冷源，即高壓的排放氣經(jīng)過透平膨脹后降溫，得到的低溫氣體)，得到的氣液混合物經(jīng)低溫氣液分離器6的進(jìn)口進(jìn)入，在其中進(jìn)行氣液分離。
[0040]④在低溫氣液分離器6的頂部得到的氣相經(jīng)管路III 17返回到板翅式換熱器5進(jìn)行復(fù)熱，復(fù)熱后的氣體通過管路連接到透平膨脹機(jī)9;經(jīng)過膨脹后的低溫氣體通過管路
II16流經(jīng)板翅式換熱器5，復(fù)熱后，再通過管路連接到制動(dòng)風(fēng)機(jī)10 ;經(jīng)過制動(dòng)風(fēng)機(jī)10后的氣體一部分通過氣體分流閥11 (通過調(diào)整分流閥門的開度控制排放到尾氣管路的氣量)排放到尾氣管路13，剩下的氣體進(jìn)入回收氮?dú)夤苈?2，通過管路送出界區(qū)，返回聚乙烯裝置重復(fù)利用。
[0041]⑤在低溫氣液分離器6的底部得到的液相，經(jīng)過液體減壓閥7，降低液體的壓力，得到的氣液混合物，通過管路IV流經(jīng)板翅式換熱器5，復(fù)熱后的物流經(jīng)低壓氣液分離器8的進(jìn)口進(jìn)入，在其中進(jìn)行氣液分離。在低壓氣液分離器8的頂部為回收的氣相烴類，通過回收的氣相烴類管路15，送出界區(qū)，返回到乙烯裂解裝置；低壓氣液分離器8底部為回收的液相烴類，通過回收的液相烴類管路16送出界區(qū)，返回到聚乙烯裝置。
[0042]整個(gè)聚乙烯排放氣中烴類氣和氮?dú)饣厥昭b置可以實(shí)現(xiàn)回收原排放氣中99%以上的丁烯-1和異戊烷、80%以上的乙烯和乙烷和50%以上的氮?dú)狻?br> [0043]以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的【具體實(shí)施方式】，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本實(shí)用新型披露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.聚乙烯生產(chǎn)過程中排放氣中烴類氣和氮?dú)獾幕厥昭b置，其特征在于: 所述回收裝置依次包括排放氣管路、換熱器、低溫氣液分離器、透平膨脹機(jī)、管路1、管路I1、管路III; 所述低溫氣液分離器具有進(jìn)口、排氣口和排液口 ；膨脹機(jī)具有進(jìn)口和出口 ； 所述排放氣管路連通管路I，管路I流經(jīng)換熱器后，連通所述低溫氣液分離器進(jìn)口 ； 所述低溫氣液分離器的排氣口經(jīng)管路III連通所述膨脹機(jī)的進(jìn)口 ； 膨脹機(jī)的出口連通管路II，管路II也流經(jīng)換熱器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回收裝置，其特征在于: 所述排放氣管路與管路I之間還設(shè)有膜分離器I和膜分離器II ; 所述膜分離器I具有截留側(cè)I和滲透側(cè)I; 所述膜分離器II具有截留側(cè)II和滲透側(cè)II ; 所述排放氣管路、截留側(cè)1、截留側(cè)I1、管路I依次連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的回收裝置，其特征在于: 所述管路III也流經(jīng)換熱器。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的回收裝置，其特征在于: 所述膜分離器I的分離膜為烴類組分滲透速率高于氫氣、氮?dú)饨M分的膜； 所述膜分離器II的分離膜為氫氣組分滲透速率高于氮?dú)狻N類組分的膜。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的回收裝置，其特征在于: 所述膜分離器1、膜分離器II分別具有膜組件， 所述膜分離器1、膜分離器II的膜組件結(jié)構(gòu)為螺旋卷式膜組件、板框式膜組件、中空纖維膜組件中的任意一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的回收裝置，其特征在于: 所述回收裝置還包括低壓氣液分離器和管路IV ; 所述低壓氣液分離器具有進(jìn)口、排氣口和排液口 ； 所述低溫氣液分離器的出液口經(jīng)管路IV連通所述低壓氣液分離器的進(jìn)口。
7.根據(jù)權(quán)利要求6述的回收裝置，其特征在于: 所述管路IV流經(jīng)換熱器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的回收裝置，其特征在于: 所述回收裝置還包括制動(dòng)風(fēng)機(jī)，連接所述透平膨脹機(jī)； 所述管路II流經(jīng)換熱器后，連通所述制動(dòng)風(fēng)機(jī)。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的回收裝置，其特征在于: 所述排放氣管路與膜分離器I之間還設(shè)有過濾器。
10.根據(jù)權(quán)利要求8述的回收裝置，其特征在于: 所述制動(dòng)風(fēng)機(jī)出口設(shè)有氣體分流閥；所述低溫氣液分離器的排液口設(shè)有液體減壓閥。
【文檔編號(hào)】B01D5/00GK204182152SQ201420645296
【公開日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2014年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月31日
【發(fā)明者】馬艷勛, 杜國棟, 栗廣勇, 李恕廣 申請(qǐng)人:大連歐科膜技術(shù)工程有限公司