回收弛放气中丙烯丙烷的技术及应用

中外能源SINO-GLOBAL ENERGY010年第15卷回收弛放气中丙烯丙烷的技术及应用刘宏军,刘殿中,赵晓伟,李新国2,张慧涛',沈琦3(1.中国石油大庆石化公司化工二厂,黑龙江大庆163714;2中国石油大庆石化公司化工三厂,黑龙江大庆163714;3大庆华科股份有限公司,黑龙江大庆163316)摘要在弛放气同收中试的基础上,进行了弛放气回收装置的工业化设计,装置弛放气设计处理能力为68/,同收丙烯和丙烷5.5k/a,年操作时数为800h。该技术采用“吸收一精馏一再精馏”工艺路线,即吸收剂吸收他放气中的丙烯丙烷和丁醛,含丙烯、丙烷的吸收液经过精馏分离得到丙烯,丙烷的混合组分,再经过常规精馏分离得到丙烯和丙烷产品。吸收剂经提纯后可循环使用。在吸收丙烯、丙烷的同时,混合丁醛也被吸收,与丁醇分离后可作为产品抽出。应用该技术,丙烯、丙烷收率大于90%,产品丙爝纯度大于%6%,丙烷纯度大于9%。该工艺技术为自有技术,其设备全部国产化。吸收塔、精馏塔和脱重塔采用天津大学开发的高效填料,精馏塔采用格里奇公司的高效塔盘,有效保证分离效果。全部设备和材料均可在国内生产制造,工程费用比较低。关键词丁辛醇装置弛放气阿收丙烯丙烷1前言大庆石化外,还有吉林石化、齐鲁石化和扬子巴斯大庆石化公司化工二厂丁辛醇装置采用低压夫公司。其中,吉林石化公司丁辛醇装置原为汽相羰基合成技术生产丁辛醇产品,现生产能力为循环技术,在2000年改造后改为液相循环,2004年85kt/a。丁辛醇产品是重要的基本有机化工原料,可装置又新建一条12×10/a丁辛醇生产线,总计产广泛用作增塑剂、溶剂,表面活性剂、胶黏剂。丁辛能为26×10t/a,其弛放气排放量约为22/h。齐鲁醇装置羰基合成反应系统以丙烯和合成气为原料石化公司丁辛醇装置为液相循环生产技术,1999年反应生成正、异丁醛,在此过程中有少量的丙烯转改造为14x10a丁辛醇,2005年新建丁辛醇装置化为丙烷。为了防止丙烷等惰性组分的积累,在生20x10v/a,其弛放气排放量约为29/h。扬子巴斯夫产过程中需要将一部分的气体(简称弛放气)从系统丁辛醇装置产能为25×10%v/a,其弛放气排放量约为循环回路中连续排出。弛放气中含有一定数量的丙2lt/h。以上各套装置弛放气均没有回收利用,弛放烷和丙烯(分别占389%和45.81%),由于组分复气都作为燃料烧掉了,尤其丙烯是非常有价值的化杂,难以处理,过去处理弛放气的方法是直接排入工原料,排放掉非常可惜。燃料气管网作为燃料烧掉,造成了资源的浪费和效大庆石化丁辛醇装置羰基合成技术是汽相循益的流失2。为了回收弛放气中有较高经济价值环,生产工艺相对落后,与国内其他同类液相循环的丙烷、丙烯,在原大庆石化公司研究院实验室回装置不具有可比性,为了尽量减少装置弛放气排放收技术试验结果的基础上,进行了弛放气回收装置量,近年来一直在探寻和试验,也尝试了一些方法的工业化设计,装置弛放气设计处理能力为6.kua,和措施,如在羰基合成反应系统应用无模型控制系回收丙烯和丙烷55kua,年操作时数为800h。弛统提高收率等。2010年还计划利用装置检修时换用放气回收工艺属国内自主开发,目前在国内外还没种新型催化剂,力争进一步减少弛放气排放量。有相同或类似的工业应用。中国煤化工2回收弛放气中丙烯、丙烷的分析作者CNMHG毕业于大庆石油学21国内各丁辛醇厂家生产现状院化学工程专业,目前主要从事化工企业生产经营管理工作,目前,国内丁辛醇产品生产厂家共有四家已发表论文6篇。E-mail:l1972@163第9期刘宏军等.回收弛放气中丙烯丙烷的技术及应用同时,大庆石化丁辛醇装置拟在2012年进行抽出。应用该技术,丙烯、丙烷收率大于90%,产品改扩建,届时装置不仅生产规模将扩大一倍,生产丙烯纯度大于%6%,丙烷纯度大于99%。工艺也将由汽相循环改为液相循环。液相循环工艺3回收丙烯、丙烷的生产方法与工艺路线不仅收率高于汽相循环,改扩建后装置弛放气排放31生产方法量将减少一半以上,弛放气中丙烯、丙烷含量也将该工艺采用吸收、解吸、精馏等技术回收弛放减少。这样既提高了装置收率、减少了弛放气排放,气中的丙烯、丙烷,从而得到丙烯、丙烷等产品。又降低了生产成本,增加了企业的市场竞争力。3.2工艺路线22回收弛放气中的丙烯、丙烷的必要性和可行性来自丁辛醇装置的弛放气经缓冲罐进行气液作为化工装置,节约生产成本,多创经济效益分离后进入吸收塔塔底,吸收剂从塔顶进入,将弛始终是装置运行和发展不变的主题。近年来,国家放气中的丙烯和丙烷吸收下来并从塔底流出,塔顶也在提倡环保节能、低碳生产。弛放气作为装置的气排至燃料气管网。吸收塔塔底物料经换热器换热副产物,由于其连续排放并含有丙烯、丙烷等有用升温后,进入解吸塔进行解吸,解吸后的吸收剂从的物质,很有必要回收利用,降本增效。解吸塔底分出,经过与吸收塔塔底物料换热降温为了回收弛放气中的丙烯、丙烷和丁醛,有效后,其中一部分送至脱重塔脱重,经脱重塔脱重后节约利用资源,保护环境提出了一种回收方法。该的吸收剂再补进循环吸收剂中使用。另一部分再经技术采用“吸收一精馏一再精馏”工艺路线,即吸收过冷却器冷却到一定温度后返回吸收塔,作为吸收剂吸收弛放气中的丙烯、丙烷和丁醛,含丙烯、丙烷剂循环使用。的吸收液经过精馏分离得到丙烯、丙烷的混合组由解吸塔顶解吸出的丙烯和丙烷经压缩机升分,再经过常规精馏分离得到丙烯和丙烷产品。吸压后,进人精馏塔进行精馏分离。精馏塔塔顶产出收剂经提纯后可循环使用。在吸收丙烯、丙烷的同丙烯,塔釜产出丙烷。丙烯、丙烷再分别进人产品罐时,混合丁醛也被吸收,与丁醇分离后可作为产品作为产品出厂。弛放气回收工艺流程见图1尾气去燃料气管网她放气来自化二丙烯去外网g@,T重组分出装置g丙烷去装车图1弛放气回收工艺流程T,—吸收塔;T:解吸塔;T:一精馏塔;T—脱重塔;Ⅴ一塔顶冋流罐;E、E、E一塔顶冷凝器E、E、E—塔底再沸器;E一丁醛后冷器;E一丁醛进料冷却器;E一解吸塔进料预热器3弛放气回收单元特点剂为丁辛醇生产过程的中间产品——丁醛,所回收弛放气回收单元具有5个特点的溶剂可以返回丁辛醇装置使用或作为产品出售①工艺简单操作方便产品收率高。采用低有利中国煤化工温吸收、低压升温解吸、分段精馏等工艺技术,生产CNMH(有效节能措施,过程容易控制,丙烯和丙烷收率大于90%。降低装置的物耗和能耗。充分利用物料间的温度②吸收剂来源方便,易于回收处理。选用吸收差,尽可能回收热源,减少能耗。科学优化流程,将中外能源108SINO-GLOBAL ENERGY2010年第15卷精馏过程排放的气体返回至吸收塔中再循环利用。2丙烯、丙烷产品质量指标%摩尔分数)④吸收剂循环利用,操作成本低。吸收剂在生内烯丙烷组产过程中部分会缩聚产生一部分低聚物,会影响吸设计值标定值设计值标定值收;同时低聚物会附着在塔内件上,降低分离效果。丙烯≥95009703≥9059927丙烷≤2.830.40≤0.94001因此,生产过程中吸收剂需要经过脱重塔分离出低正丁醛聚物,然后将脱重后的吸收剂补充到循环吸收剂中异丁醛≤5使用,尽可能降低生产成本。脱重塔底产品可作为≤2.00副产品外售,最大限度地收和利用资源。表3回收单元设计与标定消耗对比⑤工艺技术为自有技术,设备全部国产化。吸吨产品消耗收塔、精馏塔和脱重塔采用天津大学开发的高效填72h消耗量设计值标定值料,精馏塔采用格里奇公司的高效塔盘,有效保证78061538466.82分离效果。全部设备和材料均可在国内生产制造,新鲜水/t蒸汽/t54.63.121.27工程费用比较低。氮气/m34投产后的效果对比分析仅表风(标准》m90565318.27弛放气原料组分见表1。工业风(标准)m3表1设计与标定原料组分%(摩尔分数)表4回收单元设计与标定能耗对比组分标定吨产品消耗/M项目能耗折算值MJ丙烷l1.84286.105527.151561.8022.213182802.026.2831.900.75仪表风159103.8429.055.940.00H28.62综合能耗174589396203正、异丁醛该同收单元原设计生产能力为:丙烯0.327/h,丙烷0.362/h。标定期间(72h)共处理弛放气692从表1可以看出,标定原料与原设计参数没有产丙烯24.8810346/h),丙烷2660362h)通过大的差别。丙烷的含量稍高是因为丁辛醇装置反应标定可以看出,该回收单元在满负荷下运行,丙烯系统催化剂使用处于前期,活性较高,丙烯转化为和丙烷的产量均已达到或超出原设计产量。丙烷的转化率较高。从表3和表4数据看出,无论是吨产品消耗还4.1产品质量是能耗,该回收单元的实际值都大大低于设计值。该回收单元的主要产品是丙烯、丙烷,其质量回收单元的主要技术经济指标见表5。指标见表2。可以看出,标定的质量指标完全达到豪5主要技术经济指标了设计要求,尤其是丙烯纯度达到97.03%,远大于设计值标定值设计值95%,丙烷的纯度也满足设计要求。这是由总投资/万元17056178于吸收塔、解吸塔、精馏塔以及脱重塔等关键设备销售收人∥(万元164717计算准确,选型合理,并选择了合理的操作参数总成本/(万元·a-)1272折旧按7a计算4.2物耗和能耗中国煤化工该回收单元于2009年11月进行了72h标定。CNMHG回收单元设计和标定消耗对比见表3,设计和标定投资利润率,%能耗对比见表4。投资回收期/a含建设期la第9期刘宏军等.回收弛放气中丙烯丙烷的技术及应用从表5数据可以看出,该回收单元建成投产运家企业均有丁辛醇生产装置,弛放气排放量巨大,行后,经济效益要好于项目建设前评价结果,体现本文介绍的弛放气回收技术可为类似的羰基合成在公用工程用量降低,生产成本降低,提高了装置装置弛放气的处理提供一种经济可行的工艺路线。的经济效益。经济评价结果同时说明,该回收单元的投资利润率为23.8%,并在52a(含建设期1a)内参考文献:收回全部投资,技术经济指标良好。[赵金立增产丙烯的技术及其进展[炼油技术与工程,200,5结语经过几年的实际生产考核,证明该回收单元工2)王路海曲风书经基合成系统放气中丙解,丙烧回收可行艺先进,设计合理,设备选型合理,控制可靠,环保达标,经济效益良好,并且运行平稳。目前,国内多(编辑刘燕)Technology for Recovering Propylene and Propane fromPurge Gas and Its ApplicationLiu Hongjun, Liu Dianzhong, Zhao Xiaowei, Li Xinguo?, Zhang Huitao, Shen QP(1. No. 2 Chemical Plant, Petro China Daqing Petrochemical Company, Daqing Heilongjiang 163714:2. No. 3 Chemical Plant, PetroChina Daqing Petrochemical Company, Daqing Heilongjiang 163714:3. Daqing Huake Co., Lad. Daqing Heilongjiang 163316)[Abstract] Based on pilot-scale experiment on the recovery of purge gas, technicians designed an industrialpurge gas recovery unit. The unit has a design purge gas processing capacity of 6.8kt/a and is able to re-cover 5.5kt of propylene and propane per year. It is designed to operate 8,000 hours per year. This technolo-the process route of "absorption, distillation and re-distillation. That is to say that first using ab-sorbent to absorb the propylene, propane and butyl aldehyde in purge gas, then distilling the absorption liquidcontaining propylene and propane to obtain propylene and propane blending components and finally using thetraditional distillation process to obtain propylene and propane products. Absorbents can be reused after beingpurified. In addition to propylene and propane, butyl aldehyde blend is also absorbed Butyl aldehyde can beextracted as a product after being separated from butanol. In this technology, the yields of propylenepropane exceed 90%, the purity of product propylene is higher than 96% and that of propane is greater99%. This technology is a proprietary technology and all equipment used in it is manufactured domesticallyThe absorption column, distillation column and rectification tower use a high-efficiency packing material developed by Tianjin University. The distillation column uses Glistsch's high-efficiency column tray, which can en-sure good separation effect. All equipmetand materials used canbe produced domestically and therefore theengineering costs involved are low.[Keywords] butyl alcohol unit; purge gas recovery: propylene; propane中国煤化工CNMHG