• / 12
  • 下載費用:30 金幣  

一種費托合成尾氣的分離回收方法.pdf

摘要
申請專利號:

CN201510333938.X

申請日:

2015.06.16

公開號:

CN106256813A

公開日:

2016.12.28

當前法律狀態:

實審

有效性:

審中

法律詳情: 實質審查的生效IPC(主分類):C07C 11/04申請日:20150616|||公開
IPC分類號: C07C11/04; C07C11/06; C07C9/04; C07C9/06; C07C9/08; C07C9/10; C07C11/08; C07C7/04; C07C7/00; C10G7/00 主分類號: C07C11/04
申請人: 中國石化工程建設有限公司; 中石化煉化工程(集團)股份有限公司
發明人: 趙百仁; 王振維; 趙明瑞; 王鑫泉
地址: 100101 北京市朝陽區安慧北里安園21號
優先權:
專利代理機構: 北京英創嘉友知識產權代理事務所(普通合伙) 11447 代理人: 周建秋;王浩然
PDF完整版下載: PDF下載
法律狀態
申請(專利)號:

CN201510333938.X

授權公告號:

|||

法律狀態公告日:

2017.01.25|||2016.12.28

法律狀態類型:

實質審查的生效|||公開

摘要

本發明公開了一種費托合成尾氣的分離回收方法,該方法將費托合成尾氣先進行粗氣液分離,然后將粗氣液分離得到的氣體產物依次進行降溫后與粗氣液分離得到的液體產物一起在脫甲烷塔中進行脫甲烷處理,得到的分離產物進行一系列后續處理后,得到了粗氫產品、液化天然氣和其它烴類產品。本發明的方法流程簡捷,使用設備數量少,投資和占地節省,而且產品回收率高,綜合能耗較低。

權利要求書

1.一種費托合成尾氣的分離回收方法,該方法包括:
a、將含有氮氣、氬氣、一氧化碳、二氧化碳、氫氣、甲烷、乙烷、乙
烯、丙烷、丙烯、丁烷、丁烯和汽油組分的費托合成尾氣依次進行脫二氧化
碳處理、壓縮處理、冷卻處理、氣液分離和干燥處理后,得到14~17℃和3.6~
3.9兆帕的氣相費托合成尾氣和液相費托合成尾氣;
b、將步驟a中所得的氣相費托合成尾氣采用二段丙烯冷劑進行第一級
丙烯冷凝,得到-15~-19℃和3.69~3.89兆帕的第一級丙烯冷凝產物;將所
述第一級丙烯冷凝產物采用一段丙烯冷劑進行第二級丙烯冷凝,得到-30~
-34℃和3.68~3.88兆帕的第二級丙烯冷凝產物;
c、將步驟b中所得的第二級丙烯冷凝產物采用二段乙烯冷劑進行第一
乙烯激冷,經氣液分離得到-50~-60℃和3.66~3.86兆帕的第一乙烯激冷氣
體和第一乙烯激冷液體;將所述第一乙烯激冷氣體采用一段乙烯冷劑進行第
二乙烯激冷,經氣液分離得到-96~-98℃和3.6~3.8兆帕的第二乙烯激冷氣體
和第二乙烯激冷液體;將所述第二乙烯激冷氣體由尾氣膨脹機提供冷量進行
進一步冷凝,經氣液分離得到-160℃~-165℃和3.58~3.78兆帕的第一次甲烷
/氫分離氣體和第一次甲烷/氫分離液體;將所述第一次甲烷/氫分離液體升溫
到-101℃~-102℃和3.09~3.29兆帕,作為第一股脫甲烷進料;
d、將步驟a中所得的液相費托合成尾氣降溫減壓至-53~-57℃和3.2~
3.4兆帕后,得到脫甲烷處理前液相費托合成尾氣;
e、將步驟c中所得第一股脫甲烷進料、第二乙烯激冷液體和第一乙烯
激冷液體以及步驟d中所得脫甲烷處理前液相費托合成尾氣在-100~-105℃
和3.00~3.20兆帕下進行脫甲烷處理,得到-102~-105℃和3.00~3.20兆帕
以及乙烯含量小于0.2mol%的脫甲烷氣體和50~55℃和3.07~3.27兆帕的脫
甲烷液體;
f、將步驟e中所得的脫甲烷氣體與步驟c中所得的第一次甲烷/氫分離
氣體混合,一起進入尾氣膨脹機膨脹制冷后,進行第二次甲烷/氫分離,得到
-175~-180℃和0.25~0.33兆帕的膨脹分離氫氣和膨脹分離甲烷;
g、將步驟f中所得膨脹分離氫氣依次與步驟c中所得第二乙烯激冷氣
體與第一乙烯激冷氣體、步驟b中所得第二級丙烯冷凝產物與第一級丙烯冷
凝產物、步驟a中所述氣相費托合成尾氣以及38~40℃丙烯冷劑液體進行換
熱后得到常溫粗氫產品。
2.根據權利要求1的方法,其中,步驟a中所述脫二氧化碳處理依次
包括水洗或胺洗、以及堿洗。
3.根據權利要求1的方法,該方法還包括:
α、將步驟f中所得一半以上的膨脹分離甲烷與所述第二乙烯激冷氣體
進行換熱,得到第一股換熱膨脹分離甲烷氣體;將步驟f中所得部分膨脹分
離甲烷用于步驟e中脫甲烷處理的塔頂冷凝換熱,得到第二股換熱膨脹分離
甲烷氣體;將步驟f中所得剩余部分的膨脹分離甲烷進行汽化升溫處理后,
得到第三股換熱膨脹分離甲烷氣體;
β、將步驟α中所述第一股換熱膨脹分離甲烷氣體、第二股換熱膨脹分
離甲烷氣體和第三股換熱膨脹分離甲烷氣體匯合成-100~-104℃和0.26-0.28
兆帕的總換熱膨脹分離甲烷氣體后,進行進一步升溫處理至常溫,再交替進
行最多三次壓縮處理和冷卻處理后,得到38-40℃和5.0-6.5兆帕的壓縮冷卻
處理的膨脹分離甲烷氣體;
γ、將步驟β中所述壓縮冷卻處理的膨脹分離甲烷氣體進行脫過熱、重
新液化和過冷處理后,節流減壓得到-162~-163℃和15~20千帕的液化天然
氣產品;
δ、將步驟γ中所述液化天然氣產品的閃蒸氣進行兩級升溫處理后,交
替進行2~3次升壓和冷卻后,用作燃料氣。
4.根據權利要求3的方法,該方法還包括:所述步驟c所用的一段乙
烯冷劑和二段乙烯冷劑,與步驟γ中壓縮冷卻處理后膨脹分離甲烷氣體的重
新液化所用的乙烯冷劑,來自同一臺乙烯制冷機。
5.根據權利要求3的方法,該方法還包括:將步驟α中所述剩余部分
的膨脹分離甲烷的汽化升溫處理和步驟δ中所述液化天然氣產品的閃蒸氣的
第一級升溫處理所產生的冷量用于步驟γ中所述壓縮冷卻處理的膨脹分離甲
烷氣體的過冷處理。
6.根據權利要求3的方法,該方法還包括:將步驟β中所述總換熱膨
脹分離甲烷氣體的進一步升溫處理和步驟δ中所述液化天然氣產品的閃蒸氣
的第二級升溫處理所產生的冷量用于步驟γ中所述壓縮冷卻處理的膨脹分離
甲烷氣體的脫過熱處理。
7.根據權利要求3的方法,該方法還包括:步驟β中所述總換熱膨脹
分離甲烷氣體的壓縮處理所需功率全部由步驟f中的尾氣膨脹機提供。
8.根據權利要求1的方法,該方法還包括:
將步驟e中所得脫甲烷液體在-12~-16℃和2.1~2.3兆帕下進行脫乙烷
處理,得到含有乙烯和乙烷的脫乙烷氣體和含有丙烷、丙烯、丁烷、丁烯和
汽油組分的脫乙烷液體;
將所述脫乙烷氣體進行乙烯精餾,得到乙烯和乙烷;將所述脫乙烷液體
在13~17℃和0.65~0.85兆帕進行脫丙烷處理,得到含有丙烷和丙烯的脫丙
烷氣體和含有丁烷、丁烯和汽油組分的脫丙烷液體;
將所述脫丙烷氣體進行丙烯精餾,得到丙烯和丙烷;將所述脫丙烷液體
在46~50℃和0.35~0.45兆帕進行脫丁烷處理,得到液態的混合碳四產品和
液態的汽油組分。

說明書

一種費托合成尾氣的分離回收方法

技術領域

本發明涉及一種費托合成尾氣的分離回收方法。

背景技術

中國的煤炭資源十分豐富,煤化工是我國的一個新興戰略領域,發展剛
剛起步,方興未艾。在煤制油的間接液化工藝中,一套100萬噸/年低溫費托
合成裝置產生的合成尾氣超過40噸/小時,而一套100萬噸/年高溫FT合成
裝置產生的合成尾氣更是超過100噸/小時,其中H2、CH4、C2H4和C3H6等
烴類組分含量可觀,進行有效的回收利用,經濟價值顯著。

FT合成尾氣除含有少量的含氧有機化合物和一定量的CO2外,還含有
非常高摩爾濃度的H2、N2、CO、Ar和CH4等低沸點組分,C2’s及C2’s+烴
類只占總氣體體積的10~13%(重量占30~50%)。FT合成尾氣分離裝置的
處理目標,就是要脫除這些有害雜質,回收其中的有用組分,使乙烯和丙烯
達到聚合級、甲烷達到LNG(即液化天然氣)標準、粗氫送PSA精制,并
盡可能多地分離出其它烴類產品。

由于煤化工是一個新興產業,FT合成尾氣同現有的各種輕烴氣體(如
乙烯裝置裂解氣、甲醇制烯烴工藝氣、丙烷脫氫反應氣、煉廠干氣、天然氣
和焦爐煤氣等),組分及含量都相差很大,產品分離要求也沒有這么全面,
所以目前還沒有一種現成的分離回收工藝技術可以直接采用。

發明內容

本發明的目的是提供一種費托合成尾氣的分離回收方法,該方法流程簡
捷,使用設備數量少,投資和占地節省,而且產品回收率高,綜合能耗較低。

為了實現上述目的,本發明提供一種費托合成尾氣的分離回收方法,該
方法包括:a、將含有氮氣、氬氣、一氧化碳、二氧化碳、氫氣、甲烷、乙
烷、乙烯、丙烷、丙烯、丁烷、丁烯和汽油組分的費托合成尾氣依次進行脫
二氧化碳處理、壓縮處理、冷卻處理、氣液分離和干燥處理后,得到14~17℃
和3.6~3.9兆帕的氣相費托合成尾氣和液相費托合成尾氣;b、將步驟a中
所得的氣相費托合成尾氣采用二段丙烯冷劑進行第一級丙烯冷凝,得到
-15~-19℃和3.69~3.89兆帕的第一級丙烯冷凝產物;將所述第一級丙烯冷
凝產物采用一段丙烯冷劑進行第二級丙烯冷凝,得到-30~-34℃和3.68~3.88
兆帕的第二級丙烯冷凝產物;c、將步驟b中所得的第二級丙烯冷凝產物采
用二段乙烯冷劑進行第一乙烯激冷,經氣液分離得到-50~-60℃和3.66~3.86
兆帕的第一乙烯激冷氣體和第一乙烯激冷液體;將所述第一乙烯激冷氣體采
用一段乙烯冷劑進行第二乙烯激冷,經氣液分離得到-96~-98℃和3.6~3.8
兆帕的第二乙烯激冷氣體和第二乙烯激冷液體;將所述第二乙烯激冷氣體由
尾氣膨脹機提供冷量進行進一步冷凝,經氣液分離得到-160℃~-165℃和
3.58~3.78兆帕的第一次甲烷/氫分離氣體和第一次甲烷/氫分離液體;將所
述第一次甲烷/氫分離液體升溫到-101℃~-102℃和3.09~3.29兆帕,作為第
一股脫甲烷進料;d、將步驟a中所得的液相費托合成尾氣降溫減壓至-53~
-57℃和3.2~3.4兆帕后,得到脫甲烷處理前液相費托合成尾氣;e、將步驟
c中所得第一股脫甲烷進料、第二乙烯激冷液體和第一乙烯激冷液體以及步
驟d中所得脫甲烷處理前液相費托合成尾氣在-100~-105℃和3.00~3.20兆
帕下進行脫甲烷處理,得到-102~-105℃和3.00~3.20兆帕以及乙烯含量小
于0.2mol%的脫甲烷氣體和50~55℃和3.07~3.27兆帕的脫甲烷液體;f、
將步驟e中所得的脫甲烷氣體與步驟c中所得的第一次甲烷/氫分離氣體混
合,一起進入尾氣膨脹機膨脹制冷后,進行第二次甲烷/氫分離,得到-175~
-180℃和0.25~0.33兆帕的膨脹分離氫氣和膨脹分離甲烷;g、將步驟f中所
得膨脹分離氫氣依次與步驟c中所得第二乙烯激冷氣體與第一乙烯激冷氣
體、步驟b中所得第二級丙烯冷凝產物與第一級丙烯冷凝產物、步驟a中所
述氣相費托合成尾氣以及38~40℃丙烯冷劑液體進行換熱后得到常溫粗氫產
品。

優選地,其中,步驟a中所述脫二氧化碳處理依次包括水洗或胺洗、以
及堿洗。

優選地,該方法還包括:α、將步驟f中所得一半以上的膨脹分離甲烷
與所述第二乙烯激冷氣體進行換熱,得到第一股換熱膨脹分離甲烷氣體;將
步驟f中所得部分膨脹分離甲烷用于步驟e中脫甲烷處理的塔頂冷凝換熱,
得到第二股換熱膨脹分離甲烷氣體;將步驟f中所得剩余部分的膨脹分離甲
烷進行汽化升溫處理后,得到第三股換熱膨脹分離甲烷氣體;β、將步驟α
中所述第一股換熱膨脹分離甲烷氣體、第二股換熱膨脹分離甲烷氣體和第三
股換熱膨脹分離甲烷氣體匯合成-100~-104℃和0.26-0.28兆帕的總換熱膨脹
分離甲烷氣體后,進行進一步升溫處理至常溫,再交替進行最多三次壓縮處
理和冷卻處理后,得到38-40℃和5.0-6.5兆帕的壓縮冷卻處理的膨脹分離甲
烷氣體;γ、將步驟β中所述壓縮冷卻處理的膨脹分離甲烷氣體進行脫過熱、
重新液化和過冷處理后,節流減壓得到-162~-163℃和15~20千帕的液化天
然氣產品;δ、將步驟γ中所述液化天然氣產品的閃蒸氣進行兩級升溫處理
后,交替進行2~3次升壓和冷卻后,用作燃料氣。

優選地,該方法還包括:所述步驟c所用的一段乙烯冷劑和二段乙烯冷
劑,與步驟γ中壓縮冷卻處理后膨脹分離甲烷氣體的重新液化所用的乙烯冷
劑,來自同一臺乙烯制冷機。

優選地,該方法還包括:將步驟α中所述剩余部分的膨脹分離甲烷的汽
化升溫處理和步驟δ中所述液化天然氣產品的閃蒸氣的第一級升溫處理所產
生的冷量用于步驟γ中所述壓縮冷卻處理的膨脹分離甲烷氣體的過冷處理。

優選地,該方法還包括:將步驟β中所述總換熱膨脹分離甲烷氣體的進
一步升溫處理和步驟δ中所述液化天然氣產品的閃蒸氣的第二級升溫處理所
產生的冷量用于步驟γ中所述壓縮冷卻處理的膨脹分離甲烷氣體的脫過熱處
理。

優選地,該方法還包括:步驟β中所述總換熱膨脹分離甲烷氣體的壓縮
處理所需功率全部由步驟f中的尾氣膨脹機提供。

優選地,該方法還包括:將步驟e中所得脫甲烷液體在-12~-16℃和2.1~
2.3兆帕下進行脫乙烷處理,得到含有乙烯和乙烷的脫乙烷氣體和含有丙烷、
丙烯、丁烷、丁烯和汽油組分的脫乙烷液體;將所述脫乙烷氣體進行乙烯精
餾,得到乙烯和乙烷;將所述脫乙烷液體在13~17℃和0.65~0.85兆帕進行
脫丙烷處理,得到含有丙烷和丙烯的脫丙烷氣體和含有丁烷、丁烯和汽油組
分的脫丙烷液體;將所述脫丙烷氣體進行丙烯精餾,得到丙烯和丙烷;將所
述脫丙烷液體在46~50℃和0.35~0.45兆帕進行脫丁烷處理,得到液態的混
合碳四產品和液態的汽油組分。

本發明的方法能夠對H2、N2、CO、Ar和CH4等低沸點組分含量很高的
FT合成尾氣進行成功分離,脫除有害雜質,最大限度地回收了烴類組分,
可使乙烯與丙烯達到聚合級、甲烷達到液化天然氣(即LNG)標準。粗氫
中的H2收率≥99.9%;乙烯收率≥99.1%;其它重烴的收率幾乎為100%。采
用尾氣膨脹機驅動甲烷再壓縮機,節約能耗。

本發明的其他特征和優點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。

附圖說明

附圖是用來提供對本發明的進一步理解,并且構成說明書的一部分,與
下面的具體實施方式一起用于解釋本發明,但并不構成對本發明的限制。在
附圖中:

圖1是本發明包括脫甲烷處理的具體實施方式所采用裝置的示意圖;

圖2是本發明包括費托合成尾氣預處理和脫甲烷液體分離的具體實施方
式所采用裝置的示意圖。

附圖標記說明

1 6#氫氣復熱器 2 5#氫氣復熱器 3 4#氫氣復熱器

4 3#氫氣復熱器 5 2#氫氣復熱器 6 1#氫氣復熱器

7 費托尾氣1#冷凝器 8 費托尾氣2#冷凝器 9 費托尾氣1#乙烯冷凝器

10 費托尾氣 2#乙烯冷凝器 11 費托尾氣液相過冷器

12 脫甲烷塔第一進料分離罐 13 脫甲烷塔第二進料分離罐

14 脫甲烷塔第三進料分離罐 15 脫甲烷塔再沸器 16 脫甲烷塔

17 脫甲烷塔冷凝器 18 脫甲烷塔回流罐 19 膨脹機進料罐

20 尾氣膨脹機 21 液相節流閥 22 氫/甲烷分離罐 23 氣相費托合成尾氣

24 液相費托合成尾氣 25 粗氫產品 26 丙烯冷劑 27 脫甲烷液體

28 天然氣冷凝器 29 甲烷再壓縮機一段 30 甲烷再壓縮機二段

31 甲烷再壓縮機三段 32 甲烷再壓縮機第一后冷器

33 甲烷再壓縮機第二后冷器 34 甲烷再壓縮機第三后冷器

35 低溫甲烷JT閥 36 天然氣儲罐 37 天然氣產品 38 天然氣1#換熱器

39 天然氣2#換熱器 40 BOG壓縮機一段 41 BOG壓縮機二段

42 BOG壓縮機第一后冷器 43 BOG壓縮機第二后冷器 44 燃料氣

45 費托合成尾氣 46 水洗塔 47 費托尾氣加熱器 48 堿洗塔

49 堿洗塔頂冷卻器 50 費托尾氣增加機吸入罐 51 費托尾氣增加機

52 費托尾氣干燥器進料深冷器 53 干燥器進料分離罐

54 費托尾氣氣相干燥器 55 費托尾氣液相干燥器 56 脫乙烷塔

57 乙烯精餾塔 58 脫乙烷塔釜冷卻器 59 脫丙烷塔 60 丙烯精餾塔

61 脫丁烷塔 62 乙烯 63 乙烷 64 丙烯 65 丙烷

66 混合碳四產品 67汽油組分

具體實施方式

以下結合附圖對本發明的具體實施方式進行詳細說明。應當理解的是,
此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本發明,并不用于限制本發
明。

本發明提供一種費托合成尾氣的分離回收方法,該方法包括:a、將含
有氮氣、氬氣、一氧化碳、二氧化碳、氫氣、甲烷、乙烷、乙烯、丙烷、丙
烯、丁烷、丁烯和汽油組分的費托合成尾氣依次進行脫二氧化碳處理、壓縮
處理、冷卻處理、氣液分離和干燥處理后,得到14~17℃和3.6~3.9兆帕的
氣相費托合成尾氣和液相費托合成尾氣;b、將步驟a中所得的氣相費托合
成尾氣采用二段丙烯冷劑進行第一級丙烯冷凝,得到-15~-19℃和3.69~3.89
兆帕的第一級丙烯冷凝產物;將所述第一級丙烯冷凝產物采用一段丙烯冷劑
進行第二級丙烯冷凝,得到-30~-34℃和3.68~3.88兆帕的第二級丙烯冷凝
產物;c、將步驟b中所得的第二級丙烯冷凝產物采用二段乙烯冷劑進行第
一乙烯激冷,經氣液分離得到-50~-60℃和3.66~3.86兆帕的第一乙烯激冷
氣體和第一乙烯激冷液體;將所述第一乙烯激冷氣體采用一段乙烯冷劑進行
第二乙烯激冷,經氣液分離得到-96~-98℃和3.6~3.8兆帕的第二乙烯激冷氣
體和第二乙烯激冷液體;將所述第二乙烯激冷氣體由尾氣膨脹機提供冷量進
行進一步冷凝,經氣液分離得到-160℃~-165℃和3.58~3.78兆帕的第一次甲
烷/氫分離氣體和第一次甲烷/氫分離液體;將所述第一次甲烷/氫分離液體升
溫到-101℃~-102℃和3.09~3.29兆帕,作為第一股脫甲烷進料;d、將步驟
a中所得的液相費托合成尾氣降溫減壓至-53~-57℃和3.2~3.4兆帕后,得
到脫甲烷處理前液相費托合成尾氣;e、將步驟c中所得第一股脫甲烷進料、
第二乙烯激冷液體和第一乙烯激冷液體以及步驟d中所得脫甲烷處理前液相
費托合成尾氣在-100~-105℃和3.00~3.20兆帕下進行脫甲烷處理,得到
-102~-105℃和3.00~3.20兆帕以及乙烯含量小于0.2mol%的脫甲烷氣體和
50~55℃和3.07~3.27兆帕的脫甲烷液體;f、將步驟e中所得的脫甲烷氣體
與步驟c中所得的第一次甲烷/氫分離氣體混合,一起進入尾氣膨脹機膨脹制
冷后,進行第二次甲烷/氫分離,得到-175~-180℃和0.25~0.33兆帕的膨脹
分離氫氣和膨脹分離甲烷;g、將步驟f中所得膨脹分離氫氣依次與步驟c
中所得第二乙烯激冷氣體與第一乙烯激冷氣體、步驟b中所得第二級丙烯冷
凝產物與第一級丙烯冷凝產物、步驟a中所述氣相費托合成尾氣以及
38~40℃丙烯冷劑液體進行換熱后得到常溫粗氫產品。

根據本發明,步驟a中氣液分離處理是第一次簡單分離,因此所述氣相
費托合成尾氣和液相費托合成尾氣所含有的物質種類類似,但是物質的含量
不同,氣相費托合成尾氣含有較多輕組分,液相費托合成尾氣含有較多重組
分。步驟c中所述第一乙烯激冷氣體的主要成分為氮氣、氬氣、一氧化碳、
氫氣、甲烷、乙烯、乙烷和丙烯等,而第一乙烯激冷液體含有碳三及以上的
重組分較多;所述第二乙烯激冷氣體的主要成分為氮氣、氬氣、一氧化碳、
氫氣、甲烷、乙烯和乙烷等,所述第二乙烯激冷液體則含有碳二及以上的重
組分較多;所述第一次甲烷/氫分離氣體的主要成分為氫氣、氮氣、一氧化碳、
氬氣和甲烷等,第一次甲烷/氫分離液體的主要成分為甲烷、乙烯和乙烷等。
步驟e中所述脫甲烷氣體中乙烯含量小于0.2mol%且富含甲烷,所述脫甲烷
液體的主要成分為碳二及以上的組分。步驟f中所述膨脹分離氫氣的主要成
分為氫氣、氮氣、一氧化碳、氬氣和少量的甲烷,所述膨脹分離甲烷的主要
成分為甲烷。

根據本發明,步驟a中所述脫二氧化碳處理和干燥處理均是本領域技術
人員所熟知的,所述脫二氧化碳處理可以依次包括水洗或胺洗、以及堿洗,
所述干燥處理可以采用3A分子篩等干燥劑進行干燥處理。

根據本發明的一種具體實施方式,該分離回收方法還可以包括:α、將
步驟f中所得一半以上的膨脹分離甲烷與所述第二乙烯激冷氣體進行換熱,
得到第一股換熱膨脹分離甲烷氣體;將步驟f中所得部分膨脹分離甲烷用于
步驟e中脫甲烷處理的塔頂冷凝換熱,得到第二股換熱膨脹分離甲烷氣體;
將步驟f中所得剩余部分的膨脹分離甲烷進行汽化升溫處理后,得到第三股
換熱膨脹分離甲烷氣體;β、將步驟α中所述第一股換熱膨脹分離甲烷氣體、
第二股換熱膨脹分離甲烷氣體和第三股換熱膨脹分離甲烷氣體匯合成
-100~-104℃和0.26-0.28兆帕的總換熱膨脹分離甲烷氣體后,進行進一步升
溫處理至常溫,再交替進行最多三次壓縮處理和冷卻處理后,得到38-40℃
和5.0-6.5兆帕的壓縮冷卻處理的膨脹分離甲烷氣體;γ、將步驟β中所述壓
縮冷卻處理的膨脹分離甲烷氣體進行脫過熱、重新液化和過冷處理后,節流
減壓得到-162~-163℃和15~20千帕的液化天然氣產品;δ、將步驟γ中所
述液化天然氣產品的閃蒸氣進行兩級升溫處理后,交替進行2~3次升壓和冷
卻后,用作燃料氣。其中,步驟γ中所述脫過熱的處理可以采取換熱方式,
重新液化可以采用乙烯制冷等冷凝方式,過冷處理也可以采用換熱的方式;
步驟δ中所述閃蒸氣是本領域技術人員所熟知的,是指當高壓液態物質的壓
力下降時,該液態物質的沸點會降低,甚至低于該液態物質的溫度,從而發
生瞬間部分汽化而產生的氣體,成為閃蒸氣。

根據本發明的一種具體實施方式,本發明可以設置一臺乙烯制冷機系統
采用兩段乙烯冷劑進行兩級乙烯激冷,第一級乙烯激冷的溫度可以為
-50~-62℃,第二級乙烯激冷的溫度可以為-95~-98℃,因此,該方法還可以
包括:所述步驟c所用的一段乙烯冷劑和二段乙烯冷劑,與步驟γ中壓縮冷
卻處理后膨脹分離甲烷氣體的重新液化所用的乙烯冷劑,來自同一臺乙烯制
冷機。另外,本發明可以采用三段丙烯冷劑進行三級丙烯制冷,第一級丙烯
冷凝的溫度可以低于-30℃,第二級丙烯冷凝的溫度可以在-20~-15℃之間,
第三級丙烯制冷,可以在10℃以上。所述丙烯制冷或乙烯制冷是指采用丙烯
或乙烯作為制冷劑進行壓縮、液化再汽化制冷的制冷方法。

根據本發明的一種具體實施方式,該方法還可以包括:將步驟α中所述
剩余部分的膨脹分離甲烷的汽化升溫處理和步驟δ中所述液化天然氣產品的
閃蒸氣的第一級升溫處理所產生的冷量用于步驟γ中所述壓縮冷卻處理的膨
脹分離甲烷氣體的過冷處理。所述冷量是指與熱量相對的概念,轉移走熱量
而產生。

根據本發明的一種具體實施方式,該方法還可以包括:將步驟β中所述
總換熱膨脹分離甲烷氣體的進一步升溫處理和步驟δ中所述液化天然氣產品
的閃蒸氣的第二級升溫處理所產生的冷量用于步驟γ中所述壓縮冷卻處理的
膨脹分離甲烷氣體的脫過熱處理。

根據本發明的一種具體實施方式,該方法還可以包括:步驟β中所述總
換熱膨脹分離甲烷氣體的壓縮處理所需功率全部由步驟f中的尾氣膨脹機提
供。所述尾氣膨脹機是指利用高壓的工業尾氣膨脹降壓時向外輸出機械功使
氣體溫度降低的原理以獲得更多能量的機械,可以獲得比直接節流減壓更低
的溫度。

根據本發明的一種具體實施方式,該方法還可以包括:將步驟e中所得
脫甲烷液體在-12~-16℃和2.1~2.3兆帕下進行脫乙烷處理,得到含有乙烯
和乙烷的脫乙烷氣體和含有丙烷、丙烯、丁烷、丁烯和汽油組分的脫乙烷液
體;將所述脫乙烷氣體進行乙烯精餾,得到乙烯和乙烷;將所述脫乙烷液體
在13~17℃和0.65~0.85兆帕進行脫丙烷處理,得到含有丙烷和丙烯的脫丙
烷氣體和含有丁烷、丁烯和汽油組分的脫丙烷液體;將所述脫丙烷氣體進行
丙烯精餾,得到丙烯和丙烷;將所述脫丙烷液體在46~50℃和0.35~0.45兆
帕進行脫丁烷處理,得到液態的混合碳四產品和液態的汽油組分。

下面將提供在常壓下費托合成尾氣所含常見物質的沸點:氮氣,
-195.8℃;氬氣,-185.7℃;一氧化碳,-191.4℃;甲烷,-164.5℃;氫氣,-252.8℃;
乙烷,-88.6℃;乙烯,-109.4℃;丙烷,-42.1℃;正丁烷,-0.5℃;丁烯,-6.9℃;
異丁烷,-12℃。但是由于本發明方法所采用的壓力高于常壓,所以,在較
高的溫度下,費托合成尾氣所含的較重物質就能液化,因而可達到分離的目
的。

下面將通過實施例來具體說明本發明,但是本發明的方法并不因此而受
到任何限制。

如圖2所示,將含有氮氣、氬氣、一氧化碳、二氧化碳、氫氣、甲烷、
乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、丁烷、丁烯和汽油組分的費托合成尾氣依次經過
費托合成尾氣預處理單元的水洗塔46、費托尾氣加熱器47、堿洗塔48、堿
洗頂冷卻器49、費托尾氣增加機51、脫甲烷塔再沸器15和費托尾氣干燥器
進料深冷器52中依次進行脫二氧化碳處理、壓縮處理、冷卻處理后進入干
燥器進料分離罐53中進行氣液分離處理,分離為氣相和液相的尾氣進入費
托尾氣氣相干燥器54以及費托尾氣液相干燥器55進行干燥處理后,得到
15℃和3.81兆帕的氣相費托合成尾氣和液相費托合成尾氣。

如圖1所示,將氣相費托合成尾氣依次經過5#氫氣復熱器2和費托尾氣
1#冷凝器7進行第一級丙烯冷凝,得到-17℃和3.79兆帕的第一級丙烯冷凝
產物;將第一級丙烯冷凝產物依次經過4#氫氣復熱器3和費托尾氣2#冷凝
器8進行第二級丙烯冷凝,得到-32℃和3.78兆帕的第二級丙烯冷凝產物;
將第二級丙烯冷凝產物依通過3#氫氣復熱器4和費托尾氣1#乙烯冷凝器9
進行第一乙烯激冷后送入脫甲烷塔第一進料分離罐12進行氣液分離,得到
-55℃和3.74兆帕的第一乙烯激冷氣體和第一乙烯激冷液體;將所述第一乙
烯激冷氣體依次經過2#氫氣復熱器5和費托尾氣2#乙烯冷凝器10進行第二
乙烯激冷后送入脫甲烷塔第二進料分離罐13進行氣液分離,得到-98℃和3.7
兆帕的第二乙烯激冷氣體和第二乙烯激冷液體;將上述第二乙烯激冷氣體經
過1#氫氣復熱器6后送入脫甲烷塔第三進料分離罐14進行氣液分離,得到
-160℃和3.68兆帕的第一甲烷/氫分離氣體和第一甲烷/氫分離液體;將第一
甲烷/氫分離液體經過1#氫氣復熱器6升溫到-101.5℃和3.19兆帕,作為第
一股脫甲烷進料。其中所述氫氣復熱器為板翅式。

將液相費托合成尾氣經過費托尾氣液相過冷器11進行降溫減壓后,得
到-54℃和3.3兆帕的脫甲烷處理前液相費托合成尾氣。將上述第一股脫甲烷
進料、第二乙烯激冷液體、第一乙烯激冷液體和脫甲烷處理前液相費托合成
尾氣依次送入脫甲烷塔16的第一進料分布板、第二進料分布板、第三進料
分布板和第四進料分布板在-101℃和3.10兆帕(塔頂)下進行脫甲烷處理,
得到脫甲烷塔頂氣相和52℃和3.13兆帕的脫甲烷液體,將脫甲烷塔頂氣相
經過脫甲烷塔冷凝器17進行冷凝后送入脫甲烷塔回流罐18進行氣液分離,
得到-103℃和3.1兆帕且乙烯含量為0.10mol%的脫甲烷氣體。其中,脫甲烷
塔為單塔高壓脫甲烷塔,塔壓在3.00~3.16MPaG之間,其塔釜主要由FT
尾氣增加機出口氣相提供再沸熱量;塔頂回流比很小,但需要由尾氣膨脹機
系統提供-106℃以下的冷量,以有效控制乙烯損失。

將脫甲烷氣體與來自脫甲烷塔第三進料分離罐14的第一甲烷/氫分離氣
體混合后一起送入膨脹機進料罐19,得到的液體產物通過液相節流閥21節
流后和送入尾氣膨脹機20制冷后的氣體產物一起送入氫/甲烷分離罐22進行
氣液分離,得到-177℃和0.29兆帕的膨脹分離氫氣和膨脹分離甲烷;將脫甲
烷塔回流罐18得到的液體回流回脫甲烷塔16內。其中,膨脹分離甲烷的甲
烷濃度為93.3mol%(一般均應大于92mol%)。將膨脹分離氫氣依次經過1#
氫氣復熱器6、2#氫氣復熱器5、3#氫氣復熱器4、4#氫氣復熱器3、5#氫氣
復熱器2和6#氫氣復熱器1依次與第二乙烯激冷氣體、第一乙烯激冷氣體、
第二級丙烯冷凝產物、第一級丙烯冷凝產物、氣相費托合成尾氣以及39℃的
丙烯冷劑液體(用于吸收冷量)進行換熱,得到常溫的粗氫產品。

將52%的膨脹分離甲烷送入1#氫氣復熱器6與第二乙烯激冷氣體進行
換熱,得到第一股換熱膨脹分離甲烷氣體;將22%的膨脹分離甲烷送入脫甲
烷塔冷凝器17與脫甲烷塔的塔頂冷凝換熱,得到第二股換熱膨脹分離甲烷
氣體;將剩余26%的膨脹分離甲烷送入天然氣1#換熱器38進行換熱,得到
第三股換熱膨脹分離甲烷氣體。將三股膨脹分離甲烷氣體匯合后送入天然氣
2#換熱器39進行進一步升溫至常溫后,再依次送入甲烷再壓縮機一段29、
甲烷再壓縮機第一后冷器32、甲烷再壓縮機二段30、甲烷再壓縮機第二后
冷器33、甲烷再壓縮機三段31以及甲烷再壓縮機第三后冷器34進行交替壓
縮和冷卻處理,得到39℃和5.7兆帕的壓縮冷卻處理的膨脹分離甲烷氣體;
將壓縮冷卻處理的膨脹分離甲烷氣體依次通過天然氣2#換熱器39、天然氣
冷凝器28和天然氣1#換熱器38進行脫過熱、重新液化和冷卻處理后,再送
入低溫甲烷JT閥35進行節流減壓,得到-163℃和20千帕的液化天然氣(即
LNG)產品,存放于常壓低溫單包容型式的天然氣儲罐36內;將天然氣儲
罐36所產生的閃蒸氣(即泡點氣BOG)依次送入天然氣1#換熱器38和天
然氣2#換熱器39升溫后,再依次送入BOG壓縮機一段40、BOG壓縮機第
一后冷器42、BOG壓縮機二段41和BOG壓縮機第二后冷器43進行交替升
壓和冷卻后,用作燃料氣。其中,甲烷再壓縮機的驅動器為尾氣膨脹機,BOG
壓縮機的驅動器為電機;氣相費托尾氣最冷級冷凝、脫甲烷塔冷凝和LNG
過冷所需要的冷量,全部由尾氣膨脹機提供。

如圖2所示,將脫甲烷液體送入脫乙烷塔56在-14℃和2.23兆帕下進行
脫乙烷處理,得到含有乙烯和乙烷的脫乙烷氣體和含有丙烷、丙烯、丁烷、
丁烯和汽油組分的脫乙烷液體;將脫乙烷氣體送入乙烯精餾塔57進行乙烯
精餾,得到乙烯和乙烷;將所述脫乙烷液體經過脫乙烷塔釜冷卻器58降溫
后送入脫丙烷塔59在15℃和0.76兆帕進行脫丙烷處理,得到含有丙烷和丙
烯的脫丙烷氣體和含有丁烷、丁烯和汽油組分的脫丙烷液體;將脫丙烷氣體
送入丙烯精餾塔60進行丙烯精餾,得到丙烯和丙烷;將脫丙烷液體送入脫
丁烷塔61在48℃和0.42兆帕進行脫丁烷處理,得到液態的混合碳四產品和
液態的汽油組分。

該實施例中粗氫中的H2收率≥99.9%;乙烯收率≥99.1%;其它乙烯以
上重烴的收率幾乎為100%;乙烯與丙烯達到聚合級、甲烷達到液化天然氣
(即LNG)標準。用尾氣膨脹機驅動甲烷再壓縮機,節約能耗。如處理一
套100萬噸/年高溫FT合成的尾氣,每天可節電約57000度。

關 鍵 詞:
一種 合成 尾氣 分離 回收 方法
  專利查詢網所有資源均是用戶自行上傳分享,僅供網友學習交流,未經上傳用戶書面授權,請勿作他用。
關于本文
本文標題:一種費托合成尾氣的分離回收方法.pdf
鏈接地址:http://www.rgyfuv.icu/p-6100622.html
關于我們 - 網站聲明 - 網站地圖 - 資源地圖 - 友情鏈接 - 網站客服客服 - 聯系我們

[email protected] 2017-2018 zhuanlichaxun.net網站版權所有
經營許可證編號:粵ICP備17046363號-1 
 


收起
展開
山东11选5中奖结果走势图