深冷分离回收工艺在聚烯烃装置排放气回收中的应用

深冷分离回收工艺在聚烯烃装置排放气回收中的应用

陈康

中沙（天津）石化有限公司 天津市 300271

摘要：聚烯烃装置排放气当中含有较多烃类有机物，具有良好的二次利用价值。本文基于深冷分离回收工艺与聚烯烃排放气相关内容，对于深冷分离回收工艺在排放气回收中的应用要点展开分析，内容包括工艺基础单元、回收过程整理、变压吸附流程等，讨论深冷分离回收工艺回收效果和经济效益，以论证该技术的应用价值，为工艺的推广应用提供良好参考。

关键词：深冷分离回收工艺；聚烯烃装置；排放气；回收

生产聚烯烃的过程中，会产生较多数量的聚烯烃类气体，若将其直接进行排放，不仅会给周围环境造成污染，而且也会带来较为严重的资源浪费问题。对此，在聚烯烃生产活动中，也需要做好排放气回收工作，减少环境污染的同时，提高资源的利用效率。此过程中，深冷分类回收工艺具有良好的应用价值，通过整理该工艺在应用中需注意的内容，能够为工艺应用体系的不断完善提供良好参考，以拓展工艺的应用范围。

1深冷分离回收工艺与聚烯烃排放气概述

1.1深冷分离回收工艺

该工艺在应用中的基本原理在于，聚烯烃装置中的待排放气基础压强较大，普遍都在8.0MPa以上，同时也具有较高的温度，多数情况下温度都不低于40℃，在此情况下对聚烯烃进行处理时，可以基于气体已有的压力条件，来对整个尾气进行制冷处理，此状态下的气体温度也会下降到-100℃到-120 ℃，多数烃类会从气态转换为液态，而部分气体（如氮气、氢气等）会继续保持气化的状态。此时则通过管道对液化的烃类原料进行回收，以达到排放气回收的作用。根据该工艺目前的推行情况来看，该工艺适用于C2及以下的轻组分烃类分离，但是该工艺所回收的物质成分比较复杂，分离后还需展开进一步处理，以得到所需要的回收资源[1]。

1.2聚烯烃排放气

聚烯烃的生产会在较高温度和压力下进行，得到的聚烯烃产物也具备了较强的洁净度，如高密度聚乙烯便是常见的聚烯烃产物。在对其进行生产时，经常使用到的技术包括双环管淤浆技术、气相流化床技术等，在完成材料生产后，会有部分有机尾气排放到外界，尾气当中所包含的成分包括乙烯、乙烷、1－丁烯、1－己烯、氢气、氮气等。其中烃类具有较强的回收价值，例如，乙烯可作为生产高分子材料的原材料，乙烷可作为燃料进行使用等。因此需采取恰当措施将这些有机物进行回收再利用，借此来减少材料生产过程的成本支出，保证整个聚烯烃生产过程的环保性[2]。

2深冷分离回收工艺在排放气回收中的应用要点

2.1工艺基础单元

总结以往的应用经验，在整个气体回收处理活动中，会将压缩冷凝法作为最为基础的处理单元，即聚烯烃气体在排出后，会对其进行两次压缩处理，在整个处理过程中的压力值会持续提升，最终其压力值会超过8.0MPa。而且在回收活动中，也会将冷却操作和压缩活动放在同一时间内完成，整个过程的操作温度不能超过40℃[3]。等待冷却处理工作完成后，需要将气体进行及时回收，以提高冷凝气体的循环使用次数。通常情况下，在多余气体排放到外界后，也会直接传输到脱气仓当中作为粉料产品生产时所需要的吹脱气或输送气，使这些气体可以在生产活动中继续发挥作用。需要注意的是，在工艺基础单元的处理活动中，需做好气体压力、温度等参数的监测和调整，保证整个处理活动的高效进行，提高初始状态下的处理质量。

2.2回收过程整理

如果需要对气体进行分类回收，那么则需要借助深冷分离回收工艺来对脱气仓顶部排放气进行回收，具体的操作步骤如下：利用入口保护过滤器将排放气中的粉料进行过滤，随后利用低压冷却器来对气体进行冷却，会将得到的气液混合物直接加入低压收集罐当中进行气液分离处理，得到的液体也会通过低压收集罐底部，直接输送到低压凝液泵当中进行增压处理，随后再利用管道输送到段间收集罐，对其进行再次增压处理后，也会直接返回反应系统进行处理。而段间收集罐顶排出的气体，也会在排放气压缩机二级增压处理后，依次进入到高压冷却器、高压冷凝器中进行冷却处理，处理后的气体也会直接进入到高压收集罐当中进行分离，液体会重新返回到反应器进行回收应用，而剩余的气体则会进入到火炬系统中进行处理，以降低排放气对外部环境的危害性[4]。

2.3变压吸附流程

如果对外排放气体温度下降到-7到-10℃，且气体的压力值处于0.6到0.7 MPaG时，那么此时气体则会进入到变压吸附单元当中进行处理，具体应用中需要先将其中可能存在的微量催化剂进行去除，随后再使用加热器将其直接升温到30到40℃，并且在计量处理后也会将其直接通入到吸附器当中。在该单元的处理过程中，可以对大量C4+烃进行回收，对于剩余的气体，也会在裂解作用下完成处理。经过上述处理后，气体中的主要成分为氮气，对此类气体进行处理时，会先对其进行压缩处理，过程中需要将其压力值控制在0.4 MPa以内，完成此处理后将其直接传输到脱气仓当中进行应用。另外，最后剩余的气体也会通入到火炬系统中进行处理，从而减少逸散到大气中的污染物，保护周围的生态环境。

3工艺应用效益分析

3.1回收效果整理

通过建立实验的方式，讨论常见烃类尾气在工艺处理前后的应用效果，具体的实验分析数据如下：①甲烷，在原料气12.636mol%情况下，工艺应用前的去火炬量为2.763kg/h，而工艺应用后的去火炬量为2.136kg/h；②乙烷，在原料气36.235mol%情况下，工艺应用前的去火炬量为8.326kg/h，而工艺应用后的去火炬量为4.316kg/h；③乙烯，在原料气356.264mol%情况下，工艺应用前的去火炬量为92.364kg/h，而工艺应用后的去火炬量为43.265kg/h；④丁烯，在原料气2365.321mol%情况下，工艺应用前的去火炬量为67.325kg/h，而工艺应用后的去火炬量为20.364kg/h；⑤C4，在原料气356.269mol%情况下，工艺应用前的去火炬量为8.536kg/h，而工艺应用后的去火炬量为2.653kg/h。根据得到的实验数据可以得知，在深冷分离工艺投入应用后，取得了良好的回收效果，去火炬的量明显下降，其中丁烯下降幅度最大，幅度达到了67.65%，表明工艺拥有良好的应用价值。

3.2经济效益整理

在该工艺的应用中，所需要投入的设备包括压缩机械、冷却系统（包括冷却器、冷凝器等）、缓冲罐系统（包括缓冲罐、管道、泵等）等，这些产品的基础造价相对较高，如压缩机械的投入成本超过1600万元，冷却系统的投入成本也超过700万元，工艺整体投资超过2100万元。而按照系统一年8000h正常生产进行计算，该工艺引入后的烃类单位回收量在155.6kg/h，假设压缩机最大气量值为8000Nm³/h，烃类回收物价格为5000元/t，那么每年可以减少不低于560万元的成本，那么在3-4年便可以收回投资，可以为企业创造出良好的经济效益，具有良好的推广应用价值。

结束语

综上所述，从目前的应用情况来看，在聚烯烃装置排放气回收活动中，深冷分离回收工艺具有良好的应用价值。通过整理深冷分离回收工艺在应用中需要注意的相关内容，不仅可以加快排放气回收效率，提高排放气带来的经济效益，而且有助于工艺体系的完善，提高聚烯烃的应用价值。

参考文献

[1]邱鹏，常志波，刘子兵，黄昌猛，李建刚，周小虎.“混合冷剂预冷+膨胀机制冷+双气过冷”乙烷回收工艺[J].天然气工业，2021,41(05):121-126.

[2]贺林博,廖祖维,黄正梁,蒋斌波,王靖岱,阳永荣.双膨胀自深冷分离技术在环管淤浆法聚乙烯装置尾气回收中的应用[J].化学反应工程与工艺,2020,36(04):379-384.

[3]戴志宏.深冷分离回收工艺在聚烯烃装置排放气回收中的应用[J].石化技术,2019,26(09):19-21.

[4]任峰,王海.聚烯烃装置排放气回收工艺分析和合成研究[J].中国石油和化工标准与质量,2018,38(01):181-182.