用於從流化催化裂化廢氣中回收乙烯的裝置和方法

2023-09-21 02:55:10 3

專利名稱：用於從流化催化裂化廢氣中回收乙烯的裝置和方法
技術領域：
本發明涉及一種用於從廢氣中濃縮乙烯的裝置和方法，其中該廢氣來自於產生由重油的流化催化裂化而得的汽油、丙烯等的裝置，重油例如是由原油煉製工藝所產生的常壓渣油。
背景技術：
在常壓蒸餾裝置中的原油提煉工藝中，大量產生檔次低的重油如邦克-C油。當在流化催化裂化(FCC)單元中導入和處理這樣的重油時，高附加值輕質石油產品，例如汽油和丙烯與重油和廢氣一起產生。在FCC單兀中產生的廢氣由氫氣、甲燒、氮氣、一氧化碳、二氧化碳、乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、C4+、水和微量的雜質(酸性氣體，C0S，H2S，砷，氨，腈，水銀，等)組成。雖然如下述表I所示，FCC廢氣中含有大量的乙烯，但是FCC廢氣中的乙烯濃度比較低，並且FCC廢氣中含有各種氣體。出於這個原因，乙烯還尚未以經濟方式從FCC廢氣中被回收，並且FCC廢氣作為燃料氣體。表I
權利要求
1.一種從重油餾分的硫化催化裂化(FCC)工藝所得的廢氣中回收乙烯的方法，所述方法包括下述步驟使用變溫吸附工藝濃縮FCC廢氣的C2+成份，以獲得富含C2+的混合氣體；以及將所述富含C2+的混合氣體導入到置換解吸工藝中，從而從所述混合氣體中回收高濃度乙烯。
2.根據權利要求1所述的方法，其中所述使用變溫吸附工藝濃縮FCC廢氣的C2+成份的步驟包括 i)吸附步驟將所述FCC廢氣導入到填充有選擇性吸附C2+成份的吸附劑的吸附塔中，從而使所述C2+成份被吸附到所述吸附劑上，並使殘留的雜質從所述吸附塔中排出； )通過並流減壓排出從經受過步驟i)的所述吸附塔的雜質； iii)逆流減壓經受過步驟ii)的所述吸附塔，同時得到部分濃縮的C2成份； iv)通過低壓漂洗將從所述吸附步驟排出的一部分氣體循環進入經受過步驟iii)的所述吸附塔，由此從所述吸附塔中解吸所述C2+成份； V)將從所述吸附步驟排出的氣體循環進入經受過步驟iv)的所述吸附塔，並加壓所述吸附塔；以及 vi)將從所述吸附步驟排出的一部分氣體循環進入經受過步驟V)的所述吸附塔，並加壓所述吸附塔至吸附壓力。
3.根據權利要求1所述的方法，其中使用變溫吸附工藝濃縮FCC廢氣的C2+成份的步驟包括 i)將所述FCC廢氣導入到填充有選擇性吸附C2+成份的吸附劑的吸附塔中，從而使所述C2+成份被吸附到所述吸附劑上，並使殘留的雜質從所述吸附塔中排出； )壓縮從逆流減壓和低壓漂洗得到的一部分富C2流，將所壓縮的流並流地導入到經受過步驟i)的所述吸附塔，由此使用通過壓縮機加壓的富C2流從所述吸附塔清洗雜質，從而使所述吸附塔變為富C2+大氣環境； iii)通過並流減壓從經受過步驟ii)的所述吸附塔排出雜質； iv)逆流減壓經受過步驟iii)的所述吸附塔，同時得到部分濃縮的C2成份； V)將從步驟i)排出的一部分氣體循環進入經受過步驟iv)的所述吸附塔，由此通過低壓漂洗從所述吸附塔中解吸C2+成份；以及 vi)將從步驟i)排出的氣體循環進入經受過步驟iv)的所述吸附塔，並加壓所述吸附塔至吸附壓力。
4.根據權利要求2或3所述的方法，其中在至少兩個吸附塔中周期性地重複每個步驟i)至 vi)。
5.根據權利要求2或3所述的方法，其中選擇性吸附C2+成份的吸附劑選自包含矽膠、沸石和活性炭組成的組中。
6.根據權利要求1所述的方法，其中將富含C2+的混合氣體導入到置換解吸工藝以回收高濃度乙烯的步驟包括 i)將從吸附和乙烯漂洗產生的氣體回收到填充有乙烯選擇性吸附劑的吸附塔中；ii)將富含C2+的混合氣體導入到填充有乙烯選擇性吸附劑的所述吸附塔中，以便從所述混合氣體中吸附乙烯，並且導入未被吸附的成份和脫附劑，所述脫附劑在解吸過程中饋送到吸附塔中，並通過吸附塔的出口投入到蒸餾塔中，所述蒸餾塔將貧乙烯流/脫附劑混合物分離為成份； iii)在用於將富乙烯流/脫附劑混合物分離為成份的所述蒸餾塔中得到的高濃度乙烯導入到經受過步驟ii)的所述吸附塔中，由此清除乙烷和其他氣體；以及 iv)將脫附劑導入到經受過步驟iii)的所述吸附塔中，從而從所述吸附塔中解吸乙烯，然後將所解吸的乙烯發送到用於將富乙烯流/脫附劑混合物分離為成份的所述蒸餾塔中，由此生成濃縮的乙烯。
7.根據權利要求1所述的方法，其中將富含C2+的混合氣體導入到置換解吸工藝的步驟包括 i)將富含C2+的混合氣體導入到填充有乙烯選擇性吸附劑的所述吸附塔中，以便從所述混合氣體中吸附乙烯，並且導入未被吸附的成份和脫附劑，所述脫附劑在解吸過程中饋送到吸附塔中，並通過吸附塔的出口投入到蒸餾塔中，所述蒸餾塔將貧乙烯流/脫附劑混合物分離為成份； )將乙烯漂洗產生的氣體回收進入填充有乙烯選擇性吸附劑的吸附塔； iii)在用於將富乙烯流/脫附劑混合物分離為成份的所述蒸餾塔中得到的高濃度乙烯導入到經受過步驟ii)的所述吸附塔中，從而清除乙烷和其他氣體；以及 iv)將脫附劑導入到經受過步驟iii)的所述吸附塔中，從而從所述吸附塔中解吸乙烯，然後將所解吸的乙烯發送到用於將富乙烯流/脫附劑混合物分離為成份的所述蒸餾塔中，由此生成濃縮的乙烯。
8.根據權利要求6或7所述的方法，其中在至少兩個吸附塔中周期性重複步驟i)至iv)中的每個步驟。
9.根據權利要求6或7所述的方法，其中如果步驟ii)中的壓力高於大氣壓，所述方法還包括，在步驟iii)之前，通過並流減壓排出乙烯以外成份的步驟。
10.根據權利要求6或7所述的方法，其中所述方法還包括下述步驟v)將經受過步驟i)的吸附塔與經受過步驟iv)的吸附塔進行相通，從而將乙烯以外成份從經受過步驟i)的吸附塔發送到經受過步驟iv)的吸附塔，由此減壓經受過步驟i)的吸附塔，並加壓經受過步驟V)的吸附塔；vi)通過並流減壓排出來自於經受過步驟V)的吸附塔的乙烯以外成份；以及vii)將富含C2+的混合氣體導入到經受過步驟(vi)的吸附塔，並將所述吸附塔加壓到吸附壓力。
11.根據權利要求6或7所述的方法，其中所述選擇性吸附乙烯的吸附劑是π-合成物吸附劑，其利用乙烯、X型沸石吸附劑、Y型沸石吸附劑或A型沸石吸附劑選擇性地形成 合成物。
12.根據權利要求11所述的方法，其中所述X型沸石吸附劑是13Χ型沸石吸附劑。
13.根據權利要求6或7所述的方法，其中所述解析劑是C3-C6烴。
14.根據權利要求6或7所述的方法，其中在1-10個大氣壓的壓力和20 150°C的溫度下進行所述步驟iv)。
15.根據權利要求6或7所述的方法，其中將在用於將貧乙烯流/脫附劑混合物分離為成份的所述蒸餾塔和在用於將富乙烯流/脫附劑混合物分離為成份的所述蒸餾塔中得到的脫附劑循環進入吸附塔中。
16.一種用於從流化催化裂化(FCC)廢氣中回收乙烯的裝置，所述裝置包括變壓吸附單元，用於從重油餾分的流化催化裂化(FCC)工藝所得的廢氣中濃縮C2+成份以獲得富含C2+的混合氣體；以及乙烯置換解吸單元，用於從富含C2+的混合氣體選擇性地分離乙烯。
17.根據權利要求16所述的裝置，其中用於濃縮C2+成份的所述變壓吸附單元包括 FCC廢氣提供管道；將從逆流減壓步驟和低壓漂洗步驟排出的富含C2+的流與壓縮機連接的管道；用於提供一部分由壓縮機壓縮的解吸氣體(富含C2+的混合氣體)至吸附塔以執行漂洗步驟的管道；用於在吸附步驟期間從吸附塔排出高濃度雜質的管道；用於將從吸附塔排出的高濃度雜質提供至低壓漂洗步驟用於重新產生吸附劑的管道；多個填充有選擇性吸附C2+成份的吸附劑的多個吸附塔，其中所述吸附塔與用於從並流減壓步驟向外界排出氣體的管道相連接；以及壓縮機，用於壓縮從解吸步驟和低壓漂洗步驟排出的混合氣體。
18.根據權利要求16所述的裝置，其中用於濃縮C2+成份的所述變壓吸附單元包括 吸附塔(PAD-1 )，其填充有選擇性吸附C2+成份的吸附劑，其經由閥(Ia)連接到FCC廢氣提供管道，並且經由閥(2a)與連接從逆流減壓和低壓漂洗步驟排出的富含C2+流的管道(2)連接，與壓縮機連接，其中吸附塔(PAD-1)設有用於提供一部分管道(3)和閥(3a)，其用於提供一部分由壓縮機壓縮至吸附塔的解吸氣體(富含C2+的混合氣體)，從而實施漂洗步驟，與用於在吸附步驟中從吸附塔中排出高濃度雜質的管道(6)和閥(6a)相連接，與用於將從吸附步驟排出的高濃度廢氣提供給低壓漂洗步驟用於再生吸附劑的管道(5)和閥(5a)相連接，以及與用於將來自並流減壓步驟將氣體排出到外界的管道(4)和閥(4a)相連接； 吸附塔(PAD-2)，其填充有選擇性吸附C2+成份的吸附劑，其經由閥(Ib)連接到FCC廢氣提供管道(I)，並且經由閥(2b )與連接從逆流減壓和低壓漂洗步驟排出的富含C2+流的管道(2 )連接，與壓縮機連接，其中吸附塔(PAD-2 )設有管道(3 )和閥(3b )，用於將一部分由壓縮機壓縮的解吸氣體(富含C2+的混合氣體)提供給吸附塔，從而實施漂洗步驟，與用於在吸附步驟中從吸附塔中將高濃度雜質排出至外界的管道(6)和閥(6b)相連接，與用於將從吸附步驟排出的高濃度廢氣提供給低壓漂洗步驟用於再生吸附劑的管道(5)和閥(5b)相連接，以及與用於將來自並流減壓步驟的氣體排出到外界的管道(4)和閥(4b)相連接； 吸附塔(PAD-3)，其填充有選擇性吸附C2+成份的吸附劑，其經由閥(Ic)連接到FCC廢氣提供管道(I)，並且經由閥(2c )與連接從逆流減壓和低壓漂洗步驟排出的富含C2+流和壓縮機的管道(2)連接，其中吸附塔(PAD-3)設有管道(3)和閥(3c)，用於將一部分由壓縮機壓縮至吸附塔的解吸氣體(富含C2+的混合氣體)提供給吸附塔，從而實施漂洗步驟，與用於在吸附步驟中從吸附塔中將高濃度雜質排出至外界的管道(6)和閥(6c)相連接，與用於將從吸附步驟排出的高濃度廢氣提供給低壓漂洗步驟用於再生吸附劑的管道(5)和閥(5c)相連接，以及與用於將來自並流減壓步驟將氣體排出到外界的管道(4)和閥(4c)相連接；以及 壓縮機，用於壓縮從解吸和低壓漂洗步驟中排出的混合氣體。
19.根據權利要求16所述的裝置，其中用於選擇性地從富含C2+混合氣體中分離乙烯的所述乙烯置換解吸單元包括 多個吸附塔，其經由富含C2+混合氣體的提供管道與用於濃縮C2+成份的變壓吸附單元連接，與連接到蒸餾塔(Dl)的富乙烯流/脫附劑排出管道連接，用於將從吸附和漂洗步驟排出的混合氣體導入到吸附塔中的管道，用於將從回收步驟排出的貧乙烯流和脫附劑導入到蒸餾塔(D2)中的管道，以及用於將從蒸餾塔(Dl)和蒸餾塔(D2)分離的脫附劑提供到吸附塔的管道；以及至少兩個蒸餾塔，包括用於分離富烯烴流/脫附劑混合物為成份的蒸餾塔(D1)，和用於分離貧烯烴流/脫附劑混合物為成份的蒸餾塔(D2)。
20.根據權利要求16所述的裝置，其中用於選擇性地從富含C2+混合氣體中分離乙烯的所述乙烯置換解吸單元包括 填充有乙烯選擇性吸附劑的吸附塔(AD-1)，其經由富含C2+混合氣體提供管道(7)和閥(7a)與用於濃縮C2+成份的變壓吸附單元連接，經由閥(8a)與引入到蒸餾塔(Dl)的富乙烯流/脫附劑排出管道(8)連接，經由閥(9a)與用於提供來自於蒸餾塔(Dl)的預定量富乙烯流的管道(9)連接，經由閥(IOa)與用於將從吸附和乙烯漂洗步驟排出的混合氣體導入到經受過解吸步驟的吸附塔，經由閥(12a)與用於將貧乙烯流和從收回部分排出的脫附劑導入到蒸餾塔(D2)，並且經由閥(14a)與用於提供從蒸餾塔(Dl)和蒸餾塔(D2)分離的脫附劑至吸附塔的管道(11)連接； 填充乙烯選擇性吸附劑的吸附塔(AD-2)，其經由富含C2+混合氣體提供管道(7)和閥(7b)與用於濃縮C2+成份的變壓吸附單元連接，經由閥(Sb)與引入到蒸餾塔(Dl)的富乙烯流/脫附劑排出管道(8)連接，經由閥(9b)與用於提供來自於蒸餾塔(Dl)的預定量富乙烯流的管道(9)連接，經由閥(IOb)與用於將從吸附和乙烯漂洗步驟排出的混合氣體導入到經受過解吸步驟的吸附塔的管道(10)連接，經由閥(12b)與用於將貧乙烯流和從收回部分排出的脫附劑導入到蒸餾塔(D2)的管道(12)連接，並且經由閥(14b)與用於提供從蒸餾塔(Dl)和蒸餾塔(D2)分離的脫附劑至吸附塔的管道(11)連接； 填充乙烯選擇性吸附劑的吸附塔(AD-3)，其經由富含C2+混合氣體提供管道(7)和閥(7c)與用於濃縮C2+成份的變壓吸附單元連接，經由閥(Sc)與引入到蒸餾塔(Dl)的富乙烯流/脫附劑排出管道(8)連接，經由閥(9c)與用於提供來自於蒸餾塔(Dl)的預定量富乙烯流的管道(9)連接，經由閥(IOc)與用於將從吸附和乙烯漂洗步驟排出的混合氣體導入到經受過解吸步驟的吸附塔的管道(10)連接，經由閥(12c)與用於將貧乙烯流和從收回部分排出的脫附劑導入到蒸餾塔(D2)的管道(12)連接，並且經由閥(14c)與用於提供從蒸餾塔(Dl)和蒸餾塔(D2)分離的脫附劑至吸附塔的管道(11)連接； 填充乙烯選擇性吸附劑的吸附塔(AD-4)，其經由富含C2+混合氣體提供管道(7)和閥(7d)與用於濃縮C2+成份的變壓吸附單元連接，經由閥(8d)與引入到蒸餾塔(Dl)的富乙烯流/脫附劑排出管道(8)連接，經由閥(9d)與用於提供來自於蒸餾塔(Dl)的預定量富乙烯流的管道(9)連接，經由閥(IOd)與用於將從吸附和乙烯漂洗步驟排出的混合氣體導入到經受過解吸步驟的吸附塔的管道(10)，經由閥(12d)與用於將貧乙烯流和從收回部分排出的脫附劑導入到蒸餾塔(D2)的管道(12)，並且經由閥(14d)與用於提供從蒸餾塔(Dl)和蒸餾塔(D2)分離的脫附劑至吸附塔的管道(11)連接；以及 兩個蒸餾塔，其中一個是用於從脫附劑中分離富乙烯流的蒸餾塔(D1)，另一個是用於從脫附劑中分離貧乙烯流的蒸餾塔(D2)。
21.根據權利要求20所述的裝置，其中在四個吸附塔中重複進行所述回收、吸附、烯烴漂洗和解吸步驟。
全文摘要
本發明提供了一種用於從廢氣中濃縮乙烯的裝置和方法，其中該廢氣來自於產生由重油的流化催化裂化而得的汽油、丙烯等的裝置，重油例如是由原油煉製工藝所產生的常壓渣油。所述方法和裝置可以通過增加原料氣體的乙烯純度和降低原料氣體中的弱吸附成份的濃度而在接下來的乙烯置換解吸工藝中減少乙烯漂洗的量，並且能夠在用於從弱吸附成分中分離脫附劑的蒸餾工藝期間減少脫附劑的損失。由此，根據本發明，能夠以高濃度和低成本從重油的流化催化裂化而得的廢氣中回收乙烯。
文檔編號C10G70/04GK103068778SQ201180041400
公開日2013年4月24日 申請日期2011年8月26日 優先權日2010年8月26日
發明者樸鍾浩, 金鐘南, 範熙泰, 李成俊, 李莊在, 金東昱, 高彰賢, 韓相攝, 趙淳行 申請人:韓國能量技術研究院, Sk新技術株式會社