催化干气回收乙烯工艺的工业应用

张忠 张静薇

摘要：在经济引领下，工业规模扩大，目前乙烯需求越来越大，传统的乙烯回收不仅效率低，而且质量欠佳，无法满足现实需求。基于此，一种新的回收工艺被提出，并取得了显著成效。催化干气回收乙烯，所运用到的原理是经变压吸附浓缩处理，完成乙烯回收，精制除杂后，将其变作裂解原料。结果表明，借助此项工艺，可以降低乙烯成本，对尾气再度提纯，有利于效益最大化。

关键词：乙烯工艺;回收;催化干气;工业应用

引言：随着技术进步，催化干气回收乙烯得以实现，该工艺原理简单，由干气浓缩和精制等特殊环节构成，最后经过除杂，实现循环利用。其中干气浓缩部分较为繁琐，需要有PSA专有技术作为支撑，在此技术上，搭配加氢精制专有技术，实现乙烯高度提纯、回收，从而降低工业成本。

1回收乙烯工艺简介

1.1PSA工艺

PSA工艺属于基础工艺，原理是借助同种气体的特性，完成干气净化，从源头实现真正的分离，让吸附剂在特殊环境下得以再生。这里强调的气体特性是指，吸附容量和压力的内在联系，通过情况下，随着气体压力升高，吸附容量也会产生变化，出现增大的趋势，一旦气体压力减弱，吸附容量也会随之变小，两者呈正相关。基于这样的原理，在工业生产中，可以借助合理渠道，发挥干气浓缩分离优势，在核心技术辅助下，实现优质的常温操作，同时，让过程易于控制，提高管理效率、质量[1]。研究发现，在该项技术辅助下，产品收率显著提升，纯度也有所保障。与此同时，该方法的成本低廉，无论是投资，还是生产所需要的费用都要低于深冷分离技术（传统工艺）及油吸收分离法，所以应用价值较高。

1.2精制工艺

想要实现优质的乙烯回收，除了PSA工艺外，精制工艺同样重要。主要采用单乙醇胺完成二氧化碳吸收，除二氧化碳外，采用这种方法，还可以将干气中的H，S等酸性气体一并吸附。富胺液在酸性气体滋养下，角色会变为贫胺液，通常情况下，使用中需要将精制干气通过安全路径送往乙烯装置，在此过程中，要避免掺进杂质。在整个反应中，所含的乙烷较为特殊，经深冷分离处理加工后，可以成为裂解原料，使用效率较高。另外，在工艺反应中，采用加氢催化剂，可以实现氮氧化物高效率脱除，同时完成COS和RSH等特殊物质脱除。

2工业应用工艺流程

現实应用中，精制工艺流程严格，较为特殊和繁琐，分为3 部分，每一部分都有独特作用，缺一不可。第1部分是整个流程的基础，属于胺洗部分，研究发现，干气进入胺洗塔下部，会和其他气体反应，与乙醇胺直接接触，并且这种接触是自上而下的，除去酸性气的干气后，会被送往反应部分，在此期间，富胺液吸收了酸性气，会不断向外涌出，从胺洗塔塔釜排出，当到达指定位置后，酸性气体会汽提出来，在这一过程中，会造成富胺液身份转变，成为贫胺液，贫胺液产生，意味着循环使用可以实现，这是乙烯回收的前提。第2部分是在第1部分基础上进行的，为反应部分，在这一环节，需要让干气进入加氢反应器，为了保证反应效率，要将反应器入口温度高质量控制住，并时刻关注床层温升，在条件满足的基础上，可以脱除氮氧化物。第3部分，是整个回收工艺的最后阶段，为吸附除杂部分，只有通过第3部分，乙烯才能得到利用。在实际应用中，干气会在此阶段脱除水分和汞，并借助脱除床将其他物质（像甲醇、氨、硫醇等）脱除，最终通过脱砷床脱除砷，得到的干气将会送往乙烯装置[2]。

回收乙烯工艺需要多个核心部件的配合，只有脱除环节联系紧密，才可以取得理想的脱除效果。通过前文分析可知，PSA工艺属于基础工艺，在催化干气预处理基础上，进行选择性吸附以及脱除，研究表明，H2O、H2S、CO2、C5等皆可脱除干净。同时，采用常温变压吸附手段，便可以高效率完成理想的干气提纯，将乙烯和乙烷合理回收，研究发现，浓缩干气经压缩后，会通过特殊通道到达精制单元。

3造成的影响及对策

催化干气回收乙烯，在现实应用中，为了不影响脱除效果，需要掌握其核心工艺，明确工艺注意事项，避免造成不良影响。为了实现乙烯高效回收，在工业应用中，需要采取的优化措施有：（1）精制干气中，一旦发生体积分数超标情况（二氧化碳的体积），要高度重视，为了保证裂解不受影响，最大限度承诺酸性气体脱除合格，此时可以将碱液的量进行调节，结合实际反映情况，由原来的0.24t/h变更为0.30t/h。实践证明，调整后，可以起到抑制作用，碳酸钠的质量分数属于重要参数，当其由1.5%上升至5.0%，意味着该工艺对二氧化碳有明显的脱除效果。（2）通常情况下，在现实应用中，CO与H2一起被分出的可能性比较大，并在此前提下，两种物质会共同进入系统（甲烷化系统），这样情况的产生，会让反应温度剧烈变化，出现难以控制局面，影响脱除和回收效果。基于此，为了改善现状，需要提高反应温度，借助科学方法将甲烷化反应温度控制在理想区间，借此满足生产要求，强化脱除效果。值得强调的是，如果实际操作中，温度上升较快，应高度重视，从源头将干气用量减少，借助此项措施，来进行合理控制。

4工业应用效果分析

催化干气回收乙烯应用价值较高，通过工业实践，成功地完成了PSA浓缩，在此基础上，进行了精制除杂，在相关操作完成后，回收的乙烯可重新利用在工业生产中，将其作为裂解原料，从源头控制工业成本。研究发现，该工艺的投资成本很低，比深冷分离效果更佳，同时其成本优势明显，是油吸收分离法成本的三分之一。除此之外，装置运行安全平稳，风险较小，隐患可以及时消除，经济效益显著，值得大范围推广。随着原油需求增加，这方面研究将持续深入，该工艺实践意义非凡，可以为炼化一体化指明方向，并且给乙烯原料配置优化提供技术借鉴。

结论：综上所述，催化干气回收乙烯涉及内容较多，应用该技术时，需要结合现实需求，综合各项潜在因素，考虑催化干气组成，以及实际的波动因素，尽可能留有设计余量。研究发现，在该工艺实施期间，精制加氢反应器发挥关键作用，其设计非常关键，为了确保脱除合格，要集成优化运行，通过合理措施，减少相互间的干扰，提高反应效率。

参考文献：

[1]谭雅文，丁雪.催化裂化干气乙烯回收利用技术研究进展[J].广东化工，2017，44（06）：107+103.

[2]黄富.两段变压吸附法回收催化干气中乙烯的工业应用[J].炼油技术与工程，2018，45（12）：20-23.

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