催化干氣回收乙烯工藝的工業應用

張忠 張靜薇

摘要：在經濟引領下，工業規模擴大，目前乙烯需求越來越大，傳統的乙烯回收不僅效率低，而且質量欠佳，無法滿足現實需求。基于此，一種新的回收工藝被提出，并取得了顯著成效。催化干氣回收乙烯，所運用到的原理是經變壓吸附濃縮處理，完成乙烯回收，精制除雜后，將其變作裂解原料。結果表明，借助此項工藝，可以降低乙烯成本，對尾氣再度提純，有利于效益最大化。

關鍵詞：乙烯工藝;回收;催化干氣;工業應用

引言：隨著技術進步，催化干氣回收乙烯得以實現，該工藝原理簡單，由干氣濃縮和精制等特殊環節構成，最后經過除雜，實現循環利用。其中干氣濃縮部分較為繁瑣，需要有PSA專有技術作為支撐，在此技術上，搭配加氫精制專有技術，實現乙烯高度提純、回收，從而降低工業成本。

1回收乙烯工藝簡介

1.1PSA工藝

PSA工藝屬于基礎工藝，原理是借助同種氣體的特性，完成干氣凈化，從源頭實現真正的分離，讓吸附劑在特殊環境下得以再生。這里強調的氣體特性是指，吸附容量和壓力的內在聯系，通過情況下，隨著氣體壓力升高，吸附容量也會產生變化，出現增大的趨勢，一旦氣體壓力減弱，吸附容量也會隨之變小，兩者呈正相關。基于這樣的原理，在工業生產中，可以借助合理渠道，發揮干氣濃縮分離優勢，在核心技術輔助下，實現優質的常溫操作，同時，讓過程易于控制，提高管理效率、質量[1]。研究發現，在該項技術輔助下，產品收率顯著提升，純度也有所保障。與此同時，該方法的成本低廉，無論是投資，還是生產所需要的費用都要低于深冷分離技術（傳統工藝）及油吸收分離法，所以應用價值較高。

1.2精制工藝

想要實現優質的乙烯回收，除了PSA工藝外，精制工藝同樣重要。主要采用單乙醇胺完成二氧化碳吸收，除二氧化碳外，采用這種方法，還可以將干氣中的H，S等酸性氣體一并吸附。富胺液在酸性氣體滋養下，角色會變為貧胺液，通常情況下，使用中需要將精制干氣通過安全路徑送往乙烯裝置，在此過程中，要避免摻進雜質。在整個反應中，所含的乙烷較為特殊，經深冷分離處理加工后，可以成為裂解原料，使用效率較高。另外，在工藝反應中，采用加氫催化劑，可以實現氮氧化物高效率脫除，同時完成COS和RSH等特殊物質脫除。

2工業應用工藝流程

現實應用中，精制工藝流程嚴格，較為特殊和繁瑣，分為3 部分，每一部分都有獨特作用，缺一不可。第1部分是整個流程的基礎，屬于胺洗部分，研究發現，干氣進入胺洗塔下部，會和其他氣體反應，與乙醇胺直接接觸，并且這種接觸是自上而下的，除去酸性氣的干氣后，會被送往反應部分，在此期間，富胺液吸收了酸性氣，會不斷向外涌出，從胺洗塔塔釜排出，當到達指定位置后，酸性氣體會汽提出來，在這一過程中，會造成富胺液身份轉變，成為貧胺液，貧胺液產生，意味著循環使用可以實現，這是乙烯回收的前提。第2部分是在第1部分基礎上進行的，為反應部分，在這一環節，需要讓干氣進入加氫反應器，為了保證反應效率，要將反應器入口溫度高質量控制住，并時刻關注床層溫升，在條件滿足的基礎上，可以脫除氮氧化物。第3部分，是整個回收工藝的最后階段，為吸附除雜部分，只有通過第3部分，乙烯才能得到利用。在實際應用中，干氣會在此階段脫除水分和汞，并借助脫除床將其他物質（像甲醇、氨、硫醇等）脫除，最終通過脫砷床脫除砷，得到的干氣將會送往乙烯裝置[2]。

回收乙烯工藝需要多個核心部件的配合，只有脫除環節聯系緊密，才可以取得理想的脫除效果。通過前文分析可知，PSA工藝屬于基礎工藝，在催化干氣預處理基礎上，進行選擇性吸附以及脫除，研究表明，H2O、H2S、CO2、C5等皆可脫除干凈。同時，采用常溫變壓吸附手段，便可以高效率完成理想的干氣提純，將乙烯和乙烷合理回收，研究發現，濃縮干氣經壓縮后，會通過特殊通道到達精制單元。

3造成的影響及對策

催化干氣回收乙烯，在現實應用中，為了不影響脫除效果，需要掌握其核心工藝，明確工藝注意事項，避免造成不良影響。為了實現乙烯高效回收，在工業應用中，需要采取的優化措施有：（1）精制干氣中，一旦發生體積分數超標情況（二氧化碳的體積），要高度重視，為了保證裂解不受影響，最大限度承諾酸性氣體脫除合格，此時可以將堿液的量進行調節，結合實際反映情況，由原來的0.24t/h變更為0.30t/h。實踐證明，調整后，可以起到抑制作用，碳酸鈉的質量分數屬于重要參數，當其由1.5%上升至5.0%，意味著該工藝對二氧化碳有明顯的脫除效果。（2）通常情況下，在現實應用中，CO與H2一起被分出的可能性比較大，并在此前提下，兩種物質會共同進入系統（甲烷化系統），這樣情況的產生，會讓反應溫度劇烈變化，出現難以控制局面，影響脫除和回收效果。基于此，為了改善現狀，需要提高反應溫度，借助科學方法將甲烷化反應溫度控制在理想區間，借此滿足生產要求，強化脫除效果。值得強調的是，如果實際操作中，溫度上升較快，應高度重視，從源頭將干氣用量減少，借助此項措施，來進行合理控制。

4工業應用效果分析

催化干氣回收乙烯應用價值較高，通過工業實踐，成功地完成了PSA濃縮，在此基礎上，進行了精制除雜，在相關操作完成后，回收的乙烯可重新利用在工業生產中，將其作為裂解原料，從源頭控制工業成本。研究發現，該工藝的投資成本很低，比深冷分離效果更佳，同時其成本優勢明顯，是油吸收分離法成本的三分之一。除此之外，裝置運行安全平穩，風險較小，隱患可以及時消除，經濟效益顯著，值得大范圍推廣。隨著原油需求增加，這方面研究將持續深入，該工藝實踐意義非凡，可以為煉化一體化指明方向，并且給乙烯原料配置優化提供技術借鑒。

結論：綜上所述，催化干氣回收乙烯涉及內容較多，應用該技術時，需要結合現實需求，綜合各項潛在因素，考慮催化干氣組成，以及實際的波動因素，盡可能留有設計余量。研究發現，在該工藝實施期間，精制加氫反應器發揮關鍵作用，其設計非常關鍵，為了確保脫除合格，要集成優化運行，通過合理措施，減少相互間的干擾，提高反應效率。

參考文獻：

[1]譚雅文，丁雪.催化裂化干氣乙烯回收利用技術研究進展[J].廣東化工，2017，44（06）：107+103.

[2]黃富.兩段變壓吸附法回收催化干氣中乙烯的工業應用[J].煉油技術與工程，2018，45（12）：20-23.

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