丁辛醇裝置馳放氣回收丙烯丙烷的工業(yè)應(yīng)用

邸志國

（大慶石化工程有限公司，黑龍江 大慶 163714）

1 丁辛醇裝置馳放氣的應(yīng)用現(xiàn)狀

丁辛醇裝置羰基合成反應(yīng)系統(tǒng)，以丙烯和合成氣為原料在銠催化劑的作用下，反應(yīng)生成正、異丁醛，同時也有少量的丙烯轉(zhuǎn)化為丙烷。為了防止丙烷等惰性組分的積累，保持系統(tǒng)壓力恒定，需要有一部分氣體（簡稱弛放氣）從系統(tǒng)的循環(huán)回路中連續(xù)排放。

丁辛醇裝置的馳放氣主要為羰基合成反應(yīng)系統(tǒng)的馳放氣，還包括丁醛分離和產(chǎn)品穩(wěn)定過程中產(chǎn)生的高壓蒸發(fā)系統(tǒng)放空氣、低壓蒸發(fā)系統(tǒng)放空氣和穩(wěn)定塔放空氣等。這些馳放氣組分較為復(fù)雜，包括甲烷、丙烯、丙烷、混合丁醛、氫氣、氮?dú)?、一氧化碳、二氧化碳和微量水等。一?0萬t/a丁辛醇裝置典型的馳放氣排放量和組成見表1。

表1 20萬t/a丁辛醇裝置馳放的氣組成及含量

從表1中發(fā)現(xiàn)，丁辛醇裝置馳放氣中含有豐富的丙烯和丙烷成分。目前，由于低壓蒸發(fā)系統(tǒng)排放馳放氣，直接排放至低壓火炬系統(tǒng)。其余三股馳放氣常被當(dāng)作燃料氣排放至燃料氣管網(wǎng)。丁辛醇馳放氣直接作為燃料氣，經(jīng)濟(jì)價值較低；若排放至火炬燃燒放空，污染環(huán)境且資源嚴(yán)重浪費(fèi)。

2 回收丙烯丙烷的重要意義

1）提高資源綜合利用

目前羰基合成反應(yīng)器、高壓蒸發(fā)器和穩(wěn)定塔系統(tǒng)馳放氣排入燃料氣管網(wǎng)，低壓蒸發(fā)器馳放氣排入低壓火炬系統(tǒng)。所排放的馳放氣含有大量的丙烯和丙烷，若直接作為燃料氣，經(jīng)濟(jì)價值較低；若排放至火炬燃燒放空，污染環(huán)境且資源嚴(yán)重浪費(fèi)。回收后的丙烯、丙烷純度較高，丙烯可做為丁辛醇裝置的原料，丙烷做為液化氣外賣或做為裂解原料返回乙烯裝置。通過對馳放氣中丙烯和丙烷的回收，提高了資源的經(jīng)濟(jì)利用價值。

2）減少對周圍環(huán)境的影響

可最大限度回收利用丁辛醇馳放氣中丙烯和丙烷，降低火炬系統(tǒng)馳放氣的排放，減少對周圍環(huán)境的影響，在節(jié)能降耗中提高裝置的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

3 回收丙烯丙烷的常用工藝

回收丙烯和丙烷的常用方法有：深冷分離[1]、壓縮/冷凝/有機(jī)蒸汽膜（CCM） 分離[2]、水合物法[3]和吸收解吸法[4-5]等。

目前國內(nèi)丁辛醇裝置馳放氣回收工業(yè)化的工藝有深冷分離和吸收解吸法兩種。深冷分離和吸收解吸工藝技術(shù)對比詳見表2。

表2 深冷分離和吸收解吸工藝技術(shù)對比表

丁辛醇裝置馳放氣深冷分離工藝：（吉化丁辛醇裝置馳放氣回收采用深冷分離技術(shù)）。

來自丁辛醇羰基合成反應(yīng)器的馳放氣，經(jīng)調(diào)節(jié)閥進(jìn)入脫丁醛塔。塔底用蒸汽做再沸器熱源，塔底溫度130℃。塔底丁醛產(chǎn)品冷卻后送至丁醛中間罐。塔頂設(shè)冷凝器和回流罐及回流泵?；亓鞴揄敳荒龤猓?jīng)活性炭和3A分子篩脫醛脫水后，再經(jīng)預(yù)冷器和深冷器冷卻后進(jìn)入氣液分離罐。罐頂不凝氣加熱后進(jìn)入燃料氣管網(wǎng)，罐底液相經(jīng)加壓換熱后進(jìn)入脫氣塔。脫氣塔頂不凝氣排入燃料氣管網(wǎng)，脫氣塔底的碳三組分進(jìn)入丙烯精餾塔分離出丙烯丙烷產(chǎn)品。

丁辛醇裝置馳放氣吸收解吸工藝：（天津渤化、山東藍(lán)帆化工、山東利華益和山東兗礦魯南化工等丁辛醇裝置的馳放氣回收均采用吸收解吸技術(shù)）。

丁辛醇裝置除羰基合成反應(yīng)器馳放氣外的馳放氣，首先經(jīng)壓縮機(jī)升壓與羰基合成反應(yīng)器的馳放氣進(jìn)行混合?；旌虾蟮乃墓神Y放氣經(jīng)循環(huán)水冷卻后進(jìn)入分液罐，氣相進(jìn)入吸收塔由吸收劑（混合丁醛）吸收碳三組分，塔頂不凝氣排入燃料氣管網(wǎng)，塔底液相是吸收劑和被吸收下來的丙烯、丙烷，自壓送入解吸塔進(jìn)行解吸。正常生產(chǎn)時，解吸后的吸收劑經(jīng)冷卻后進(jìn)入吸收劑儲罐循環(huán)使用。當(dāng)吸收劑重組分含量較高時，解吸后的吸收劑定期送至脫重塔脫重。脫重后的吸收劑再返回吸收劑儲罐循環(huán)使用。解吸塔頂?shù)臍庀噙M(jìn)入碳三壓縮機(jī)升壓后進(jìn)入脫輕塔，脫輕塔頂氣相返回吸收塔進(jìn)一步回收，塔底的碳三組分進(jìn)入丙烯精餾塔分離出丙烯丙烷產(chǎn)品。

1）目前采用深冷分離技術(shù)只回收羰基合成反應(yīng)器一股馳放氣，其它采用吸收解吸技術(shù)的裝置均回收四股馳放氣，除羰基合成反應(yīng)器一股馳放氣外均需增壓。

2）深冷分離技術(shù)是四塔流程，吸收解吸技術(shù)是六塔流程，所以裝置投資吸收解吸技術(shù)高于深冷分離技術(shù)。

4 吸收解吸法回收丙烯丙烷工藝

現(xiàn)根據(jù)表1中20萬t/a丁辛醇裝置的典型氣體組成和流量，采用混合丁醛吸收、解吸和精餾技術(shù)建設(shè)一套馳放氣回收裝置。裝置的物流平衡詳見表3馳放氣回收裝置物流平衡表。裝置規(guī)模：年處理馳放氣14000t，年操作時數(shù)：8000h。操作彈性：60%～110%。生產(chǎn)方式：連續(xù)生產(chǎn)。

產(chǎn)品方案：回收丙烯做為丁辛醇裝置原料返回丁辛醇裝置，回收丙烷做為裂解料送至乙烯裂解裝置；馳放氣燃料氣送至燃料氣管網(wǎng)。產(chǎn)品及副產(chǎn)品規(guī)格詳見表4主要產(chǎn)品及副產(chǎn)品規(guī)格表。

裝置組成：裝置由原料壓縮系統(tǒng)、吸收及解吸系統(tǒng)、脫輕系統(tǒng)、精餾系統(tǒng)、脫重系統(tǒng)和公用工程系統(tǒng)組成。

表3 馳放氣回收裝置物料平衡表

表4 主要產(chǎn)品及副產(chǎn)品規(guī)格表

5 結(jié)論

1）深冷分離由于操作溫度較低，需要采用活性炭和3A分子篩進(jìn)行脫醛脫水處理，采用深冷分離技術(shù)的工業(yè)生產(chǎn)裝置較少。

2） 吸收解吸法不需進(jìn)行脫醛脫水處理；吸收解吸技術(shù)丙烯丙烷回收率高，綜合能耗低。

3）國內(nèi)近年投產(chǎn)的丁辛醇馳放氣回收裝置均采用吸收解吸技術(shù)，該技術(shù)成熟。

4）一套20萬t/a丁辛醇裝置的馳放氣可回收丙烯約2890t/a，回收丙烷約5494t/a。

因此，推薦采用吸收解吸法增設(shè)丁辛醇馳放氣回收裝置，回收馳放氣中丙烯和丙烷，減少混合碳三資源的浪費(fèi)，提高裝置的經(jīng)濟(jì)性。