从乙二醇装置的放空尾气中回收乙烯、甲烷的工艺

摘要

本发明公开一种有机化合物生产中回收乙烯、甲烷的工艺，在乙烯直接氧化法生产环氧乙烷，环氧乙烷水合法生产乙二醇过程中，乙二醇装置中洗涤塔顶部产出循环气中的放空尾气回收工艺，其特征在于，将洗涤塔顶部产出循环气中的放空尾气，送入粗过滤器F－101，过40目网，再送精过滤器F－102，过60目网，除固体颗粒状物，再经过以一级膜分离器M－101和二级膜分离器M－102，得渗透气，主要是乙烯、甲烷气，经回收压缩机升压，返回乙二醇装置的脱碳系统，得到的新尾气，送入放空系统，最终经火炬排入大气，采用本发明对乙二醇装置进行改造，选用设备少，占地省，可回收尾气中的乙烯90％以上，减少废气排放量45％，具有很高的经济效益和很好的社会效益。

说明书

技术领域

本发明涉及一种有机化合物生产中的废气回收的工艺

背景技术

乙烯直接氧化法生产环氧乙烷，环氧乙烷水合法生产乙二醇过程中，洗涤后的尾气直接排入放空系统，进入大气，在尾气中除了有11.77％的C0₂，16％的氩气，外还含有乙烯23％，甲烷48％，以一个10万吨/年乙二醇装置为例，每小时排放尾气130NM³，每年会造成达300吨乙烯的损失，每年有600吨甲烷的损失，浪费资源、增加生产成本，又污染环境。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种回收乙二醇装置排放的废气中乙烯、甲烷的工艺。

乙烯直接氧化法生产环氧乙烷，环氧乙烷水合法生产乙二醇，乙二醇装置中洗涤塔顶部产出循环气中的放空尾气，经过压力调节系统稳压后，送入粗过滤器，其操作条件为90℃～100℃，压力(绝对压力)为1.8～1.9MPa，经初步除出固体颗粒，再进入精过滤器，然后进膜分离器，经过膜分离器得到的渗透气，主要成分是乙烯、甲烷，经回收压缩机升压，再返回乙二醇装置的脱碳系统，进行再利用；经过膜分离器得到新尾气，有氩气、CO₂、N₂，也含余量的乙烯、甲烷，经过流量自动调节系统后，送入放空系统，最终经火炬排入大气；对于一个正常稳定生产的乙二醇装置，其进入膜分离器的尾气量和经过膜分离后的新尾气排出量应该是稳定的，应分别设有流量控制系统，以稳定生产过程。

采用本发明，分离后的新尾气里，以摩尔百分数计，乙烯只占6％，一个10万吨/年乙二醇装置，每年可回收乙烯250吨，每年可回收甲烷500吨，减少了大气污染，回收了资源，降低了原料消耗，增加了装置的经济效益，也带来了较好的环境效益，本发明所用设备没有转动和机械传动部件。如果对已建成的乙二醇装置进行改造，此种改造所占用土地少，施工对原装置生产无影响，可照常生产运行，实施该工艺，其操作简单，维护保养工作量小。

附图说明

图1为本发明简要工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作出进一步地详细描述。

图中所示，以10万吨/年乙二醇生产装置为例实施本发明，已有装置的设备不必更动，只需增加相应设备。原料气即乙二醇装置未改造前原排放口排出的尾气，经过本发明设有粗过滤器F-101A、B，40目网，进气温度为90℃～100℃，其进气压力(绝对压力，下文均如此)为1.8～1.9MPa，再经精过滤器F-102A、B，经60目网，进一步除掉颗粒状杂质，以防毒害膜分离器，膜分离为两级，设有一级膜分离器M-101A、B、C，二级膜分离器M-102A、B、C，M-101A、B、C，M-102A、B、C，均为圆柱形膜，Φ98.5mmX1016mm，吸附面积4m²，通过有机蒸汽膜回收技术，将乙二醇装置废气里的乙烯、甲烷进行回收，有机蒸汽膜回收系统主要采用了“反向”选择性高分子复合膜，其原理是根据不同气体分子在膜中的溶解扩散性能的差异，在一定的压差推动下，可凝性有机蒸汽，如乙烯等蒸汽与惰性气体，如氮气、氩气相比较，被吸附、渗透，从而达到分离目的。这类膜分离器技术已经成熟，美国陶氏化学、日本旭化成、东丽以及德国、英国的厂家均有成功技术设备的应用，反渗透膜技术已广泛用于分离、浓缩、净化、脱盐等各技术领域，据统计，仅2005年在中国的贸易成交额已达100亿元。

以一个10万吨/年乙二醇生产装置为例，采用本发明，安装回收系统对装置进行改造，当操作压力(绝对压力)为1.87MPa，温度为96℃时，其改进前、后的放空尾气组成及数量情况比较结果，如表1所示。

表1

名称    安装回收系统前    安装回收系统后    Nm3/h    Mol％    Nm3/h    Mol％  乙烯    30.06    23.12    4.51    6.22  氧气    6.86    5.28    6.86    9.47  EO    0.013    0.01    0.00    0.00  CO2    11.77    9.05    0.46    0.63  H2O    0.4    0.31    0.00    0.00  N2    0.4    0.31    0.40    0.55  Ar    16.02    12.32    16.02    22.11  CH4    63.49    48.84    44.06    60.8  乙烷    1.00    0.76    0.16    0.22  总量    130    100    73    100

当压力1.8MPa，进料温度t100℃时，有数据如表2

表2

名称    安装回收系统前MOl％    安装回收系统后MOl％    乙烯    23.34    6.23    氧气    5.15    9.4    EO    0.01    0    CO2    9.15    0.64    H2O    0.30    0    N2    0.30    0.55    Ar    12.27    22.11    CH4    48.88    60.85    乙烷    0.60    0.21

当压力1.84MPa，t94℃时，有数据如表3

当压力1.86MPa，t95℃时，有数据如表4

表3

名称    安装回收系统前MOl％    安装回收系统后MOl％    乙烯    23.10    6.21    氧气    5.15    9.46    EO    0.01    0    CO2    9.15    0.65    H2O    0.30    0    N2    0.30    0.55    Ar    12.44    22.11    CH4    48.85    60.82    乙烷    0.70    0.2

表4

名称    安装回收系统前MOl％    安装回收系统后MOl％    乙烯    23.10    6.20    氧气    5.30    9.49    EO    0.01    0    CO2    9.00    0.62    H2O    0.33    0    N2    0.34    0.56    Ar    12.43    22.11    CH4    48.74    60.1    乙烷    0.75    0.21

当压力1.9MPa，t90℃时，有数据如表5

表5

名称    安装回收系统前MOl％    安装回收系统后MOl％    乙烯    23.40    6.24    氧气    5.35    9.49    EO    0.01    0    CO2    9.00    0.61    H2O    0.30    0    N2    0.25    0.54    Ar    12.35    22.12    CH4    48.58    60.78    乙烷    0.76    0.23

本发明生产工艺过程中，其进气压力、进气温度在给定范围内对生产过程结果无显著影响，原料气系指原排放口来的气体，其压力要稳定，本发明工艺放出尾气即前面所说的新尾气流量要稳定，以保证乙二醇装置生产的稳定和本发明工艺操作的稳定，原料气从原乙二醇洗涤塔T-115顶部而来，本发明工艺产生出渗透气乙烯、甲烷经回收压缩机C-320升压后进入乙二醇装置脱碳系统，新尾气排入放空系统，经火炬排入大气。

采用本发明，废气排放量减少约45％，乙烯单体回收率可达90％以上，其经济效益和社会效益都是很可观的。