再經(jīng)所述板翅換熱器120復(fù)溫(流股8)，然 后返回至反應(yīng)系統(tǒng)。
[0025]本實施例中，所述板翅式換熱器120的兩個出口分別通過管道連通后處理單元和 反應(yīng)系統(tǒng)（圖未示），分別輸送氣相物質(zhì)和液相物質(zhì)。
[0026]本實施例中，所述板翅式換熱器120、所述氮氣壓縮機150及所述透平膨脹機160通 過管道連通形成氮氣循環(huán)膨脹制冷的通道。低壓氮氣(流股12)先經(jīng)所述氮氣壓縮機150增 壓，送至(流股9)所述板翅換熱器120預(yù)冷(流股10)，經(jīng)所述透平膨脹機160減壓、降溫(流股 11)，然后返回所述板翅換熱器120復(fù)溫至常溫(流股12)，最后送入所述氮氣壓縮機150的入 口。經(jīng)過上述過程不斷循環(huán)往復(fù)，膨脹后的氮氣的溫度逐漸降低，從而為整個聚烯烴排火炬 氣的深冷分離回收系統(tǒng)1 〇〇提供冷量。
[0027]可以理解的是，所述板翅換熱器120出口的排火炬氣溫度根據(jù)排火炬氣的具體組 成而定，優(yōu)選地，所述板翅換熱器120出口的排火炬氣溫度范圍為-50~-150°C。
[0028] 本實施例中，所述氣液分離器130分離得到的氣相物質(zhì)(尾氣)不做節(jié)流，以稍低于 進料(排火炬氣)壓力送出聚烯烴排火炬氣的深冷分離回收系統(tǒng)1〇〇。
[0029] 本實施例中，所述氣液分離器130分離得到的液相物質(zhì)（即液態(tài)烴類物質(zhì)）利用所 述低溫栗140實現(xiàn)增壓，其出口壓力根據(jù)反應(yīng)系統(tǒng)的需要而調(diào)整，一般情況下其范圍為2MPa ~5MPa，即所述低溫栗140的出口壓力范圍為2MPa~5MPa。當(dāng)然，并不局限于此，也可增壓至 幾十MPa以上。優(yōu)選地，所述低溫栗140為柱塞栗或離心栗。
[0030] 請參閱圖2,本發(fā)明第二實施例提供一種聚烯烴排火炬氣的深冷分離回收方法，其 包括如下步驟：
[0031] S101、排火炬氣經(jīng)干燥器110處理后送至板翅式換熱器120進行降溫。
[0032] 即來自上游工序的即物料（即排火炬氣）經(jīng)過所述干燥器110處理后，送至所述板 翅式換熱器120逐級降溫至-50~-150°C，以送入所述氣液分離器130。本實施例中，物料的 常壓露點降至_70°C后送至所述氣液分離器130。
[0033] S102、降溫后的排火炬氣送至氣液分離器130進行氣液分離，氣相物質(zhì)經(jīng)所述板翅 式換熱器120復(fù)溫后送至后處理單元，液相物質(zhì)經(jīng)低溫栗140增壓后再經(jīng)所述板翅式換熱器 120復(fù)溫，然后返回至反應(yīng)系統(tǒng)。
[0034] 即降溫后的排火炬氣經(jīng)所述氣液分離器130氣液分離后，得到的氣相物質(zhì)經(jīng)所述 板翅換熱器120復(fù)溫后送至后續(xù)工序（后處理單元)進一步回收處理，得到的液相物質(zhì)經(jīng)所 述低溫栗140增壓至2~3.5Mpa后，再經(jīng)所述板翅換熱器120復(fù)溫，然后返回至反應(yīng)系統(tǒng)。 [0035] S103、低壓氮氣經(jīng)氮氣壓縮機150增壓后送至所述板翅式換熱器120預(yù)冷，、預(yù)冷后 的低壓氮氣經(jīng)透平膨脹機160膨脹、降溫，再返回所述板翅式換熱器120復(fù)溫至常溫，其后送 入所述氮氣壓縮機150的入口形成循環(huán)制冷。
[0036]由此，經(jīng)過上述過程不斷循環(huán)往復(fù)，膨脹后的氮氣的溫度逐漸降低，從而為整個聚 烯烴排火炬氣的深冷分離回收系統(tǒng)100提供冷量。
[0037] 實施例
[0038]某石化公司全密度聚乙烯生產(chǎn)裝置的排放氣采用壓縮冷凝法回收，尾氣排放至火 炬，其中排火炬氣工況參數(shù)的實測值如表1所示。其壓力范圍為1.1~1.6(典型值為1.3)MPa (G)，溫度范圍為-15~0(典型值為-10)°C，流量為900~1200(典型值為1045)Nm3/h。
[0039]表1排火炬氣組成實測值(v%)
[0041] 排火炬氣(流股1)首先進入干燥器110處理，待露點達到-70°C左右，送至板翅換熱 器120,溫度逐級下降至_120°C，然后送至氣液分離器130,分離得到的氣相物質(zhì)經(jīng)板翅換熱 器120復(fù)溫后送出界區(qū)（流股7);分離得到液相物質(zhì)經(jīng)低溫栗增壓至3.2MPa(G)后，經(jīng)板翅換 熱器復(fù)溫后送至反應(yīng)系統(tǒng)(流股8)。
[0042] 排火炬氣經(jīng)深冷分離裝置分別得到尾氣（即氣相物質(zhì)，流股7)和烴類物質(zhì)（即液相 物質(zhì)，流股8)。其中流股7的參數(shù)為:壓力1.28MPa(G)、溫度12°C、流量為873.6Nm3/h，其組成 如表2所示;其中流股8的參數(shù)為壓力3.2MPa(G)、溫度12°C、流量為171.4Nm3/h，其組成如表 3所示。
[0043] 表2尾氣組成（v%)
[0045] 表3烴類物質(zhì)組成(v%)
[0047] 可知所述聚烯烴排火炬氣的深冷分離回收系統(tǒng)100可以很好地回收排火炬氣中的 烴類物質(zhì)，便于下游更方便的利用該烴類物質(zhì)和進一步處理尾氣，從而在整體上實現(xiàn)回收 系統(tǒng)的最優(yōu)化設(shè)計。
[0048] 本發(fā)明提出的聚烯烴排火炬氣的深冷分離回收系統(tǒng)100具有如下優(yōu)點：其一、氮氣 膨脹循環(huán)制冷系統(tǒng)獨立于排火炬氣分離系統(tǒng)，受進料工況波動影響較?。ㄒ蚬に?、產(chǎn)品牌號 改變或其他突發(fā)原因?qū)е碌牟▌樱\行相對平穩(wěn)，降低了透平膨脹機160損壞的風(fēng)險，具有 較強的適應(yīng)性和可靠性。其二、正是由于氮氣膨脹循環(huán)制冷系統(tǒng)是獨立的，在開車階段可以 先運行制冷系統(tǒng)，待溫度降到一定值后，再慢慢引入排火炬氣，可以有效減少烴類物質(zhì)的浪 費。其三、由于排放氣的壓力低于反應(yīng)系統(tǒng)，不論采用何種方法回收得到的烴類物質(zhì)都必須 增壓后才能返回反應(yīng)系統(tǒng);本發(fā)明提出在烴類物質(zhì)處于低溫、液態(tài)條件下采用低溫栗140實 現(xiàn)增壓，與先節(jié)流降壓再復(fù)溫然后采用壓縮機增壓的方法相比，在投資、占地、能耗、安全等 方面都具有極大的優(yōu)勢。其四、氣相物質(zhì)（尾氣）中的氮氣含量較高，同時以較高的壓力排 出，除了克服管道阻力之外幾乎沒有壓力損失，可方便尾氣進一步回收或者利用，如作為脫 倉氣(料倉吹掃氣)使用。其五、所述聚烯烴排火炬氣的深冷分離回收系統(tǒng)100特別適用于舊 廠改造升級，在原裝置后新增一套深冷分離裝置，而原有裝置不需要做任何改動;對經(jīng)壓縮 冷凝法或者壓縮冷凝加膜分離集成方法處理后的排火炬氣均適用，只需在設(shè)計參數(shù)上稍作 改動即可。
[0049] 另外，聚乙烯和聚丙烯生產(chǎn)過程的尾氣組成相似，完全可以采用相同回收方法，僅 僅在設(shè)計參數(shù)上有所差別。故本發(fā)明的聚烯烴排火炬氣的深冷分離回收系統(tǒng)100同時適用 于聚乙烯和聚丙烯排火炬氣以及具有近似成的排放氣回收利用。同時，所述聚烯烴排火炬 氣的深冷分離回收方法的步驟簡單易行，便于推廣應(yīng)用。
[0050] 以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并 不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員 來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保 護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準。
【主權(quán)項】
1. 一種聚烯烴排火炬氣的深冷分離回收系統(tǒng)，其特征在于，包括連通至板翅式換熱器 (120)的干燥器（110)、氣液分離器（130)、低溫栗（140)、氮氣壓縮機（150)及透平膨脹機 (160)，排火炬氣經(jīng)所述干燥器（110)處理后送至所述板翅式換熱器（120)降溫，其后送至所 述氣液分離器（130)進行氣液分離，氣相物質(zhì)經(jīng)所述板翅式換熱器（120)復(fù)溫后送至后處理 單元，液相物質(zhì)經(jīng)所述低溫栗（140)增壓后再經(jīng)所述板翅式換熱器（120)復(fù)溫返回至反應(yīng)系 統(tǒng)；低壓氮氣經(jīng)所述氮氣壓縮機（150)增壓后送至所述板翅式換熱器（120)預(yù)冷，其后經(jīng)所 述透平膨脹機（160)膨脹、降溫，再返回所述板翅式換熱器（120)復(fù)溫至常溫后送入所述氮 氣壓縮機(150)的入口形成循環(huán)制冷。2. 如權(quán)利要求1所述的聚烯烴排火炬氣的深冷分離回收系統(tǒng)，其特征在于，所述板翅換 熱器(120)出口的排火炬氣溫度范圍為-50~-150°C。3. 如權(quán)利要求1所述的聚烯烴排火炬氣的深冷分離回收系統(tǒng)，其特征在于，所述低溫栗 (140)的出口壓力范圍為2MPa~5MPa。4. 如權(quán)利要求1所述的聚烯烴排火炬氣的深冷分離回收系統(tǒng)，其特征在于，所述低溫栗 (140)為柱塞栗或離心栗。5. 如權(quán)利要求1所述的聚烯烴排火炬氣的深冷分離回收系統(tǒng)，其特征在于，所述干燥器 (110)、所述氣液分離器（130)、所述低溫栗（140)和所述板翅式換熱器（120)的加熱端共同 構(gòu)成所述聚烯烴排火炬氣的深冷分離回收系統(tǒng)的原料側(cè)，所述氮氣壓縮機(150)、所述透平 膨脹機（160)和所述板翅式換熱器（120)的制冷端共同構(gòu)成所述聚烯烴排火炬氣的深冷分 離回收系統(tǒng)的循環(huán)制冷端，所述原料側(cè)和所述循環(huán)制冷端相對獨立。6. -種聚烯烴排火炬氣的深冷分離回收方法，其特征在于，包括如下步驟： 5101、 排火炬氣經(jīng)干燥器（110)處理后送至板翅式換熱器（120)進行降溫； 5102、 降溫后的排火炬氣送至氣液分離器(130)進行氣液分離，氣相物質(zhì)經(jīng)所述板翅式 換熱器（120)復(fù)溫后送至后處理單元，液相物質(zhì)經(jīng)低溫栗（140)增壓后再經(jīng)所述板翅式換熱 器(120)復(fù)溫，然后返回至反應(yīng)系統(tǒng)； 5103、 低壓氮氣經(jīng)氮氣壓縮機（150)增壓后送至所述板翅式換熱器（120)預(yù)冷，預(yù)冷后 的低壓氮氣經(jīng)透平膨脹機（160)膨脹、降溫，再返回所述板翅式換熱器（120)復(fù)溫至常溫，其 后送入所述氮氣壓縮機(150)的入口形成循環(huán)制冷。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種聚烯烴排火炬氣的深冷分離回收系統(tǒng)，其包括連通至板翅式換熱器120的干燥器110、氣液分離器130、低溫泵140、氮氣壓縮機150及透平膨脹機160，排火炬氣經(jīng)干燥器110處理后送至板翅式換熱器120降溫，其后送至氣液分離器130進行氣液分離，氣相經(jīng)板翅式換熱器120復(fù)溫后送至后處理單元，液相經(jīng)低溫泵140增壓后經(jīng)板翅式換熱器120復(fù)溫返回反應(yīng)系統(tǒng)；低壓氮氣經(jīng)氮氣壓縮機150增壓后送至板翅式換熱器120預(yù)冷，其后經(jīng)透平膨脹機160膨脹、降溫，再返回板翅式換熱器120復(fù)溫至常溫后送入氮氣壓縮機150的入口形成循環(huán)制冷。可以最大化回收排火炬氣中的烴類物質(zhì)，便于下游利用。
【IPC分類】F25J3/02
【公開號】CN105509413
【申請?zhí)枴緾N201610034757
【發(fā)明人】任小坤, 胡玉生, 唐守勝, 高元景, 徐曉亮, 張武
【申請人】中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所, 北京優(yōu)工科技有限公司
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2016年1月19日