膜法乙烯回收系统

膜法乙烯回收系统在EO/EG 装置上的应用

XX化工厂EO/EG装置

大牛

2009-1

目录

1. 前言.................................................................................................. - 2 -

2. 工艺技术方案 ................................................................................. - 2 -

2.1. 膜法乙烯回收基本原理 ........................................................ - 2 -

2.2.工艺流程简述： ................................................................. - 3 -

2.3. 设计基础数据 ........................................................................ - 3 -

2.4. 膜回收系统主要性能指标 .................................................... - 3 -

2.5.物料衡算 ............................................................................. - 4 -

2.6.预期经济效益 ..................................................................... - 5 -

3. 膜回收系统实施后效果 ................................................................. - 5 -

3.1.实施效果 ............................................................................. - 5 -

3.2.经济效益 ............................................................................. - 5 -

4. 结论: ................................................................................................ - 6 -

1.前言

北京XX石化公司EO/EG装置,采用美国S.D公司的乙烯氧气氧化法生产环氧乙烷技术。装置设计规模为年产乙二醇(MEG)4万吨/年，年产环氧乙烷（EO）1.864万吨/年，二乙二醇3300吨/年，折合成反应器生产能力为5万吨/年。在2007年装置扩容改造后，装置将反应器生产能力提高30％，能力达到6.5万吨/年，精制系统乙二醇部分产能不变，环氧乙烷产能提高至3.36万吨/年。

在乙烯直接氧气氧化法生产环氧乙烷工艺过程中，由于氧气中氩气的存在，致使反应循环气系统必须有一股放空尾气排放，以控制循环气中氩气的浓度。由于氩气热容小，对反应安全不利，循环气中氩气浓度的增加，将导致反应循环气中最大允许氧浓度的降低，致使反应器产能降低，同时对催化剂选择性有不利影响。扩能改造前的实际生产过程中，这股排放气保持在40Kg/h左右既能保证氩气的物料平衡。排放气中乙烯含量24.4mol%左右，随氩气排放，每年的乙烯损失量高达90吨左右，资源浪费相当严重，同时，排放气的焚烧，对环境影响较大。

有机蒸汽膜法回收技术是九十年代兴起的新型膜分离技术，正在逐渐应用于石化行业中乙烯、丙烯、氯乙烯及其它烷烯烃的回收和大气柜中液化气、天燃气凝析油的回收等项目中。采用有机蒸汽膜法回收EO/EG装置排放气中的乙烯，回收率达到80%~90%，同时还可以回收30%的甲烷。膜法回收技术的应用，减少了装置的废气排放，降低了产品的乙烯单耗，合理利用了资源，促进了装置的清洁生产。国内大部分EO/EG装置，都已经采用了此项技术。我装置于2006年，采用大连天邦膜技术国家工程研究中心有限公司技术，对排放气系统进行了膜回收技术改造，取得了不错的经济效益和环保效益。

2.工艺技术方案

2.1.膜法乙烯回收基本原理

采用“反向”选择性高分子复合膜。根据不同气体分子在膜中的溶解扩散性能的差异，在一定渗透推动力的（压差）作用下，利用乙烯与甲烷、二氧化碳、氩气等渗透高分子膜的速率不同，该膜优先透过乙烯等烃类分子，渗透侧得到增浓乙烯混合气，尾气侧为贫乙烯混合气，从而达到把乙烯从混合气中分离的目的，达到降低能耗物耗和环境保护的要求。

2.2.工艺流程简述：

排放尾气首先经过粗、精两级过滤器过滤，除去绝大部分水份与粒径>0.01μm的颗粒物，残油分量<0.0011ppm。经过滤后的气体由电伴热加热后温度升高5℃左右，使气体温度远离混合气露点温度。之后，原料气进入膜分离器中进行分离，分离器组由4根卷式膜分离器组成，每根分离器均可通过阀门切断或联通。分离器之间可通过开关阀门实现并联或串联转换操作，根据不同处理量调整回收乙烯的纯度和回收率。经膜分离得到的富集乙烯渗透气送往回收压缩机，剩余尾气送至火炬气焚烧。

2.3.设计基础数据

2.4.膜回收系统主要性能指标

乙烯单体回收率：>85%

AR排放量满足物料平衡

膜使用保证期：2年

2.5.物料衡算

物料平衡图

B:富乙烯气体，去回收压缩机

2.6.预期经济效益

按年装置运行8000小时计算，全年回收乙烯、甲烷回收量。

全年回收总价值：按每吨乙烯6000元，甲烷1100元计算：

75×0.6万元/吨+27×0.11万元/吨=47.97万元

3.膜回收系统实施后效果

3.1.实施效果

以下典型分析数据，是在两根膜并联操作下取得，其中渗透气侧由物料平衡得出。

由以上典型数据得出：

膜回收系统乙烯回收率在86％左右，达到设计要求。

氩气排放量能够满足循环气氩气浓度平衡要求

乙烷大部分被回收，氧化反应需适当调整抑制剂用量，抵消乙烷的影响，当乙烷浓度较高时，需加大排放气排放，保持乙烷浓度在正常可控范围

内。

3.2.经济效益