本發明屬于乙炔制備
技術領域：
，特別涉及一種從含乙炔的混合氣體中分離得到高濃度的乙炔的方法，具體為一種乙炔提濃的工藝及裝置。
背景技術：
：天然氣或其他富甲烷氣生產乙炔工藝，反應后得到含乙炔的混合氣體。混合氣體中，除了乙炔，一般還含有丙二烯、丁二炔、丁二烯、乙烯基乙炔等高級炔烴以及氫氣、甲烷、一氧化碳、二氧化碳等氣體。實際生產中需要對含乙炔的混合氣體進行分離提濃，得到高濃度的乙炔產品。目前乙炔提濃工藝得到的乙炔中，仍含有一定量的丙二烯等高級炔烴，需要用濃硫酸進行再次處理，增加了處理費用，并帶來了廢酸的污染。同時，乙炔提濃采用吸收解吸的方法，吸收壓力越高，吸收效果越好、吸收溶劑使用量就越少。但目前乙炔提濃工藝都是采用一步加壓的方法，加壓壓力受制于高級炔烴的安全分壓，一般都在1.2MPa(絕對壓力)以下，造成乙炔提濃過程的能耗相對較高、吸收溶劑使用量大，且吸收效果不理想的問題。技術實現要素：本發明的目的在于提供一種經濟環保、無污染、能耗低、吸收溶劑用量少、乙炔產品純度高的乙炔提濃的工藝及裝置。本發明可以有效解決乙炔提濃過程中部分高級炔烴分離不完全的問題。本發明目的通過以下技術方案來實現：一種乙炔提濃的工藝，包括以下步驟：1)將含乙炔的混合氣體通入壓縮機Ⅰ進行第一次壓縮升壓；2)壓縮后的混合氣體進入預吸收塔底部，與塔頂來的溶劑一逆流接觸，除去混合氣體中的絕大部分高級炔烴、部分乙炔和少量難溶氣體；3)經溶劑一吸收的混合氣體從預吸收塔塔頂進入壓縮機Ⅱ進行第二次壓縮升壓；4)經第二次壓縮后的混合氣體進入主吸收塔的底部，與塔頂來的溶劑二逆流接觸，混合氣體中的絕大部分乙炔和殘余的高級炔烴被溶劑二吸收，不溶氣體從塔頂排出；5)將吸收乙炔的溶劑二通入解吸塔進行解吸，乙炔產品從解吸塔中部產出，解吸氣從解吸塔塔頂排出。天然氣或其他富甲烷氣，經部分氧化法、等離子裂解法、電弧法等方法得到含乙炔的混合氣體，該混合氣體中丙二烯、丁二炔、丁二烯、乙烯基乙炔等高級炔烴含量為0.1～10％。將高級炔烴與產品乙炔分離，是提濃乙炔、得到乙炔產品的重要步驟。本發明利用吸收解吸的方法，對含乙炔及高級炔烴的混合氣體進行分離提濃，其原理是利用不同氣體組分在特定溶劑中的溶解度不同，將含乙炔及高級炔烴的混合氣體分別溶解于不同的溶劑中，從而達到分離、提純乙炔的目的。吸收解吸過程中，加壓和低溫的條件有利于氣體吸收，減壓和高溫有利于氣體解吸。本發明工藝針對乙炔與高級炔烴難分離的問題，采用分段溶劑吸收及分段加壓的方法增大吸收過程中乙炔在溶劑中的溶解量，從而達到提高乙炔產量、提濃乙炔的目的。作為本發明的一種優選，所述第一次壓縮升壓后混合氣體的壓力為0.15～0.50MPa。在該壓力范圍內，能夠較好地吸收溶解度較高的丁二炔等雜質，而較少吸收產品乙炔，有利于后續的分離和提高產品乙炔的收率。作為本發明的一種優選，所述第二次壓縮升壓后混合氣體的壓力為0.5～2.5MPa。在該壓力范圍內，能夠較好地吸收產品乙炔，吸收溶劑量也較少。作為本發明的一種優選，所述溶劑一為煤油、柴油、癸烯、己基醚、二乙二醇二丁醚或常溫下為液態的烷烴中的一種或幾種。上述溶劑能夠較好地吸收丁二炔等雜質，而較少吸收產品乙炔。作為本發明的一種優選，所述溶劑二為液氨、二甲基甲酰胺或N-甲基吡咯烷酮中的一種或者幾種。上述溶劑能夠較好地吸收產品乙炔，滿足生產的要求。作為本發明的一種優選，所述不溶氣體為甲烷、氫氣、一氧化碳。作為本發明的一種優選，經溶劑一吸收后的混合氣體中，高級炔烴含量小于1.0vt％。本發明還涉及用于上述乙炔提濃工藝的裝置，所述裝置包括預吸收塔，主吸收塔，解吸塔，縮機Ⅰ及壓縮機Ⅱ，所述預吸收塔的塔頂與主吸收塔的塔底相連接，所述主吸收塔的塔底與解吸塔的塔頂相連接，所述壓縮機Ⅰ與預吸收塔底部相連接，所述壓縮機Ⅱ位于預吸收塔與主吸收塔之間。本發明工藝及裝置在預吸收塔前設置壓縮機Ⅰ對混合氣體進行壓縮，提高混合氣體的壓力，根據吸收壓力越大，吸收效果越好的原理，可以提高預吸收塔內混合氣體中高級炔烴在溶劑一中的溶解量，減少吸收溶劑一的使用量。高級炔烴在溶劑一的吸收量增大，則其在混合氣體中的含量大大降低，使第二次壓縮升壓受高級炔烴安全分壓的影響較小(即第二次升壓不必局限于1.2MPa以下)，可以提高第二次升壓的壓力，增加乙炔在溶劑二中的溶解量，減少溶劑二的使用量，降低整個乙炔提濃過程的能耗。經主吸收塔處理后，吸收乙炔的溶劑二進入解吸塔，解析塔壓力接近常壓，比主吸收塔壓力低，由于壓力降低，溶劑中溶解的氣體被解吸。其中，乙炔產品從解析塔中部產出，解析氣(主要為難溶氣，如氫氣)從解析塔頂排出。有現有技術相比，本發明具有以下有益效果：本發明采用分段加壓的方法，既能提高乙炔的純度及產量，減少產品中丙二烯等高級炔烴的含量，防止濃硫酸再次處理的浪費及污染問題，同時減少吸收過程吸收劑的使用量，降低整個提濃過程的能耗，起到一舉多得的效果。本發明是一種經濟環保、無污染、能耗低、吸收溶劑用量少、乙炔產品純度高的乙炔提濃的工藝及裝置。附圖說明圖1為本發明乙炔提濃裝置圖。附圖標記：1-預吸收塔，2-主吸收塔，3-解吸塔，4-壓縮機Ⅰ，5-壓縮機Ⅱ。具體實施方式為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。實施例1如圖1所示，含乙炔的混合氣體經壓縮機Ⅰ壓縮后由常壓升壓到0.15MPa(絕)后，進入預吸收塔底部，與頂部來的預吸收溶劑柴油逆流接觸，稀乙炔中的高級炔烴(丙二烯、丁二炔等)被吸收，預吸收塔為填料塔。混合氣體經預吸收后，從預吸收塔頂出來，再次經壓縮機Ⅱ進行第二次升壓，壓力提高到0.7MPa(絕)后進入主吸收塔底部，與頂部來的主吸收溶劑二甲基甲酰胺逆流接觸，氣體中的乙炔和少量高級炔烴被主溶劑吸收，氫氣、甲烷、一氧化碳等不溶解的氣體，從主吸收塔頂排出。溶解在溶劑中的乙炔，依靠壓差從主吸收塔底部至解吸塔。解吸塔為填料塔，常壓，產品乙炔從解吸塔中段解吸出來。各物料中組分濃度V％如表1所示：表1實施例1各物料組分濃度(v％)從上表1可以看出，經過本發明提濃裝置及工藝處理后，乙炔產品中乙炔的含量從原始混合氣體中的8.9％提高到99.2％，除去了原始混合氣體中主要成分氫氣。丙二烯的含量從0.39％降低為0.02％，且其它的高級炔烴都已經被去除，達到本發明提濃乙炔的目的。實施例2如圖1所示，含乙炔的混合氣體經壓縮機Ⅰ壓縮后由常壓升壓到0.35MPa(絕)后，進入預吸收塔底部，與頂部來的預吸收溶劑癸烯逆流接觸，稀乙炔中的高級炔烴(丙二烯、丁二炔等)被吸收，預吸收塔為板式塔。混合氣體經預吸收后，從預吸收塔頂出來，再次經壓縮機Ⅱ進行第二次升壓，壓力提高到1.5MPa(絕)后進入主吸收塔底部，與頂部來的主吸收溶劑N-甲基吡咯烷酮逆流接觸，氣體中的乙炔和少量高級炔烴被主溶劑吸收，氫氣、甲烷、一氧化碳等不溶解的氣體，從主吸收塔頂排出。溶解在溶劑中的乙炔，依靠壓差從主吸收塔底部至解吸塔。解吸塔為板式塔，常壓，產品乙炔從解吸塔中段解吸出來。各物料中組分濃度V％如表2所示：表2實施例2各物料組分濃度(v％)組分濃度原始乙炔混合氣體預吸收塔頂混合氣體不溶氣解吸氣產品乙炔氫氣0.7730.77440.8770.955甲烷0.0980.1010.1220.0038乙炔0.120.1170.0010.010.996丙二烯0.0030.0020.010.0002丁二烯0.00150.00060.006乙烯基乙炔0.00150.0040.006丁二炔0.0030.0010.013從上表2可以看出，經過本發明提濃裝置及工藝處理后，乙炔產品中乙炔的含量從原始混合氣體中的12％提高到99.6％，除去了原始混合氣體中主要成分氫氣。丙二烯的含量從0.30％降低為0.02％，且其它的高級炔烴都已經被去除，達到本發明提濃乙炔的目的。實施例3如圖1所示，含乙炔的混合氣體經壓縮機Ⅰ壓縮后由常壓升壓到0.5MPa(絕)后，進入預吸收塔底部，與頂部來的預吸收溶劑二乙二醇二丁醚逆流接觸，稀乙炔中的高級炔烴(丙二烯、丁二炔等)被吸收，預吸收塔為板式塔。混合氣體經預吸收后，從預吸收塔頂出來，再次經壓縮機Ⅱ進行第二次升壓，壓力提高到2.5MPa(絕)后進入主吸收塔底部，與頂部來的主吸收溶劑液氨逆流接觸，氣體中的乙炔和少量高級炔烴被主溶劑吸收，氫氣、甲烷、一氧化碳等不溶解的氣體，從主吸收塔頂排出。溶解在溶劑中的乙炔，依靠壓差從主吸收塔底部至解吸塔。解吸塔為填料塔，常壓，產品乙炔從解吸塔中段解吸出來。各物料中組分濃度V％如表3所示：表3實施例3各物料組分濃度(v％)組分濃度原始乙炔混合氣體預吸收塔頂混合氣體不溶氣解吸氣產品乙炔氫氣0.81980.82070.9270.944甲烷0.0700.0800.0720.0012乙炔0.09510.09140.0010.010.998丙二烯0.00410.0030.010.0002丁二烯0.0020.00040.007乙烯基乙炔0.0020.00350.006丁二炔0.0070.0010.023從上表3可以看出，經過本發明提濃裝置及工藝處理后，乙炔產品中乙炔的含量從原始混合氣體中的9.51％提高到99.8％，除去了原始混合氣體中主要成分氫氣。丙二烯的含量從0.41％降低為0.02％，且其它的高級炔烴都已經被去除，達到本發明提濃乙炔的目的。實施例4為了驗證本發明采用分段加壓相比于現有的一次加壓工藝具有更好乙炔提濃效果，既能提高乙炔的純度及產量，又能減少產品中高級炔烴的含量，本實施例采用兩種工藝進行對比，具體原料組成及工藝指標如下表4和表5所示：表4稀乙炔組成組分氫氣甲烷乙炔丙二烯丁二烯乙烯基乙炔丁二炔濃度(v％)0.8080.080.10.0050.0010.0010.005表5工藝指標：由表5中的數據比較，可以看出：本發明的改進工藝與現有工藝比較，有以下優勢：1)從處理氣量/溶劑用量比值上看，改進工藝的比值更高，即相同的處理氣量需要的溶劑量更少，所以使用的溶劑更少，費用更低；2)改進工藝中得到的乙炔產品純度更高，質量更好；3)改進工藝，使得產品乙炔中的丙二烯含量降低到0.01％以下，避免了使用濃硫酸進行酸洗處理丙二烯的工序，減少了成本，并解決了廢酸的污染問題。以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。當前第1頁1 2 3