本發(fā)明涉及富氫輕烴中回收氫氣技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種乙炔加氫制乙烯粗產(chǎn)品氣提氫方法及設備。

背景技術(shù)：

基于我國“貧油、少氣、富煤”的能源結(jié)構(gòu)以及電石產(chǎn)能有嚴重過剩的現(xiàn)狀，目前煤基乙炔制乙烯技術(shù)愈來愈受到人們的重視。煤基乙炔制乙烯技術(shù)與煤經(jīng)甲醇制烯烴技術(shù)相比具有工藝簡單，建設投資少，生產(chǎn)成本低，碳排放量低、水耗量低，產(chǎn)品附加值高等特點。

高濃度乙炔加氫制乙烯技術(shù)采用漿態(tài)床反應器，氫炔比高，產(chǎn)品氣中未反應的氫氣含量較高，氫氣含量高達30-85％，因此必須把未反應的氫氣進行分離以回收原料氫氣。

產(chǎn)品氣的提氫分離技術(shù)主要有：深冷分離法、中冷油吸收法、膜分離法、變壓吸附法(PSA)，以及聯(lián)合工藝等，各種方法各具特點。

深冷分離法雖工藝較為成熟，乙烯回收率高，但由于產(chǎn)品氣中含有大量的未反應氫氣，產(chǎn)品氣中由于氫氣的存在降低了乙烯的分壓，因此深冷分離方案要采用足夠高的壓力或足夠低的溫度才能實現(xiàn)塔頂對露點的要求，上述影響是由相平衡決定的，并不取決于塔板數(shù)和回流比的多少。根據(jù)乙炔加氫制乙烯中產(chǎn)品氣中氫含量高的特點，產(chǎn)品氣的提氫分離避免深冷分離是合理的。

對于油吸收法，由于產(chǎn)品氣中氫含量過高，吸收塔內(nèi)大量的氫氣同樣會降低吸收油的分壓，因此油吸收法也要采用足夠高的壓力或足夠低的溫度，同時會消耗大量的吸收油，而吸收油再生溫度又較高，然后再將此吸收油冷卻到-20～-40℃進吸收塔，如此大量的吸收油先加熱再冷卻循環(huán)，能量消耗顯然不經(jīng)濟。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供從乙炔加氫制乙烯產(chǎn)品氣中提氫的方法及系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的從乙炔加氫制乙烯產(chǎn)品氣中提氫的方法投資大，能耗大，操作繁雜的技術(shù)問題。

本發(fā)明提供的一種乙炔加氫制乙烯粗產(chǎn)品氣提氫方法，包括：

將乙炔加氫制乙烯產(chǎn)生的產(chǎn)品氣壓縮至預設壓力；

將壓縮后的產(chǎn)品氣中的重烴組分分離；

將分離出重烴組分的產(chǎn)品氣進行預處理；

將產(chǎn)品氣通過膜分離提氫。

進一步地，將分離出重烴組分的產(chǎn)品氣進行提氫預處理，具體包括：

將分離出重烴組分的產(chǎn)品氣干燥和過濾；

將產(chǎn)品氣進一步淺冷至至預設溫度，以使產(chǎn)品氣中夾帶的N-甲基吡硌烷酮酮溶劑冷凝；

將產(chǎn)品氣中的液相N-甲基吡硌烷酮溶劑分離。

進一步地，將產(chǎn)品氣中的液相N-甲基吡硌烷酮溶劑分離之后，將產(chǎn)品氣通過膜分離提氫之前，還包括：

對產(chǎn)品氣進行精密過濾和過熱至預設溫度。

進一步地，將壓縮后的產(chǎn)品氣中的重烴組分分離，具體包括：

將壓縮后的產(chǎn)品氣冷卻至預設溫度，以使產(chǎn)品氣中的重烴組分冷凝；

將冷卻后的產(chǎn)品氣進行氣液分離，以分離出冷凝的重烴組分。

進一步地，將乙炔加氫制乙烯產(chǎn)生的產(chǎn)品氣壓縮至預設壓力，具體為，將乙炔加氫制乙烯產(chǎn)生的產(chǎn)品氣通過三段壓縮至預設壓力。

本發(fā)明還提供了一種乙炔加氫制乙烯粗產(chǎn)品氣提氫設備，包括產(chǎn)品氣壓縮機、第一冷卻器、第一氣液分離器、干燥器、過濾器和膜分離器；所述第一氣液分離器包括第一進料口、位于頂部的第一排氣口和位于底部的第一排液口，所述膜分離器包括進料口、滲余氣出口和用于排出氫氣的滲透氣出口；所述產(chǎn)品氣壓縮機、所述第一冷卻器、所述第一氣液分離器的第一進料口依次連通，所述第一氣液分離器的第一排氣口與所述干燥器、所述過濾器和所述膜分離器的進料口依次連通；所述膜分離器的滲透氣出口用于與所述乙炔加氫反應單元的原料氣壓縮機連通；所述第一氣液分離器的第一排液口用于排出液相重烴組分；所述膜分離器用于分離產(chǎn)品氣中的氫。

進一步地，乙炔加氫制乙烯粗產(chǎn)品氣提氫設備還包括第二冷卻器和第二氣液分離器；所述第二氣液分離器包括第二進料口、位于頂部的第二排氣口和位于底部的第二排液口；所述第二冷卻器的進料口與所述過濾器的出料口連通，所述第二冷卻器的出料口與所述第二氣液分離器的第二進料口連通，所述第二氣液分離器的第二排氣口與所述膜分離器的進料口連通，所述第二氣液分離器的第二排液口用于排出含N-甲基吡硌烷酮溶劑的液相。

進一步地，乙炔加氫制乙烯粗產(chǎn)品氣提氫設備，還包括精密過濾器和再加熱器；所述第二氣液分離器的第二排氣口、所述精密過濾器、所述再加熱器、所述膜分離器的進料口依次連通。

進一步地，產(chǎn)品氣壓縮機包括依次連通的壓縮機一段、壓縮機二段和壓縮機三段；所述壓縮機三段與所述第一冷卻器的進料口連通；所述壓縮機一段、所述壓縮機二段和所述壓縮機三段用于使產(chǎn)品氣逐級升壓。

進一步地，產(chǎn)品氣壓縮機包括壓縮機一段、壓縮機二段和壓縮機三段；所述壓縮機一段和壓縮機二段連通，所述壓縮機二段與所述第一冷卻器的進料口連通；所述壓縮機三段與所述膜分離器的滲余氣出口連通；所述壓縮機一段、所述壓縮機二段和所述壓縮機三段用于使產(chǎn)品氣逐級升壓。

本發(fā)明提供的乙炔加氫制乙烯粗產(chǎn)品氣提氫方法，通過膜分離技術(shù)進行提氫，適合乙炔加氫制乙烯產(chǎn)品氣中未反應的氫氣含量較高的特點，且不需要同時獲得高濃度氫氣和高回收率產(chǎn)品的情況，從而使得乙炔加氫制乙烯粗產(chǎn)品氣提氫方法流程簡單，投資少，耗能低，適應性強。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明具體實施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對具體實施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施方式，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明第一實施例提供的乙炔加氫制乙烯粗產(chǎn)品氣提氫方法的流程圖；

圖2為本發(fā)明第二實施例提供的乙炔加氫制乙烯粗產(chǎn)品氣提氫方法的流程圖；

圖3為本發(fā)明第三實施例提供的乙炔加氫制乙烯粗產(chǎn)品氣提氫方法的流程圖；

圖4為本發(fā)明第一實施例提供的乙炔加氫制乙烯粗產(chǎn)品氣提氫設備的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為圖4所示的乙炔加氫制乙烯粗產(chǎn)品氣提氫設備中的第一氣液分離器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為圖4所示的乙炔加氫制乙烯粗產(chǎn)品氣提氫設備中的第二氣液分離器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本發(fā)明第二實施例提供的乙炔加氫制乙烯粗產(chǎn)品氣提氫設備的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為利用本發(fā)明一個實施例提供的乙炔加氫制乙烯粗產(chǎn)品氣提氫系統(tǒng)的實驗結(jié)果表。

圖中：01-產(chǎn)品氣壓縮機；02-第一冷卻器；03-第一氣液分離器；04-干燥器；05-過濾器；06-膜分離器；07-第二冷卻器；08-第二氣液分離器；09-精密過濾器；10-再加熱器；11-乙炔加氫制乙烯反應單元；011-壓縮機一段；012-壓縮機二段；013-壓縮機三段；031-第一進料口；032-第一排氣口；033-第一排液口；081-第二進料口；082-第二排氣口；083-第二排液口。

具體實施方式

下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，術(shù)語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

圖1為本發(fā)明第一實施例提供的乙炔加氫制乙烯粗產(chǎn)品氣提氫方法的流程圖，圖2為本發(fā)明第二實施例提供的乙炔加氫制乙烯粗產(chǎn)品氣提氫方法的流程圖。

如圖1所示，本發(fā)明提供的一種乙炔加氫制乙烯粗產(chǎn)品氣提氫方法，包括：

S1.將乙炔加氫制乙烯產(chǎn)生的產(chǎn)品氣壓縮至預設壓力；

S2.將壓縮后的產(chǎn)品氣中的重烴組分分離；

S3.將分離出重烴組分的產(chǎn)品氣進行預處理；

S4.將產(chǎn)品氣通過膜分離提氫。

其中，在步驟S1.將乙炔加氫制乙烯產(chǎn)生的產(chǎn)品氣壓縮至預設壓力中，可以通過多段式壓縮將產(chǎn)品氣壓縮至預設壓力。較佳地是，步驟S1.將乙炔加氫制乙烯產(chǎn)生的產(chǎn)品氣壓縮至預設壓力，具體為乙炔加氫制乙烯產(chǎn)生的產(chǎn)品氣通過三段壓縮至預設壓力，各段產(chǎn)品氣出口溫度低于100℃，段間設冷卻器對產(chǎn)品氣進行冷卻。以避免壓縮過程溫升過大而造成產(chǎn)品氣中炔烴和雙烯烴在較高溫度下發(fā)生聚合，以致發(fā)生形成聚合物堵塞葉輪流道和密封件的情況。預設壓力較佳地范圍值為2.0-4.5MPaG，該范圍不僅適用于提氫過程中組分的分離，還適用于后期對產(chǎn)品氣進一步分離的過程，在能夠保證產(chǎn)品氣中各組分分離對壓力的需求，還避免升壓過大造成浪費。而且提氫后產(chǎn)品氣具有較高壓力，產(chǎn)品氣實現(xiàn)提濃，在進一步分離前，不需要再次壓縮，這就大大減少了壓縮功，減少了耗能。

通過步驟S2.將壓縮后的產(chǎn)品氣中的重烴組分分離，將產(chǎn)品氣中的重烴組分去除，避免對后序提氫產(chǎn)生影響。通過步驟S3.進一步脫除產(chǎn)品氣中的水分及其他潛在的液態(tài)烴或固體顆粒，以使進行下一步提氫的產(chǎn)品氣干燥清潔。步驟S4.將產(chǎn)品氣通過膜分離提氫，通過膜分離技術(shù)進行提氫，適合乙炔加氫制乙烯產(chǎn)品氣中未反應的氫氣含量較高的特點，且不需要同時獲得高濃度氫氣和高回收率產(chǎn)品的情況，從而使得乙炔加氫制乙烯粗產(chǎn)品氣提氫流程簡單，投資少，耗能低，適應性強。

在上述實施例基礎之上，進一步地，步驟S2.將壓縮后的產(chǎn)品氣中的重烴組分分離，具體包括：

將壓縮后的產(chǎn)品氣冷卻至預設溫度，以使產(chǎn)品氣中的重烴組分冷凝；

將冷卻后的產(chǎn)品氣進行氣液分離，以分離出冷凝的重烴組分。

其中，產(chǎn)品氣在步驟S1.中壓縮至2.0-4.5MPaG，則將產(chǎn)品氣冷卻至35℃～45℃，即可使產(chǎn)品氣中的重烴組分冷凝，從而將液相重烴組分分離出，剩余氣相組分進行后序提氫。該流程簡單，成本低，易實現(xiàn)。

圖3為本發(fā)明第三實施例提供的乙炔加氫制乙烯粗產(chǎn)品氣提氫方法的流程圖。如圖3所示，在上述實施例基礎之上，進一步地，S3.將分離出重烴組分的產(chǎn)品氣進行預處理，具體包括：

S31.將分離出重烴組分的產(chǎn)品氣干燥和過濾；

S32.將產(chǎn)品氣進一步淺冷至預設溫度，以使產(chǎn)品氣中夾帶的N-甲基吡硌烷酮溶劑冷凝；

S33.將產(chǎn)品氣中的液相N-甲基吡硌烷酮溶劑分離。

其中，通過步驟S31.可將產(chǎn)品氣中的水分以及產(chǎn)品氣中的可能含有的液態(tài)烴或者固體顆粒除去。

根據(jù)步驟S1.中的預設壓力為2.0-4.5MPaG，則將產(chǎn)品氣淺冷至20℃～-20℃，就可使產(chǎn)品氣中夾帶的N-甲基吡硌烷酮溶劑冷凝，從而通過氣液分離將N-甲基吡硌烷酮溶劑由產(chǎn)品氣中分離出去，避免N-甲基吡硌烷酮溶劑對后序提氫造成不良影響，該流程簡單，易實現(xiàn)，投資少。

如圖3所示，在上述實施例基礎之上，進一步地，將產(chǎn)品氣中的液相N-甲基吡硌烷酮溶劑分離之后，S33.將產(chǎn)品氣通過膜分離提氫之前，還包括：

S34.對產(chǎn)品氣進行精密過濾和過熱至預設溫度。

通過該步驟中的精密過濾，將產(chǎn)品氣中夾帶的細小固體顆粒和油霧除去，進一步保障進行提氫的產(chǎn)品氣的清潔；將產(chǎn)品氣過熱到60℃～90℃的條件下進行膜分離提氫，可防止飽和氣體在膜表面凝結(jié)。

圖4為本發(fā)明第一實施例提供的乙炔加氫制乙烯粗產(chǎn)品氣提氫設備的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為圖4所示的乙炔加氫制乙烯粗產(chǎn)品氣提氫設備中的第一氣液分離器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為圖4所示的乙炔加氫制乙烯粗產(chǎn)品氣提氫設備中的第二氣液分離器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本發(fā)明第二實施例提供的乙炔加氫制乙烯粗產(chǎn)品氣提氫設備的結(jié)構(gòu)示意圖。

如圖4至圖7所示本發(fā)明提供一種乙炔加氫制乙烯粗產(chǎn)品氣提氫設備，包括產(chǎn)品氣壓縮機01、第一冷卻器02、第一氣液分離器03、干燥器04、過濾器05和膜分離器06；第一氣液分離器03包括第一進料口031、位于頂部的第一排氣口032和位于底部的第一排液口033，膜分離器06包括進料口、滲余氣出口和用于排出氫氣的滲透氣出口；產(chǎn)品氣壓縮機01、第一冷卻器02、第一氣液分離器03的第一進料口031依次連通，第一氣液分離器03的第一排氣口032與干燥器04、過濾器05和膜分離器06的進料口依次連通；膜分離器06用于分離產(chǎn)品氣中的氫。

其中，產(chǎn)品氣壓縮機01用于將乙烯產(chǎn)品氣壓縮至預設壓力，較佳地是采用多段式冷卻，各段產(chǎn)品氣出口溫度低于100℃，段間設冷卻器對產(chǎn)品氣進行冷卻，較佳地壓力范圍為2.0-4.5MPaG，該范圍不僅適用于提氫過程中各組分的分離，還適用于后期對產(chǎn)品氣進一步分離的過程。

第一冷卻器02較佳地是采用廉價的循環(huán)水冷卻，冷卻效率高，取材方便。

本實施例中將產(chǎn)品氣壓縮至預設溫度，將產(chǎn)品氣冷卻至預設溫度，兩者相配合，從而避免壓力過大或者溫度過低才能將產(chǎn)品氣中的組分分離，大大減少了耗能，降低成本，且提氫后的產(chǎn)品氣仍具有較高壓力(與原產(chǎn)品氣壓力相比)，實現(xiàn)了對產(chǎn)品氣的提濃。

膜分離器06包括芯部，芯部由多個中空纖維管，乙烯產(chǎn)品氣通過中空纖維管時便進行滲透、溶解、擴散、解析過程，氫氣進入每根中空纖維管內(nèi)，匯集后從滲透氣出口排出，未滲透的尾氣(提濃產(chǎn)品氣)從膜分離器06滲余氣出口排出，從而將氫氣從乙烯產(chǎn)品氣中提出，對提出的氫氣進行回收，再次作為原料進行制乙烯過程。分離出的氫中乙烯的含量應在4-14％(mol)范圍之內(nèi)，提濃產(chǎn)品氣中氫氣含量應在6-16％(mol)范圍之內(nèi)，滿足上述條件下既能達到生產(chǎn)要求，又能降低膜分離器06的投資及后序?qū)Ξa(chǎn)品氣進一步分離中吸收汽提塔的分離難度。如果出現(xiàn)沒有達到上述標準的情況，可通過調(diào)節(jié)各個部件參數(shù)來調(diào)整氫中乙烯的含量，提濃產(chǎn)品氣中氫的含量。

將氫氣從乙烯粗產(chǎn)品氣中分離，并循環(huán)利用，可簡稱該氫氣為循環(huán)氫。

本實施例提供的乙炔加氫制乙烯粗產(chǎn)品氣提氫設備工作時，乙烯產(chǎn)品氣首先進入產(chǎn)品氣壓縮機01中，產(chǎn)品氣壓縮機01將產(chǎn)品氣壓縮至2.0-4.5MPaG，然后，產(chǎn)品氣壓縮機01將產(chǎn)品氣送至第一冷卻器02中；第一冷卻器02將產(chǎn)品氣冷卻至35℃～45℃，此時，產(chǎn)品氣中的重烴組分(此處重烴組分是指在乙烯產(chǎn)品氣中相對較重的組分)冷凝，然后，第一冷卻器02將含有液相重烴組分的產(chǎn)品氣輸送至第一氣液分離器03；第一氣液分離器03對產(chǎn)品氣進行氣液分離，第一氣液分離器03的底部分離出液相重烴組分，頂部排出不含有重烴組分的產(chǎn)品氣，并將該產(chǎn)品氣輸送至干燥器04中；干燥器04將除去重烴組分的產(chǎn)品氣中的水分脫去，此時產(chǎn)品氣的溫度為35℃～45℃，然后將干燥的產(chǎn)品氣送至過濾器05；過濾器05將該產(chǎn)品氣中的可能含有的液態(tài)烴或者固體顆粒除去，以保證進入膜分離器06的產(chǎn)品氣干燥清潔，避免對膜分離器06中的中空纖維管造成損害；最后，產(chǎn)品氣進入膜分離器06，膜分離器06對產(chǎn)品氣中的氫氣進行分離，分離出的氫氣由膜分離器06的滲透氣出口排出，作為原料返回原料氣壓縮機再利用，剩余富烯烴組分作為滲余氣體通過滲余氣出口排出，進行下一步分離。

本實施例提供的乙炔加氫制乙烯粗產(chǎn)品氣提氫設備，采用膜分離提氫技術(shù)，將氫作為膜分離器06的滲透氣，滲透后的氫壓力降低符合原料氣壓縮機入口壓力低的要求，而作為滲余氣的提濃產(chǎn)品氣不必再升壓而直接可進入下一步的烯烴分離單元，從而可節(jié)省壓縮功而降低乙烯產(chǎn)品氣各組分分離的成本；該系統(tǒng)的提氫流程簡單，操作方便，占地面積小，靈活性高，無運動部件，控制部分少，適于連續(xù)生產(chǎn)。

如圖4至圖5所示，在上述實施例基礎之上，進一步地，乙炔加氫制乙烯粗產(chǎn)品氣提氫設備，還包括第二冷卻器07和第二氣液分離器08；第二氣液分離器08包括第二進料口081、位于頂部的第二排氣口082和位于底部的第二排液口083；第二冷卻器07的進料口與過濾器05的出料口連通，第二冷卻器07的出料口與第二氣液分離器08的進料口連通，第二排氣口082與膜分離器06的進料口連通。

其中，第二冷卻器07的冷源較佳地采用丙烯冷劑進行冷卻。采用廉價易得的丙烯作冷劑，冷凝壓力能滿足用廉價的循環(huán)水冷凝，蒸發(fā)壓力滿足溫和而經(jīng)濟的常壓操作。

經(jīng)過過濾器05過濾后的產(chǎn)品氣進入第二冷卻器07，第二冷卻器07將該產(chǎn)品氣淺冷至20℃～-20℃，以使該產(chǎn)品氣中的N-甲基吡硌烷酮溶劑冷凝，然后冷卻器07將含有液相N-甲基吡硌烷酮溶劑的產(chǎn)品氣送至第二氣液分離器08中；第二氣液分離器08對該產(chǎn)品氣進行氣液分離，液相N-甲基吡硌烷酮溶劑聚集在第二氣液分離器08的底部并由第二排液口083排出，剩余氣相組分聚集在第二氣液分離器08的頂部，通過第二排氣口082進入膜分離器06中。

將產(chǎn)品氣中的N-甲基吡硌烷酮溶劑分離出，防止N-甲基吡硌烷酮對膜分離器06中的組件產(chǎn)生不利影響，延長膜分離器06的使用壽命，降低使用成本。

如圖4和圖7所示所示，在上述實施例基礎之上，進一步地，乙炔加氫制乙烯粗產(chǎn)品氣提氫設備還包括精密過濾器09和再加熱器10；第二氣液分離器08的第二排氣口082、精密過濾器09、再加熱器10、膜分離器06的進料口依次連通。

本實施例中，在將產(chǎn)品氣送入膜分離前，精密過濾器09可除去產(chǎn)品氣中夾帶的細小固體顆粒和油霧，進一步保證了進入膜分離器06的產(chǎn)品氣的清潔。

產(chǎn)品氣通過精密分離器后，進入再加熱器10中，再加熱器10將該產(chǎn)品氣過熱至60℃～90℃，防止飽和氣體在膜表面凝結(jié)。

其中，再加熱器10較佳地采用本裝置副產(chǎn)的熱水進行加熱，取材方便，可循環(huán)使用，成本低。

如圖4所示，在上述實施例基礎之上，進一步地，產(chǎn)品氣壓縮機01包括依次連通的壓縮機一段011、壓縮機二段012和壓縮機三段013；壓縮機三段013與第一冷卻器02的進料口連通；壓縮機一段011、壓縮機二段012和壓縮機三段013用于使產(chǎn)品氣逐級升壓。

本實施例中，采用三段壓縮將產(chǎn)品氣壓縮至預設壓力，各段產(chǎn)品氣出口溫度低于100℃，段間設冷卻器對產(chǎn)品氣進行冷卻，以避免壓縮過程溫升過大而造成產(chǎn)品氣中炔烴和雙烯烴在較高溫度下發(fā)生聚合，以致發(fā)生形成聚合物堵塞葉輪流道和密封件的情況。

圖8為利用本發(fā)明一個實施例提供的乙炔加氫制乙烯粗產(chǎn)品氣提氫設備的實驗結(jié)果表。

下面以一個具體實驗過程來說明本實施例提供的乙炔加氫制乙烯粗產(chǎn)品氣提氫設備的工作過程。以H₂含量為66％，乙烯含量33％，乙烷含量0.6％，C4及以上組分含量0.4％，并含有飽和水的乙炔加氫產(chǎn)品氣作為實驗對象，步驟如下：

(1)壓縮和冷卻：自乙炔加氫制乙烯反應單元來的產(chǎn)品氣經(jīng)產(chǎn)品氣壓縮機01三級壓縮后，壓力提升到2.0-4.5MPaG，升壓后的產(chǎn)品氣用第一冷卻器02中的循環(huán)水冷卻至35℃～45℃，從第一氣液分離器03的底部分出冷凝的重烴組分。

(2)干燥和過濾：步驟(1)中經(jīng)壓縮和脫除重烴的產(chǎn)品氣入干燥器04脫除水分，干燥后乙炔加氫產(chǎn)品氣的溫度為35℃～45℃，然后經(jīng)過濾器05以除去粗產(chǎn)品氣中可能含有的液態(tài)烴或固體顆粒。

(3)N-甲基吡硌烷酮酮的脫除：步驟(2)中經(jīng)干燥和過濾的產(chǎn)品氣還需進一步脫除夾帶的N-甲基吡硌烷酮溶劑，在粗產(chǎn)品氣干燥和膜提氫之間增設第二冷卻器07和第二氣液分離器08，對升壓和干燥后的粗產(chǎn)品氣采用丙烯冷劑淺冷至20℃～-20℃，從第二氣液分離器08的底部分出冷凝的N-甲基吡硌烷酮溶劑，以防止產(chǎn)品氣中的N-甲基吡硌烷酮對膜組件產(chǎn)生不利影響。

(4)精密過濾和加熱：為進一步除去步驟(3)中粗產(chǎn)品氣中夾帶的細小固體顆粒和油霧，膜分離器06之前設精密過濾器09；為防止飽和氣體在膜表面凝結(jié)，粗產(chǎn)品氣先進入再加熱器10過熱到60℃～90℃的條件下進入膜分離系統(tǒng)，以保證進膜分離器06的產(chǎn)品氣為清潔的氣體。

(5)膜分離提氫：步驟(4)中清潔的產(chǎn)品氣在2.0-4.5MPaG，60℃～90℃的條件下進入膜分離器06，膜分離器06是本單元的主體，膜分離器06的芯部是由很多的中空纖維管組成，粗產(chǎn)品氣通過中空纖維管時便進行滲透、溶解、擴散、解析過程，氫氣進入每根中空纖維管內(nèi)，匯集后從滲透氣出口排出，并返回反應單元的原料氣壓縮機，未滲透的尾氣(提濃產(chǎn)品氣)從膜分離器06的滲余氣出口排出。

實驗結(jié)果如圖6所示。

如圖5所示，在上述實施例基礎之上，進一步地，產(chǎn)品氣壓縮機01包括壓縮機一段011、壓縮機二段012和壓縮機三段013；壓縮機一段011和壓縮機二段012連通，壓縮機二段012和第一冷卻器02的進料口連通；壓縮機三段013與膜分離器06的滲余氣出口連通；壓縮機一段011、壓縮機二段012和壓縮機三段013用于使產(chǎn)品氣逐級升壓。

本實施例中，當加氫反應的氫炔比較高時，自乙炔加氫制乙烯反應單元來的粗產(chǎn)品氣經(jīng)產(chǎn)品氣壓縮機01二級壓縮后，再經(jīng)干燥、過濾、冷卻冷凝、加熱等步驟后進行膜提氫，提濃后產(chǎn)品氣經(jīng)進一步升壓后，進入下游烯烴分離單元。僅提氫后的產(chǎn)品氣進行三級壓縮，節(jié)省了壓縮功，減少了能耗。

如圖4和圖5所示所示，在上述實施例基礎之上，進一步地，本發(fā)明還提供了一種乙炔加氫制乙烯設備，包括乙炔加氫制乙烯反應單元11，還包括本發(fā)明提供的乙炔加氫制乙烯粗產(chǎn)品氣提氫設備，乙炔加氫制乙烯反應單元11包括原料氣壓縮機和出氣口，乙炔加氫制乙烯反應單元11的出氣口與產(chǎn)品氣壓縮機01的進氣口連通；膜分離器06的滲透氣出口與原料氣壓縮機連通。

本實施例中，乙炔加氫制乙烯反應單元11用于制備乙烯從而產(chǎn)生產(chǎn)品氣，通過膜分離器06中的滲透氣出口排出的氫可直接進入原料氣壓縮機中進行下一次的乙烯制備過程。

最后應說明的是：以上各實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的范圍。