用于淤浆法烯烃聚合物生产工艺的排放气回收系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及烯烃聚合物排放气回收领域，尤其涉及一种用于淤浆法烯烃聚合物生 产工艺的排放气回收系统。
【背景技术】
[0002] 双环管淤浆反应器串联工艺是典型的淤浆法高密度聚乙烯生产工艺，在双环管淤 浆反应器串联工艺中，以低沸点的异丁烷作为稀释剂、催化剂载体、聚合反应悬浮剂和热转 移介质等，生产单峰聚乙烯和双峰聚乙烯。为回收生产工艺中产生的异丁烷等烃类物质，工 艺中设置有高压溶剂回收系统和低压溶剂回收系统。其中，低压溶剂回收系统主要回收低 压闪蒸罐顶部的排放气和其他设备的排放气中的烃类。由于排放气中烃类含量一般较低， 其不能直接送回反应系统或其他工艺装置进行利用，因此，通常需要采用排放气回收装置， 该排放气回收装置实质上是烃和吹扫气体的分离装置，其主要作用是对烃类进行提浓之后 将其输送回反应系统或其他工艺装置，对吹扫气体进行提浓并输送回脱挥装置（低压闪蒸 罐）供循环使用。而排放气低压力以及烃类浓度低的特点给排放气的回收造成难度。
[0003] 压缩冷凝法作为一种传统的气体分离方法，其流程简单、处理量大，在双环管淤浆 反应器串联工艺排放气的回收中应用广泛。压缩冷凝法回收排放气的流程为：首先将排放 气输送到低压冷却器中，如果冷却器的出口温度达到排放气露点以下，部分较重的烃组分 冷凝，排放气以气液混合物的形式进入低压冷凝罐，回收冷凝液体；为进一步回收烃类，对 未冷凝的气体由压缩机进行加压提高排放气露点，然后由高压冷却器和高压冷凝器降温冷 凝。即在压缩机出口压力条件下，使用冷却水在常温下即可让较重的烃组分冷凝，而在较低 的压缩机出口压力条件下，则需要使用低温制冷剂把未冷凝的气体冷到较低的温度（〇°C以 下）才能让较重的烃组分冷凝，以送回反应系统供进一步回收利用。可见，压缩冷却法可以 用于比吹扫气更重的烃类组分（可凝性烃）的回收，但排放气中仅含有少量的可凝性烃，大 量的不凝气将被无效地压缩和冷却，且未冷却的尾气仍然含有大量的C1-C3低碳烃及少量 C4烃类，采用常规的压缩冷却技术时，需要更高压力或更低温度条件下才能实现低碳烃回 收，经济性低。
[0004] 采用膜技术对常规压缩冷凝技术进行改进：乙烯、异丁烷等烃类组分在膜渗透侧 富集，并返回压缩机的入口二次压缩，使得烃的回收率提高。但压缩冷凝与膜分离相结合的 方法对异丁烷及乙烯的回收率低，且采用膜系统对吹扫气体进行分离仍不能得到足以供循 环使用的气体。其还需要与其他方法相结合（如中国专利CN 87103695公开的与变压吸附 装置相结合的方法）进一步提纯气体，其成本高、耗能大。
[0005] 中国发明专利CN 201310444283. 4公开了一种用于在烯烃聚合物生产中回收排 放气的系统和方法，如图1所示，第一排放气回收系统100包括顺序连接的第一脱挥装置 110、第一气体压缩装置120、第一换热装置125、第一分离装置130和第一气体分离装置 140,其中，第一气体分离装置140为膜分离装置。使用第一气体压缩装置120将第一脱挥 装置110顶部出来的气体加压到较高压力，再通过第一换热装置125冷却到一定温度下进 行冷凝，得到的第一回收产品131(液体烃类）返回相应的反应系统回收利用，得到的气体 进入第一气体分离装置140进一步分离烃类和氮气，其中部分循环氮气175返回脱挥装置 循环使用，部分排出氮气176排火炬，富烃气体返回压缩机入口循环使用。即将压缩冷凝技 术、膜分离技术和透平膨胀深冷技术相结合地用于在烯烃聚合物的生产中回收排放气，不 仅能够高效率地实现烃类物质的回收，而且能够实现吹扫气体的循环使用。
[0006] 图2示出了另一种聚乙烯排放气回收系统的结构，第二排放气回收系统200包括 顺序连接的第二脱挥装置210、第二气体压缩装置220、第二换热装置225、第二分离装置 230,使用第二气体压缩装置220将第二脱挥装置210顶部出来的气体加压到较低的压力， 再通过第二换热装置225冷却到一定温度下进行冷凝，得到的第一回收产品231 (液体烃 类）返回相应的反应系统回收利用，得到的部分回收氮气276返回脱挥装置210循环使用， 部分排放氮气232排出火炬。
[0007] 综上，对于低压力、高氮气浓度、低烃含量的排放气，采用两种常规技术进行烃类 的回收：一是将排放气加压到较高压力再冷却至一定温度进行冷凝，得到的液体烃类返回 相应的反应系统回收利用，得到的气体进一步采用膜技术分离烃类和氮气，其中部分氮气 循环使用（如图1)，所排出的气体（称为尾气）压力较高，且仍含有相当数量的烃，此种方 法排出的尾气可直接进入本发明所述的高效回收系统；二是将排放气加压到一定压力，再 冷却到较低的温度下进行冷凝，得到的液体烃类返回相应的反应系统回收利用，得到的气 体中一部分循环使用，另一部分作为尾气排出（见图2)。对于高压力、低氮气浓度、高烃含 量的排放气，目前的方法是将其排出，使得高压力、低氮气浓度、高烃含量的排放气中的异 丁烷无法充分回收利用。
[0008] 但在双环管淤浆反应器串联工艺中，除了对低压闪蒸罐排放气进行回收以外，还 需对其他生产单元的排放气进行回收利用，与低压闪蒸罐排放气压力低、氮气浓度高、烃类 含量低不同，其他生产单元的排放气一般压力较高，且含有大量的低碳烃，这些排放气虽然 可以送到其他装置利用，但进入其他装置后排放气中的异丁烷与其他物质相混，异丁烷的 价值（可作为稀释剂、催化剂载体、聚合反应悬浮剂和热转移介质）不能充分利用。
[0009] 现有的排放气回收系统无法同时对多股不同压力等级、不同组成的排放气进行高 效回收，即很难实现烃类物质和氮气的深度分离，达到较高的烃类物质回收率并提纯氮气。
【发明内容】
[0010] 本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种能够有效节省能耗及 投资、高效回收异丁烷、提高烃回收率的用于淤浆法烯烃聚合物生产工艺的排放气回收系 统。
[0011] 为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
[0012] 一种用于淤浆法烯烃聚合物生产工艺的排放气回收系统，包括用于对通入流体换 热的换热装置、用于对排放气进行气液分离的气液分离装置、用于对分离的气体节流或膨 胀以获得冷量的气体制冷装置及用于对分离的液体进行节流或膨胀以获得冷量的液体制 冷装置；所述换热装置包括液体流道、气体流道及至少两条用于接收不同压力及不同组分 排放气的排放气输送流道，所述排放气输送流道的输出端与气液分离装置的输入端连通， 所述气液分离装置的气体输出端与气体流道连通，所述气液分离装置的液体输出端与液体 流道连通，所述气体制冷装置设于气液分离装置与气体流道之间，所述液体制冷装置设于 气液分离装置与液体流道之间。
[0013] 作为上述技术方案的进一步改进：
[0014] 所述气液分离装置至少为一个，当所述气液分离装置为一个时，所述排放气输送 流道均与同一气液分离装置连通；当所述气液分离装置至少为两个，且与排放气输送流道 数量相等时，所述排放气输送