CN106316750A - 一种费托合成尾气的回收装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种费托合成尾气的回收装置，该装置包括费托合成尾气预处理单元和费托合成尾气回收单元。本发明装置的设备数量少、投资和占地节省，而且使用该装置进行费托尾气回收时，产品回收率高、综合能耗较低。

Description

一种费托合成尾气的回收装置
技术领域
本发明涉及一种费托合成尾气的回收装置。
背景技术
中国的煤炭资源十分丰富，煤化工是我国的一个新兴战略领域，发展刚刚起步，方兴未艾。在煤制油的间接液化工艺中，一套100万吨/年低温费托合成装置产生的合成尾气超过40吨/小时，而一套100万吨/年高温FT合成装置产生的合成尾气更是超过100吨/小时，其中H2、CH4、C2H4和C3H6等烃类组分含量可观，进行有效的回收利用，经济价值显著。
FT合成尾气除含有少量的含氧有机化合物和一定量的CO2外，还含有非常高摩尔浓度的H2、N2、CO、Ar和CH4等低沸点组分，C2’s及C2’s+烃类只占总气体体积的10～13％(重量占30～50％)。FT合成尾气分离装置的处理目标，就是要脱除这些有害杂质，回收其中的有用组分，使乙烯和丙烯达到聚合级、甲烷达到LNG(即液化天然气)标准、粗氢送PSA精制，并尽可能多地分离出其它烃类产品。
由于煤化工是一个新兴产业，FT合成尾气同现有的各种轻烃气体(如乙烯装置裂解气、甲醇制烯烃工艺气、丙烷脱氢反应气、炼厂干气、天然气和焦炉煤气等)，组分及含量都相差很大，产品分离要求也没有这么全面，所以目前还没有一种现成的分离回收工艺技术可以直接采用。
发明内容
本发明的目的是提供一种费托合成尾气的回收装置，该装置的设备数量少、投资和占地节省，而且使用该装置进行费托尾气回收时，产品回收率高、综合能耗较低。
为了实现上述目的，本发明提供一种费托合成尾气的回收装置，其特征在于，该装置包括费托合成尾气预处理单元和费托合成尾气回收单元；所述费托合成尾气预处理单元包括水洗塔46、碱洗塔48、费托尾气增加机51、费托尾气干燥器进料深冷器52、干燥器进料分离罐53、费托尾气气相干燥器54以及费托尾气液相干燥器55；所述水洗塔46设置有费托合成尾气进料口和水洗塔出口；所述水洗塔出口与所述碱洗塔48的入口连通，所述碱洗塔48的出口与所述费托尾气增加机51的入口连通；所述费托尾气增加机51的出口与所述费托尾气干燥器进料深冷器52的入口连通，所述费托尾气干燥器进料深冷器52的出口与所述干燥器进料分离罐53的入口连通；所述干燥器进料分离罐53的气体出口与所述费托尾气气相干燥器54的入口连通，所述干燥器进料分离罐53的液体出口与所述费托尾气液相干燥器55的入口连通；所述费托合成尾气回收单元包括1#氢气复热器6、2#氢气复热器5、3#氢气复热器4、4#氢气复热器3、5#氢气复热器2、6#氢气复热器1、费托尾气1#冷凝器7、费托尾气2#冷凝器8、费托尾气1#乙烯冷凝器9、费托尾气2#乙烯冷凝器10、脱甲烷塔第一进料分离罐12、脱甲烷塔第二进料分离罐13、脱甲烷塔第三进料分离罐14、脱甲烷塔16、脱甲烷塔冷凝器17、脱甲烷塔回流罐18、膨胀机进料罐19、尾气膨胀机20、液相节流阀21和氢/甲烷分离罐22；所述费托尾气气相干燥器54的出口与所述5#氢气复热器2的费托尾气入口连通，所述5#氢气复热器2的费托尾气出口与所述费托尾气1#冷凝器7的入口连通；所述费托尾气1#冷凝器7的出口与所述4#氢气复热器3的费托尾气入口连通，所述4#氢气复热器3的费托尾气出口与所述费托尾气2#冷凝器8的入口连通；所述费托尾气2#冷凝器8的出口与所述3#氢气复热器4的尾气入口连通，所述3#氢气复热器4的尾气出口与所述费托尾气1#乙烯冷凝器9的入口连通；所述费托尾气1#乙烯冷凝器9的出口与所述脱甲烷塔第一进料分离罐12的入口连通，所述脱甲烷塔第一进料分离罐12的气体出口与所述2#氢气复热器5的尾气入口连通，所述脱甲烷塔第一进料分离罐12的液体出口与所述脱甲烷塔16的第三进料板连通；所述2#氢气复热器5的尾气出口与所述费托尾气2#乙烯冷凝器10的入口连通，所述费托尾气2#乙烯冷凝器10的出口与所述脱甲烷塔第二进料分离罐13的入口连通，所述脱甲烷塔第二进料分离罐13的气体出口与所述1#氢气复热器6的尾气入口连通，所述脱甲烷塔第二进料分离罐13的液体出口与所述脱甲烷塔16的第二进料板连通；所述1#氢气复热器6的尾气出口与所述脱甲烷塔第三进料分离罐14的入口连通，所述脱甲烷塔第三进料分离罐14的气体出口与所述膨胀机进料罐19的入口连通，所述脱甲烷塔第三进料分离罐14的液体出口与所述1#氢气复热器6的液体入口连通；所述1#氢气复热器6的液体出口与所述脱甲烷塔16的第一进料板连通；所述费托尾气液相干燥器55的出口通过费托尾气液相过冷器11与所述脱甲烷塔16的第四进料板连通；其中，所述脱甲烷塔16的第一进料板、脱甲烷塔16的第二进料板、脱甲烷塔16的第三进料板和脱甲烷塔16的第四进料板由高到低分布；所述脱甲烷塔16设置有脱甲烷塔液体出口；所述脱甲烷塔16的气体出口与所述脱甲烷塔冷凝器17的入口连通，所述脱甲烷塔冷凝器17的出口与所述脱甲烷塔回流罐18的入口连通；所述脱甲烷塔回流罐18的液体出口与所述脱甲烷塔16的液体入口连通，所述脱甲烷塔回流罐18的气体出口与所述膨胀机进料罐19的入口连通；所述膨胀机进料罐19的气体出口通过所述尾气膨胀机20与所述氢/甲烷分离罐22的入口连通，所述膨胀机进料罐19的液体出口通过液相节流阀21与所述氢/甲烷分离罐22的入口连通；所述氢/甲烷分离罐22设置有膨胀分离氢气气体出口和膨胀分离甲烷液体出口。
优选地，所述氢/甲烷分离罐22的膨胀分离氢气气体出口与所述1#氢气复热器6的氢气入口连通，所述1#氢气复热器6的氢气出口与所述2#氢气复热器5的氢气入口连通；所述2#氢气复热器5的氢气出口与所述3#氢气复热器4的氢气入口连通，所述3#氢气复热器4的氢气出口与所述4#氢气复热器3氢气入口连通；所述4#氢气复热器3氢气出口与所述5#氢气复热器2的氢气入口连通，所述5#氢气复热器2的氢气入口与6#氢气复热器1的氢气入口连通；所述6#氢气复热器1的氢气出口为粗氢产品出口。
优选地，该装置还包括天然气冷凝器28、甲烷再压缩机一段29、甲烷再压缩机二段30、甲烷再压缩机三段31、甲烷再压缩机第一后冷器32、甲烷再压缩机第二后冷器33、甲烷再压缩机第三后冷器34、低温甲烷JT阀35、天然气储罐36、天然气1#换热器38和天然气2#换热器39；所述氢/甲烷分离罐22的膨胀分离甲烷液体出口分别与所述1#氢气复热器6的甲烷入口、脱甲烷塔冷凝器17的甲烷入口以及天然气1#换热器38的第一入口连通；所述1#氢气复热器6的甲烷出口、脱甲烷塔冷凝器17的甲烷出口以及天然气1#换热器38的第一出口均与所述天然气2#换热器39的第一入口连通，所述天然气2#换热器39的第一出口依次通过甲烷再压缩机一段29、甲烷再压缩机第一后冷器32、甲烷再压缩机二段30、甲烷再压缩机第二后冷器33、甲烷再压缩机三段31以及甲烷再压缩机第三后冷器34同所述天然气2#换热器39的第二入口连通；所述天然气2#换热器39的第二出口通过所述天然气冷凝器28与所述天然气1#换热器38的第二入口连通，所述天然气1#换热器38的第二出口通过所述低温甲烷JT阀35同所述天然气储罐36的入口连通；所述天然气储罐36设置有产品出口和闪蒸气出口。
优选地，该装置还包括BOG压缩机一段40、BOG压缩机二段41、BOG压缩机第一后冷器42和BOG压缩机第二后冷器43；所述天然气储罐36的闪蒸气出口与所述天然气1#换热器38的第三入口连通，所述天然气1#换热器38的第三出口与所述天然气2#换热器39的第三入口连通；所述天然气2#换热器39的第三出口依次通过所述BOG压缩机一段40、BOG压缩机第一后冷器42、BOG压缩机二段41和BOG压缩机第二后冷器43同闪蒸气出口连通。
优选地，该装置还包括脱乙烷塔56、乙烯精馏塔57、脱乙烷塔釜冷却器58、脱丙烷塔59、丙烯精馏塔60和脱丁烷塔61；所述脱甲烷塔16的脱甲烷塔液体出口与所述脱乙烷塔56的入口连通，所述脱乙烷塔56的气体出口与所述乙烯精馏塔57的入口连通，所述脱乙烷塔56的液体出口通过脱乙烷塔釜冷却器58与所述脱丙烷塔59的入口连通；所述乙烯精馏塔57设置有乙烯出口和乙烷出口；所述脱丙烷塔59的气体出口与所述丙烯精馏塔60的入口连通，所述脱丙烷塔59的液体出口与所述脱丁烷塔61的入口连通；所述丙烯精馏塔60设置有丙烯出口和丙烷出口，所述脱丁烷塔设置有碳四烃类出口和汽油组分出口。
本发明的装置能够对H2、N2、CO、Ar和CH4等低沸点组分含量很高的FT合成尾气进行成功分离，脱除有害杂质，最大限度地回收了烃类组分，可使乙烯与丙烯达到聚合级、甲烷达到液化天然气标准。粗氢中的H2收率≥99.9％；乙烯收率≥99.1％；其它重烃的收率几乎为100％。采用尾气膨胀机驱动甲烷再压缩机，节约能耗。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明装置的费托合成尾气回收单元的示意图；
图2是本发明装置的费托合成尾气预处理单元和脱甲烷液体后处理单元的示意图。
附图标记说明
1 6#氢气复热器 2 5#氢气复热器 3 4#氢气复热器
4 3#氢气复热器 5 2#氢气复热器 6 1#氢气复热器
7 费托尾气1#冷凝器 8 费托尾气2#冷凝器 9 费托尾气1#乙烯冷凝器
10 费托尾气2#乙烯冷凝器 11 费托尾气液相过冷器
12 脱甲烷塔第一进料分离罐 13 脱甲烷塔第二进料分离罐
14 脱甲烷塔第三进料分离罐 15 脱甲烷塔再沸器 16 脱甲烷塔
17 脱甲烷塔冷凝器 18 脱甲烷塔回流罐 19 膨胀机进料罐
20 尾气膨胀机 21 液相节流阀 22 氢/甲烷分离罐
28 天然气冷凝器 29 甲烷再压缩机一段 30 甲烷再压缩机二段
31 甲烷再压缩机三段 32 甲烷再压缩机第一后冷器
33 甲烷再压缩机第二后冷器 34 甲烷再压缩机第三后冷器
35 低温甲烷JT阀 36 天然气储罐 38 天然气1#换热器
39 天然气2#换热器 40 BOG压缩机一段 41 BOG压缩机二段
42 BOG压缩机第一后冷器 43 BOG压缩机第二后冷器
46 水洗塔 47 费托尾气加热器 48 碱洗塔
49 碱洗塔顶冷却器 50 费托尾气增加机吸入罐 51 费托尾气增加机
52 费托尾气干燥器进料深冷器 53 干燥器进料分离罐
54 费托尾气气相干燥器 55 费托尾气液相干燥器 56 脱乙烷塔
57 乙烯精馏塔 58 脱乙烷塔釜冷却器 59 脱丙烷塔 60 丙烯精馏塔
61 脱丁烷塔
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明提供一种费托合成尾气的回收装置，其特征在于，该装置包括费托合成尾气预处理单元和费托合成尾气回收单元；所述费托合成尾气预处理单元包括水洗塔46、碱洗塔48、费托尾气增加机51、费托尾气干燥器进料深冷器52、干燥器进料分离罐53、费托尾气气相干燥器54以及费托尾气液相干燥器55；所述水洗塔46设置有费托合成尾气进料口和水洗塔出口；所述水洗塔出口与所述碱洗塔48的入口连通，所述碱洗塔48的出口与所述费托尾气增加机51的入口连通；所述费托尾气增加机51的出口与所述费托尾气干燥器进料深冷器52的入口连通，所述费托尾气干燥器进料深冷器52的出口与所述干燥器进料分离罐53的入口连通；所述干燥器进料分离罐53的气体出口与所述费托尾气气相干燥器54的入口连通，所述干燥器进料分离罐53的液体出口与所述费托尾气液相干燥器55的入口连通；所述费托合成尾气回收单元包括1#氢气复热器6、2#氢气复热器5、3#氢气复热器4、4#氢气复热器3、5#氢气复热器2、6#氢气复热器1、费托尾气1#冷凝器7、费托尾气2#冷凝器8、费托尾气1#乙烯冷凝器9、费托尾气2#乙烯冷凝器10、脱甲烷塔第一进料分离罐12、脱甲烷塔第二进料分离罐13、脱甲烷塔第三进料分离罐14、脱甲烷塔16、脱甲烷塔冷凝器17、脱甲烷塔回流罐18、膨胀机进料罐19、尾气膨胀机20、液相节流阀21和氢/甲烷分离罐22；所述费托尾气气相干燥器54的出口与所述5#氢气复热器2的费托尾气入口连通，所述5#氢气复热器2的费托尾气出口与所述费托尾气1#冷凝器7的入口连通；所述费托尾气1#冷凝器7的出口与所述4#氢气复热器3的费托尾气入口连通，所述4#氢气复热器3的费托尾气出口与所述费托尾气2#冷凝器8的入口连通；所述费托尾气2#冷凝器8的出口与所述3#氢气复热器4的尾气入口连通，所述3#氢气复热器4的尾气出口与所述费托尾气1#乙烯冷凝器9的入口连通；所述费托尾气1#乙烯冷凝器9的出口与所述脱甲烷塔第一进料分离罐12的入口连通，所述脱甲烷塔第一进料分离罐12的气体出口与所述2#氢气复热器5的尾气入口连通，所述脱甲烷塔第一进料分离罐12的液体出口与所述脱甲烷塔16的第三进料板连通；所述2#氢气复热器5的尾气出口与所述费托尾气2#乙烯冷凝器10的入口连通，所述费托尾气2#乙烯冷凝器10的出口与所述脱甲烷塔第二进料分离罐13的入口连通，所述脱甲烷塔第二进料分离罐13的气体出口与所述1#氢气复热器6的尾气入口连通，所述脱甲烷塔第二进料分离罐13的液体出口与所述脱甲烷塔16的第二进料板连通；所述1#氢气复热器6的尾气出口与所述脱甲烷塔第三进料分离罐14的入口连通，所述脱甲烷塔第三进料分离罐14的气体出口与所述膨胀机进料罐19的入口连通，所述脱甲烷塔第三进料分离罐14的液体出口与所述1#氢气复热器6的液体入口连通；所述1#氢气复热器6的液体出口与所述脱甲烷塔16的第一进料板连通；所述费托尾气液相干燥器55的出口通过费托尾气液相过冷器11与所述脱甲烷塔16的第四进料板连通；其中，所述脱甲烷塔16的第一进料板、脱甲烷塔16的第二进料板、脱甲烷塔16的第三进料板和脱甲烷塔16的第四进料板由高到低分布；所述脱甲烷塔16设置有脱甲烷塔液体出口；所述脱甲烷塔16的气体出口与所述脱甲烷塔冷凝器17的入口连通，所述脱甲烷塔冷凝器17的出口与所述脱甲烷塔回流罐18的入口连通；所述脱甲烷塔回流罐18的液体出口与所述脱甲烷塔16的液体入口连通，所述脱甲烷塔回流罐18的气体出口与所述膨胀机进料罐19的入口连通；所述膨胀机进料罐19的气体出口通过所述尾气膨胀机20与所述氢/甲烷分离罐22的入口连通，所述膨胀机进料罐19的液体出口通过液相节流阀21与所述氢/甲烷分离罐22的入口连通；所述氢/甲烷分离罐22设置有膨胀分离氢气气体出口和膨胀分离甲烷液体出口。其中，所述复热器是指能够将低温流体通过换热而使其逐渐恢复常温的设备(多用板翅式换热器)，所述制冷机是指可以将具有较低温度的被冷却物体的热量转移给环境介质从而获得冷量的机器，所使用的制冷剂可以是乙烯或丙烯等常用的制冷剂。所述尾气膨胀机是指利用高压的工业尾气膨胀降压时向外输出机械功使气体温度降低的原理以获得更多能量的机械，可以获得比直接节流减压更低的温度。
根据本发明的一种优选具体实施方式，所述氢/甲烷分离罐22的膨胀分离氢气气体出口与所述1#氢气复热器6的氢气入口连通，所述1#氢气复热器6的氢气出口与所述2#氢气复热器5的氢气入口连通；所述2#氢气复热器5的氢气出口与所述3#氢气复热器4的氢气入口连通，所述3#氢气复热器4的氢气出口与所述4#氢气复热器3氢气入口连通；所述4#氢气复热器3氢气出口与所述5#氢气复热器2的氢气入口连通，所述5#氢气复热器2的氢气入口与6#氢气复热器1的氢气入口连通；所述6#氢气复热器1的氢气出口为粗氢产品出口。
根据本发明的一种优选具体实施方式，该装置还包括天然气冷凝器28、甲烷再压缩机一段29、甲烷再压缩机二段30、甲烷再压缩机三段31、甲烷再压缩机第一后冷器32、甲烷再压缩机第二后冷器33、甲烷再压缩机第三后冷器34、低温甲烷JT阀35、天然气储罐36、天然气1#换热器38和天然气2#换热器39；所述氢/甲烷分离罐22的膨胀分离甲烷液体出口分别与所述1#氢气复热器6的甲烷入口、脱甲烷塔冷凝器17的甲烷入口以及天然气1#换热器38的第一入口连通；所述1#氢气复热器6的甲烷出口、脱甲烷塔冷凝器17的甲烷出口以及天然气1#换热器38的第一出口均与所述天然气2#换热器39的第一入口连通，所述天然气2#换热器39的第一出口依次通过甲烷再压缩机一段29、甲烷再压缩机第一后冷器32、甲烷再压缩机二段30、甲烷再压缩机第二后冷器33、甲烷再压缩机三段31以及甲烷再压缩机第三后冷器34同所述天然气2#换热器39的第二入口连通；所述天然气2#换热器39的第二出口通过所述天然气冷凝器28与所述天然气1#换热器38的第二入口连通，所述天然气1#换热器38的第二出口通过所述低温甲烷JT阀35同所述天然气储罐36的入口连通；所述天然气储罐36设置有产品出口和闪蒸气出口(即泡点气BOG出口)。
根据本发明的一种优选具体实施方式，该装置还包括BOG压缩机一段40、BOG压缩机二段41、BOG压缩机第一后冷器42和BOG压缩机第二后冷器43；所述天然气储罐36的闪蒸气出口与所述天然气1#换热器38的第三入口连通，所述天然气1#换热器38的第三出口与所述天然气2#换热器39的第三入口连通；所述天然气2#换热器39的第三出口依次通过所述BOG压缩机一段40、BOG压缩机第一后冷器42、BOG压缩机二段41和BOG压缩机第二后冷器43同闪蒸气出口连通。
根据本发明的一种优选具体实施方式，该装置还包括脱乙烷塔56、乙烯精馏塔57、脱乙烷塔釜冷却器58、脱丙烷塔59、丙烯精馏塔60和脱丁烷塔61；所述脱甲烷塔16的脱甲烷塔液体出口与所述脱乙烷塔56的入口连通，所述脱乙烷塔56的气体出口与所述乙烯精馏塔57的入口连通，所述脱乙烷塔56的液体出口通过脱乙烷塔釜冷却器58与所述脱丙烷塔59的入口连通；所述乙烯精馏塔57设置有乙烯出口和乙烷出口；所述脱丙烷塔59的气体出口与所述丙烯精馏塔60的入口连通，所述脱丙烷塔59的液体出口与所述脱丁烷塔61的入口连通；所述丙烯精馏塔60设置有丙烯出口和丙烷出口，所述脱丁烷塔设置有碳四烃类出口和汽油组分出口。
下面将通过实施例来进一步说明本发明，但是本发明并不因此而受到任何限制。
如图2所示，将含有氮气、氩气、一氧化碳、二氧化碳、氢气、甲烷、乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、丁烷、丁烯和汽油组分的费托合成尾气依次经过费托合成尾气预处理单元的水洗塔46、费托尾气加热器47、碱洗塔48、碱洗顶冷却器49、费托尾气增加机51、脱甲烷塔再沸器15和费托尾气干燥器进料深冷器52中依次进行脱二氧化碳处理、压缩处理、冷却处理后进入干燥器进料分离罐53中进行气液分离处理，分离为气相和液相的尾气进入费托尾气气相干燥器54以及费托尾气液相干燥器55进行干燥处理后，得到15℃和3.81兆帕的气相费托合成尾气和液相费托合成尾气。
如图1所示，将气相费托合成尾气依次经过5#氢气复热器2和费托尾气1#冷凝器7进行第一级丙烯冷凝，得到-17℃和3.79兆帕的第一级丙烯冷凝产物；将第一级丙烯冷凝产物依次经过4#氢气复热器3和费托尾气2#冷凝器8进行第二级丙烯冷凝，得到-32℃和3.78兆帕的第二级丙烯冷凝产物；将第二级丙烯冷凝产物依通过3#氢气复热器4和费托尾气1#乙烯冷凝器9进行第一乙烯激冷后送入脱甲烷塔第一进料分离罐12进行气液分离，得到-55℃和3.74兆帕的第一乙烯激冷气体和第一乙烯激冷液体；将所述第一乙烯激冷气体依次经过2#氢气复热器5和费托尾气2#乙烯冷凝器10进行第二乙烯激冷后送入脱甲烷塔第二进料分离罐13进行气液分离，得到-98℃和3.7兆帕的第二乙烯激冷气体和第二乙烯激冷液体；将上述第二乙烯激冷气体经过1#氢气复热器6后送入脱甲烷塔第三进料分离罐14进行气液分离，得到-160℃和3.68兆帕的第一甲烷/氢分离气体和第一甲烷/氢分离液体；将第一甲烷/氢分离液体经过1#氢气复热器6升温到-101.5℃和3.19兆帕，作为第一股脱甲烷进料。其中所述氢气复热器为板翅式。
将液相费托合成尾气经过费托尾气液相过冷器11进行降温减压后，得到-54℃和3.3兆帕的脱甲烷处理前液相费托合成尾气。将上述第一股脱甲烷进料、第二乙烯激冷液体、第一乙烯激冷液体和脱甲烷处理前液相费托合成尾气依次送入脱甲烷塔16的第一进料分布板、第二进料分布板、第三进料分布板和第四进料分布板在-101℃和3.10兆帕(塔顶)下进行脱甲烷处理，得到脱甲烷塔顶气相和52℃和3.13兆帕的脱甲烷液体，将脱甲烷塔顶气相经过脱甲烷塔冷凝器17进行冷凝后送入脱甲烷塔回流罐18进行气液分离，得到-103℃和3.1兆帕且乙烯含量为0.10mol％的脱甲烷气体。其中，脱甲烷塔为单塔高压脱甲烷塔，塔压在3.00～3.16MPaG之间，其塔釜主要由FT尾气增加机出口气相提供再沸热量；塔顶回流比很小，但需要由尾气膨胀机***提供-106℃以下的冷量，以有效控制乙烯损失。
将脱甲烷气体与来自脱甲烷塔第三进料分离罐14的第一甲烷/氢分离气体混合后一起送入膨胀机进料罐19，得到的液体产物通过液相节流阀21节流后和送入尾气膨胀机20制冷后的气体产物一起送入氢/甲烷分离罐22进行气液分离，得到-177℃和0.29兆帕的膨胀分离氢气和膨胀分离甲烷；将脱甲烷塔回流罐18得到的液体回流回脱甲烷塔16内。其中，膨胀分离甲烷的甲烷浓度为93.3mol％(一般均应大于92mol％)。将膨胀分离氢气依次经过1#氢气复热器6、2#氢气复热器5、3#氢气复热器4、4#氢气复热器3、5#氢气复热器2和6#氢气复热器1依次与第二乙烯激冷气体、第一乙烯激冷气体、第二级丙烯冷凝产物、第一级丙烯冷凝产物、气相费托合成尾气以及39℃的丙烯冷剂液体(用于吸收冷量)进行换热，得到常温的粗氢产品。
将52％的膨胀分离甲烷送入1#氢气复热器6与第二乙烯激冷气体进行换热，得到第一股换热膨胀分离甲烷气体；将22％的膨胀分离甲烷送入脱甲烷塔冷凝器17与脱甲烷塔的塔顶冷凝换热，得到第二股换热膨胀分离甲烷气体；将剩余26％的膨胀分离甲烷送入天然气1#换热器38进行换热，得到第三股换热膨胀分离甲烷气体。将三股膨胀分离甲烷气体汇合后送入天然气2#换热器39进行进一步升温至常温后，再依次送入甲烷再压缩机一段29、甲烷再压缩机第一后冷器32、甲烷再压缩机二段30、甲烷再压缩机第二后冷器33、甲烷再压缩机三段31以及甲烷再压缩机第三后冷器34进行交替压缩和冷却处理，得到39℃和5.7兆帕的压缩冷却处理的膨胀分离甲烷气体；将压缩冷却处理的膨胀分离甲烷气体依次通过天然气2#换热器39、天然气冷凝器28和天然气1#换热器38进行脱过热、重新液化和冷却处理后，再送入低温甲烷JT阀35进行节流减压，得到-163℃和20千帕的液化天然气(即LNG)产品，存放于常压低温单包容型式的天然气储罐36内；将天然气储罐36所产生的闪蒸气(即泡点气BOG)依次送入天然气1#换热器38和天然气2#换热器39升温后，再依次送入BOG压缩机一段40、BOG压缩机第一后冷器42、BOG压缩机二段41和BOG压缩机第二后冷器43进行交替升压和冷却后，用作燃料气。其中，甲烷再压缩机的驱动器为尾气膨胀机，BOG压缩机的驱动器为电机；气相费托尾气最冷级冷凝、脱甲烷塔冷凝和LNG过冷所需要的冷量，全部由尾气膨胀机提供。
如图2所示，将脱甲烷液体送入脱乙烷塔56在-14℃和2.23兆帕下进行脱乙烷处理，得到含有乙烯和乙烷的脱乙烷气体和含有丙烷、丙烯、丁烷、丁烯和汽油组分的脱乙烷液体；将脱乙烷气体送入乙烯精馏塔57进行乙烯精馏，得到乙烯和乙烷；将所述脱乙烷液体经过脱乙烷塔釜冷却器58降温后送入脱丙烷塔59在15℃和0.76兆帕进行脱丙烷处理，得到含有丙烷和丙烯的脱丙烷气体和含有丁烷、丁烯和汽油组分的脱丙烷液体；将脱丙烷气体送入丙烯精馏塔60进行丙烯精馏，得到丙烯和丙烷；将脱丙烷液体送入脱丁烷塔61在48℃和0.42兆帕进行脱丁烷处理，得到液态的混合碳四产品和液态的汽油组分。
该实施例中粗氢中的H2收率≥99.9％；乙烯收率≥99.1％；其它乙烯以上重烃的收率几乎为100％；乙烯与丙烯达到聚合级、甲烷达到液化天然气(即LNG)标准。用尾气膨胀机驱动甲烷再压缩机，节约能耗。如处理一套100万吨/年高温FT合成的尾气，每天可节电约57000度。

Claims (5)

1.一种费托合成尾气的回收装置，其特征在于，该装置包括费托合成尾气预处理单元和费托合成尾气回收单元；
所述费托合成尾气预处理单元包括水洗塔(46)、碱洗塔(48)、费托尾气增加机(51)、费托尾气干燥器进料深冷器(52)、干燥器进料分离罐(53)、费托尾气气相干燥器(54)以及费托尾气液相干燥器(55)；
所述水洗塔(46)设置有费托合成尾气进料口和水洗塔出口；所述水洗塔出口与所述碱洗塔(48)的入口连通，所述碱洗塔(48)的出口与所述费托尾气增加机(51)的入口连通；所述费托尾气增加机(51)的出口与所述费托尾气干燥器进料深冷器(52)的入口连通，所述费托尾气干燥器进料深冷器(52)的出口与所述干燥器进料分离罐(53)的入口连通；所述干燥器进料分离罐(53)的气体出口与所述费托尾气气相干燥器(54)的入口连通，所述干燥器进料分离罐(53)的液体出口与所述费托尾气液相干燥器(55)的入口连通；
所述费托合成尾气回收单元包括1#氢气复热器(6)、2#氢气复热器(5)、3#氢气复热器(4)、4#氢气复热器(3)、5#氢气复热器(2)、6#氢气复热器(1)、费托尾气1#冷凝器(7)、费托尾气2#冷凝器(8)、费托尾气1#乙烯冷凝器(9)、费托尾气2#乙烯冷凝器(10)、脱甲烷塔第一进料分离罐(12)、脱甲烷塔第二进料分离罐(13)、脱甲烷塔第三进料分离罐(14)、脱甲烷塔(16)、脱甲烷塔冷凝器(17)、脱甲烷塔回流罐(18)、膨胀机进料罐(19)、尾气膨胀机(20)、液相节流阀(21)和氢/甲烷分离罐(22)；
所述费托尾气气相干燥器(54)的出口与所述5#氢气复热器(2)的费托尾气入口连通，所述5#氢气复热器(2)的费托尾气出口与所述费托尾气1#冷凝器(7)的入口连通；所述费托尾气1#冷凝器(7)的出口与所述4#氢气复热器(3)的费托尾气入口连通，所述4#氢气复热器(3)的费托尾气出口与所述费托尾气2#冷凝器(8)的入口连通；所述费托尾气2#冷凝器(8)的出口与所述3#氢气复热器(4)的尾气入口连通，所述3#氢气复热器(4)的尾气出口与所述费托尾气1#乙烯冷凝器(9)的入口连通；所述费托尾气1#乙烯冷凝器(9)的出口与所述脱甲烷塔第一进料分离罐(12)的入口连通，所述脱甲烷塔第一进料分离罐(12)的气体出口与所述2#氢气复热器(5)的尾气入口连通，所述脱甲烷塔第一进料分离罐(12)的液体出口与所述脱甲烷塔(16)的第三进料板连通；所述2#氢气复热器(5)的尾气出口与所述费托尾气2#乙烯冷凝器(10)的入口连通，所述费托尾气2#乙烯冷凝器(10)的出口与所述脱甲烷塔第二进料分离罐(13)的入口连通，所述脱甲烷塔第二进料分离罐(13)的气体出口与所述1#氢气复热器(6)的尾气入口连通，所述脱甲烷塔第二进料分离罐(13)的液体出口与所述脱甲烷塔(16)的第二进料板连通；所述1#氢气复热器(6)的尾气出口与所述脱甲烷塔第三进料分离罐(14)的入口连通，所述脱甲烷塔第三进料分离罐(14)的气体出口与所述膨胀机进料罐(19)的入口连通，所述脱甲烷塔第三进料分离罐(14)的液体出口与所述1#氢气复热器(6)的液体入口连通；所述1#氢气复热器(6)的液体出口与所述脱甲烷塔(16)的第一进料板连通；
所述费托尾气液相干燥器(55)的出口通过费托尾气液相过冷器(11)与所述脱甲烷塔(16)的第四进料板连通；
其中，所述脱甲烷塔(16)的第一进料板、脱甲烷塔(16)的第二进料板、脱甲烷塔(16)的第三进料板和脱甲烷塔(16)的第四进料板由高到低分布；所述脱甲烷塔(16)设置有脱甲烷塔液体出口；
所述脱甲烷塔(16)的气体出口与所述脱甲烷塔冷凝器(17)的入口连通，所述脱甲烷塔冷凝器(17)的出口与所述脱甲烷塔回流罐(18)的入口连通；所述脱甲烷塔回流罐(18)的液体出口与所述脱甲烷塔(16)的液体入口连通，所述脱甲烷塔回流罐(18)的气体出口与所述膨胀机进料罐(19)的入口连通；所述膨胀机进料罐(19)的气体出口通过所述尾气膨胀机(20)与所述氢/甲烷分离罐(22)的入口连通，所述膨胀机进料罐(19)的液体出口通过液相节流阀(21)与所述氢/甲烷分离罐(22)的入口连通；所述氢/甲烷分离罐(22)设置有膨胀分离氢气气体出口和膨胀分离甲烷液体出口。
2.根据权利要求1的回收装置，其特征在于，所述氢/甲烷分离罐(22)的膨胀分离氢气气体出口与所述1#氢气复热器(6)的氢气入口连通，所述1#氢气复热器(6)的氢气出口与所述2#氢气复热器(5)的氢气入口连通；所述2#氢气复热器(5)的氢气出口与所述3#氢气复热器(4)的氢气入口连通，所述3#氢气复热器(4)的氢气出口与所述4#氢气复热器(3)氢气入口连通；所述4#氢气复热器(3)氢气出口与所述5#氢气复热器(2)的氢气入口连通，所述5#氢气复热器(2)的氢气入口与6#氢气复热器(1)的氢气入口连通；所述6#氢气复热器(1)的氢气出口为粗氢产品出口。
3.根据权利要求1的回收装置，其特征在于，该装置还包括天然气冷凝器(28)、甲烷再压缩机一段(29)、甲烷再压缩机二段(30)、甲烷再压缩机三段(31)、甲烷再压缩机第一后冷器(32)、甲烷再压缩机第二后冷器(33)、甲烷再压缩机第三后冷器(34)、低温甲烷JT阀(35)、天然气储罐(36)、天然气1#换热器(38)和天然气2#换热器(39)；
所述氢/甲烷分离罐(22)的膨胀分离甲烷液体出口分别与所述1#氢气复热器(6)的甲烷入口、脱甲烷塔冷凝器(17)的甲烷入口以及天然气1#换热器(38)的第一入口连通；所述1#氢气复热器(6)的甲烷出口、脱甲烷塔冷凝器(17)的甲烷出口以及天然气1#换热器(38)的第一出口均与所述天然气2#换热器(39)的第一入口连通，所述天然气2#换热器(39)的第一出口依次通过甲烷再压缩机一段(29)、甲烷再压缩机第一后冷器(32)、甲烷再压缩机二段(30)、甲烷再压缩机第二后冷器(33)、甲烷再压缩机三段(31)以及甲烷再压缩机第三后冷器(34)同所述天然气2#换热器(39)的第二入口连通；所述天然气2#换热器(39)的第二出口通过所述天然气冷凝器(28)与所述天然气1#换热器(38)的第二入口连通，所述天然气1#换热器(38)的第二出口通过所述低温甲烷JT阀(35)同所述天然气储罐(36)的入口连通；所述天然气储罐(36)设置有产品出口和闪蒸气出口。
4.根据权利要求3的回收装置，其特征在于，该装置还包括BOG压缩机一段(40)、BOG压缩机二段(41)、BOG压缩机第一后冷器(42)和BOG压缩机第二后冷器(43)；所述天然气储罐(36)的闪蒸气出口与所述天然气1#换热器(38)的第三入口连通，所述天然气1#换热器(38)的第三出口与所述天然气2#换热器(39)的第三入口连通；所述天然气2#换热器(39)的第三出口依次通过所述BOG压缩机一段(40)、BOG压缩机第一后冷器(42)、BOG压缩机二段(41)和BOG压缩机第二后冷器(43)同闪蒸气出口连通。
5.根据权利要求1的回收装置，其特征在于，该装置还包括脱乙烷塔(56)、乙烯精馏塔(57)、脱乙烷塔釜冷却器(58)、脱丙烷塔(59)、丙烯精馏塔(60)和脱丁烷塔(61)；
所述脱甲烷塔(16)的脱甲烷塔液体出口与所述脱乙烷塔(56)的入口连通，所述脱乙烷塔(56)的气体出口与所述乙烯精馏塔(57)的入口连通，所述脱乙烷塔(56)的液体出口通过脱乙烷塔釜冷却器(58)与所述脱丙烷塔(59)的入口连通；所述乙烯精馏塔(57)设置有乙烯出口和乙烷出口；
所述脱丙烷塔(59)的气体出口与所述丙烯精馏塔(60)的入口连通，所述脱丙烷塔(59)的液体出口与所述脱丁烷塔(61)的入口连通；所述丙烯精馏塔(60)设置有丙烯出口和丙烷出口，所述脱丁烷塔设置有碳四烃类出口和汽油组分出口。
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