【摘要】聚丙烯生产过程中，闪蒸釜闪蒸出来的尾气送至气柜，经冷凝器冷凝后进入丙烯储罐，回收部分丙烯，同时排掉不凝气，但由于压缩能力和冷凝温度的制约，不凝气中仍然含有大量丙烯。通过膜回收降低单耗，增加装置收益。
　　
【关键词】膜分离 回收率 丙烯
　　
中国石油克拉玛依合力公司聚丙烯装置采用间歇式液相本体聚合法，年生产能力达到3万吨，因生产工艺自身的特点，在间歇式操作过程中造成丙烯跑损严重，在有尾气回收及其它工艺操作条件较好时其每吨聚丙烯产品的净丙烯消耗量只能控制在1.08-1.12，即丙烯利用率为89-92%，大量的丙烯单体被白白浪费掉，所以有必要使用新技术进一步降低丙烯消耗，增加聚丙烯装置效益。
　　
1 膜分离技术原理及在丙烯尾气回收中的应用
　　
基本原理：有机蒸汽膜法回收系统主要采用“反向”选择性高分子复合膜。在一定的渗透推动力作用下，根据不同气体分子在膜中的溶解扩散性能的差异，可凝性有机蒸汽（如乙烯、丙烯、重烃等）与惰性气体（如氢气、氮气、甲烷等）相比，被优先吸附渗透，从而达到目的。
　　
膜法分离回收丙烯气体的流程是一个与压缩、冷凝相结合的过程，低压尾气丙烯经压缩、冷凝后，部分丙烯被液化，而随氮气等不凝气体排放的丙烯经过膜分离后，再进入气柜，经压缩、冷凝而得到回收。
　　
2 工艺流程
　　
本流程主要分为原料气预处理部分及膜分离部分。来自丙烯储罐的尾气，通过过滤器过滤掉可能含有的固体颗粒物和液滴后进入膜组件。膜组件由两级进行串联，第一级可根据尾气的流量和膜组件的处理量进行多个并联。第二级一般由一个膜组件已足够。当尾气经一级膜分离后，其排放侧出口的丙烯浓度达不到排放浓度的要求 （一般为15%左右），开启二级分离膜进行分离。在膜组件内，丙烯气体经溶解、扩散、脱附等步骤渗透过膜组件到仅有微压的渗透侧，然后回收到气柜内，再经压缩、冷凝而得到回收。而氮气等小分子量的气体在排放侧被排入放空系统。
　　
3 尾气回收过程中不凝气排放带走丙烯的计算
　　
由于闪蒸釜先用氮气置换合格并保压0.02MPa（表压）再接受聚合釜喷料，因而从闪蒸釜带入气柜的氮气14m3（聚合喷料前闪蒸釜先泄压到表压为0 MPa）使得气柜中尾气含有部分氮气，由于间歇式小本体聚丙烯闪蒸釜用氮气置换，所以从闪蒸釜带到气柜的氮气不能避免。由于氮气在R-15（低压丙烯回收贮罐）操作状况下为气态，为保证R-15不超压需要随时向低压瓦斯管网排放不凝气。
　　
我们对排放的不凝气组成进行分析，不凝气中丙烯含量一般为45%-50%，氮气为50%-55%
　　
首先确定不凝气量，根据不凝气量经验公式简易法如下：
　　
不凝气量=（压缩机压缩量×气柜中氮气浓度）/不凝气中氮气浓度。
　　
一般气柜中氮气含量是8%-10%，不凝气中氮气中含量（包含丙烷、氧气）是50%-55%，压缩机压缩量是6.0Nm3/min（计算时按效率90%）。
　　
所以，尾气不凝气量=
　　
（6.0×90%×60×10%）/50%=64.8（Nm3/h）。
　　
按一台压缩机24h运行，每年排放的丙烯量为。
　　
64.8×24×30×12×1000×28/22.4×100 0×1000=700 t。
　　
上述理论计算，每年随不凝气排放带走丙烯量是700吨左右。
　　
700×2200=154万元
　　
也就是说，每年光放火炬烧掉的丙烯就有700吨，合计达154万元。如果能对这部分放空掉的丙烯进行回收，则可以创造很好的经济效益。
　　
6 膜回收装置存在的问题和解决方法
　　
在建膜回收装置前，气柜从最低到最高只能装3-4聚合釜的回收量。而膜回收投用后，渗透丙烯气又回到气柜，气柜下降速度只有以前的3/5，不利于抢产，2012年新增130KW压缩机。
　　
膜的使用寿命一般为2年，根据尾气分析要及时更换。
　　
冬天克拉玛依的气温很低，三个电伴热不能够完全满足膜运行的要求，冬天运行时还需要增加伴热线。
　　
7 总结
　　
膜回收装置采用撬装结构和PLG控制，占地面积小，投用后大大降低了丙烯资源的损耗，不凝气中丙烯回收率达到99%以上，在现有的条件下，每月多回收了50吨的丙烯，一年就是600吨的丙烯量，经济和社会效益显著。
　　
参考文献
　　
[1] 膜法回收操作规程.大连欧科膜技术工程公司，2010
　　
[2] 聂宏甫.膜分离技术在聚丙烯装置丙烯回收系统中的应用.科技资讯，2009（10）
　　
[3] 刘钰明.气体膜分离技术在尾气回收丙烯系统中的应用.城市建设理论研究，2010（9）