膜分离技术回收丙烯效果显著
岳彩鹏
  　中原油田石油化工总厂PP装置于2002年10月建成投产，产能1.5万t/a，尾气回收装置与之相配套，回收
未反应的丙烯气，一方面减少了环境污染，同时可大幅度降低了丙烯单耗。但尾气回收装置工艺流程仍有大量的不
凝气排放到火炬，其中含有大量的丙烯，既浪费了原材料，又污染环境，这也是液相本体法生产PP存在的共性问
题。我们应用大连欧科膜技术工程有限公司（以下简称欧科公司）开发的膜分离技术对这部分不凝气进行了回收改
造处理，取得了良好的效果，有效地降低了丙烯消耗。
    1.原工艺存在的问题
　　我厂PP装置闪蒸岗位的丙烯气经过除尘进入气柜贮存。气柜内丙烯经压缩机压缩，压力由常压升到2.0MPa，
再经冷凝器冷凝，大部分气相丙烯冷凝成液相丙烯供回收利用。实际运行中，由于气柜含有8%(体积分数，下同）
左右的氮气，在压缩过程中，氮气在冷凝器中不断积聚。为了确保系统压力正常，必须不断排放氮气等不凝气体。
排放的不凝气中，丙烯体积分数平均约为68.67%左右，按日产PP 50t计，每天处理的尾气量为5000m3，跑损丙烯
约1.25t/d，全年总计损失丙烯约400t。
    2.膜分离技术的应用
    2.1膜分离技术
　　有机蒸汽膜分离技术是20世纪90年代兴起的新型分离技术，目前广泛应用于石化行业分离回收氯乙烯、乙烯、
丙烯及其他烷烃和天然气行业的液化气等。分离回收有机蒸汽的膜为橡胶态聚合物；而分离回收小分子气体（如
H2/N2、O2/N2）的膜为玻璃态聚合物，根据不同气体分子在膜中的溶解扩散性能的差异来完成分离。在橡胶态聚合
物膜中可凝性有机蒸汽如丙烯与惰性气体（氮气）相比，前者有较大的溶解度被优先渗透。如丙烯和氮气混合物通
过膜变成2个流：渗透流为富丙烯流，非渗透部分为富氮气流，从而达到分离提纯丙烯的目的。
    采用有机蒸汽膜回收系统，先使低浓度丙烯得以富集，再经压缩/冷凝回收，从而提高丙烯的回收率。实际上，
不凝气丙烯回收过程是压缩/冷凝/膜分离组合工艺，是1个零排放的绿色工艺过程。国外大多PP装置都已应用了
此项膜技术，对降低丙烯消耗、节约原材料、保护环境起到了重要作用，并给企业生产带来可观的经济效益和社会
效益。
    2.2膜分离技术的应用方案
　　利用膜分离技术，对尾气回收系统不凝气排放部分进行流程改造，即将不凝气带走的丙烯由膜分离装置加以富
集后，再回到气柜，经压缩机压缩/冷凝回收，从而达到丙烯回收目的。
　　膜分离系统由2个膜分离器并列组成，装置的进料气为回收丙烯贮罐原排至火炬的不凝气。进料气首先经过分
液罐分离凝液，再经过过滤器滤掉其中的机械杂质和凝液，然后进入膜分离器进行分离回收，渗透侧的物料含有提
纯的丙烯回收至气柜，非渗透侧气体即尾气排入火炬。应用膜分离技术，该厂对PP尾气回收装置不凝气回收丙烯
的流程进行了改造，改造过程中只需与膜分离装置连接3个接口，各控制点均有采集点，可以监控和检查膜分离技
术效果。改造后整套系统采用自动控制，关键部位均设有保护连锁，采用PLC智能仪表对全套装置实行自动化控制，
确保安全运行，实现自动操作。
    3．现场运行分析
　　该套膜分离系统自2004年4月运行以来，分离性能稳定，达到了设计的运行标准，已正常运行1年多。
　　正常运行条件下冷凝器排放气作为膜分离器的入口组成，其处理量变化范围为80～120m3/h，在此条件下考察
丙烯的回收率与经过膜分离器后的尾气关系。如果在运行过程中控制膜分离后尾气中丙烯的浓度在10%以下，丙烯
的回收率可以达到85%以上。使用膜分离技术回收丙烯之后，气柜中的氮气体积浓度由8%升高到12%。这将增加一
些压缩机的功耗，但与整个装置降低的损失相比还是值得的。
    4.结束语
    (1） 应用膜分离技术回收了不凝气中的85%以上的丙烯，每年增加丙烯回收400t以上，可创经济效益约300
万元，PP生产成本降低，特别是丙烯消耗下降。同时保护了环境，对熄灭火炬工作起到了一定作用。
    （2） 膜分离装置的投资回报期为
4～6个月，因此有机蒸汽膜技术回收丙烯的成功，将会给PP行业带来新的生机，对石化装置其他有机蒸汽的回收
有很好的借鉴作用。