一种乙烯生产和乙苯生产的组合工艺及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种乙烯生产和乙苯生产的组合工艺及系统，该工艺包括以下步骤：(1)裂解转化、(2)工艺气压缩净化、(3)吸收解吸、(4)丙烯精制、(5)芳烃分离、(6)干气制乙苯及(7)尾气回收。本发明专利技术还提供了一种乙烯生产和乙苯生产的组合系统。本发明专利技术所提供的方法及系统可以生产乙苯和聚合级丙烯，既为乙苯装置提供了合格原料，同时又降低了工艺气压缩机的出口压力，省掉了现有聚合级乙烯分离中的深冷分离(不需要分离出聚合级乙烯，不需要进行深冷分离)，大大缩短了乙烯装置的分离流程，大幅节约了能耗及投资，降低了乙苯和丙烯的生产成本。

A combination process and system for ethylene production and ethylbenzene production

The invention provides a combined process and system for ethylene production and ethylbenzene production. The process comprises the following steps: (1) cracking conversion, (2) process gas compression and purification, (3) absorption and desorption, (4) propylene refining, (5) aromatics separation, (6) dry gas production of ethylbenzene and (7) tail gas recovery. The invention also provides a combination system for the production of ethylene and ethylbenzene. Method and system provided by the invention can produce ethylbenzene and polymer grade propylene, which provide qualified raw material for ethylbenzene unit, while reducing process gas compressor outlet pressure, saves the existing polymerization grade ethylene cryogenic separation in the separation (without separation of polymer grade ethylene, does not require cryogenic separation). Shorten the separation process of ethylene plant, greatly saves the energy consumption and investment, reduce the production cost of ethylbenzene and propylene.

【技术实现步骤摘要】
一种乙烯生产和乙苯生产的组合工艺及系统
本专利技术涉及一种乙烯生产和乙苯生产的组合工艺及系统，属于石油化工、煤化工

技术介绍
乙烯是石油化学工业最重要的基础原料之一，通过乙烯聚合、乙烯与苯的烷基化以及乙烯与水、氧、卤素等的加成反应可以得到一系列极有价值的衍生物。乙烯装置是石油化工的核心装置，乙烯工业的水平标志着一个国家的石油化工发展水平，而衡量乙烯装置的关键指标是能耗，乙烯装置是巨大的耗能装置，正因为如此，乙烯装置的节能很受重视，尤其是乙烯装置的分离系统。随着石油化工、煤化工技术的进步，目前乙烯生产方法包括传统蒸汽裂解、催化裂解、甲醇转化制烯烃。其中，传统蒸汽裂解的原料包括乙烷、丙烷、液化气、石脑油、抽余油等，反应的核心设备是裂解炉，分离系统采用深冷分离，所生产产品为聚合级乙烯、丙烯产品，但是该方法流程长，投资大。催化裂解技术以石脑油等轻烃为原料，在流化床反应器中将石脑油等轻烃原料转化成乙烯、丙烯等产品，其反应温度较裂解炉有所降低，分离系统与传统乙烯装置分离系统相同。甲醇转化制烯烃技术为以甲醇为原料，在流化床反应器中，将甲醇催化转化为乙烯、丙烯，与传统乙烯装置分离系统不同，甲醇转化制烯烃技术中乙烯的分离采用了吸收流程。上述三种乙烯生产方法最终分离出的均为聚合级的液相乙烯产品，为实现此目的，均需要对工艺气增压至3.0MPaG以上，干燥后，再经冷箱分离，上述三种乙烯生产工艺流程长，投资大，操作复杂。乙苯也是一种重要的有机化工原料，其主要用于生产苯乙烯(其产量居于世界聚烯烃单体产量的第三位)。我国是苯乙烯消耗大国，虽然近年来随着一批大型乙苯装置的投产，我国苯乙烯市场供应紧张的形势已有所缓解，但仍需要依赖国外进口。目前，由中国科学院大连化学物理研究所研发的催化干气(乙烯含量15％以上)制乙苯第一代至第五代系列成套技术已经获得包括中国、美国、欧洲等国家和地区在内的40余件授权专利，并且该技术已应用于中国石油、中国石化、中化集团等多家单位，产生了巨大的经济和社会效益。目前，化工装置间流程整合是减低能耗，节约投资的有效方法。而乙烯生产与乙苯生产工艺流程上的组合尚未见到报道。
技术实现思路
为了解决上述的缺点和不足，本专利技术的目的在于提供一种乙烯生产和乙苯生产的组合工艺。本专利技术的目的还在于提供一种乙烯生产和乙苯生产的组合系统。为达到上述目的，本专利技术提供一种乙烯生产和乙苯生产的组合工艺，其包括以下步骤：(1)裂解转化：将轻烃原料与水蒸汽混合后进行裂解转化反应，得到富含乙烯、丙烯的转化系统出料气；(2)工艺气压缩净化：将所述富含乙烯、丙烯的转化系统出料气进行热量回收，再对该热量回收后的出料气加压，加压后所得气体经循环水冷却以冷凝分离该气体中的部分重烃组分，再脱除所得气体中杂质后，得到经压缩净化后的工艺气；(3)吸收解吸：采用吸收剂在吸收塔中对所述经压缩净化后的工艺气进行吸收，然后经解吸操作以实现C2组分及更轻组分与C3组分及C3以上重组分的分离，再将C3组分与C3以上重组分进行分离，其中，吸收塔塔顶气即为富乙烯气；(4)丙烯精制：对步骤(3)所得C3组分进行精馏操作，以实现丙烯与丙烷的分离；(5)芳烃分离：将步骤(2)分离得到的重烃组分与步骤(3)得到的C3以上重组分混合后进行精馏分离，以实现C4-C6的非芳烃组分、苯及芳烃汽油的分离，其中，所述C4-C6的非芳烃组分返回步骤(1)作为轻烃原料进行裂解转化，所述苯用于制乙苯；(6)干气制乙苯：将步骤(3)所述的富乙烯气与苯混合，其中富乙烯气中的乙烯与苯发生反应，得到乙苯及尾气；(7)尾气回收：对步骤(6)中所述尾气采用变压吸附处理或者膜分离处理，得到乙烷、氢气及富甲烷尾气。根据本专利技术具体实施方案，在所述的组合工艺中，优选地，该工艺还包括步骤(8)：将步骤(4)所得丙烷、步骤(7)所得乙烷与水蒸汽混合后进入裂解炉进行热裂解反应，得到富含乙烯、丙烯的裂解气。根据本专利技术具体实施方案，在所述的组合工艺中，优选地，所述步骤(2)工艺气压缩净化为将所述富含乙烯、丙烯的转化系统出料气与富含乙烯、丙烯的裂解气混合后进行热量回收，再对该热量回收后的混合气加压并脱除杂质，得到经压缩净化后的工艺气。根据本专利技术具体实施方案，在所述的组合工艺中，优选地，步骤(1)中所述轻烃原料包括乙烷、丙烷、液化气、石脑油、抽余油、加氢尾油及甲醇中的一种或几种的组合。根据本专利技术具体实施方案，在所述的组合工艺中，步骤(1)所述富含乙烯、丙烯的转化系统出料气含有氢气、甲烷、乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、水以及C4及C4以上重烃。根据本专利技术具体实施方案，在所述的组合工艺中，优选地，步骤(2)中所述加压采用2-3级压缩，每级压缩后所得气体均需采用循环水进行冷却至30-50℃，再进行下一次压缩，在该加压过程中所述富含乙烯、丙烯的转化系统出料气中的部分重烃组分被冷凝分离，更优选地，所述工艺气压缩净化过程所采用的压缩机末段出口压力为1.2-2.0MPaG。根据本专利技术具体实施方案，在所述的组合工艺中，步骤(2)中所述除杂处理为采用本领域常规手段进行的，其中，所述杂质包括CO2、H2S等酸性气体以及炔烃、二烯烃等。根据本专利技术具体实施方案，在所述的组合工艺中，步骤(2)中经压缩净化后的工艺气含有C1-C4低碳烃、氢气以及少量C5以上重组份烃。其中，富含乙烯、丙烯的转化系统出料气所含的重烃组分，在未经加压之前，其是不会冷凝出来的，在经加压之后，加压后的气体经循环水冷却至30-50℃左右(即加压前的温度)，由于压力升高，这时候部分重烃才会被冷凝下来，但是不能全部冷凝出来。根据本专利技术具体实施方案，在所述的组合工艺中，步骤(3)所述吸收解吸具体包括以下步骤：利用吸收剂在吸收塔中对工艺气压缩净化单元来的工艺气进行吸收，将C3组分及C3以上重组分全部吸收下来，同时少量C2组分及更轻组分也被吸收下来，然后吸收塔所得吸收液再经解吸塔进行加热解吸(通过蒸汽加热控制)，以将吸收液内的少量C2组分及更轻组分解吸出去回吸收塔进一步被吸收(解吸的同时少量C3以上重组分也会被解吸出来，因此需回吸收塔进一步被吸收分离)，从吸收塔塔顶出来的气体即为富含氢气、甲烷、乙烷、乙烯的气体(即富乙烯气)，随转化系统所采用工艺的影响，吸收塔塔顶气中乙烯含量在20wt％-80wt％之间变化，吸收塔塔顶富乙烯气送干气制乙苯单元。解吸塔塔釜液进行C3与更重组份的分离，C3进丙烯精制单元，更重组份进芳烃分离单元。并且本专利技术对加热解吸的温度不作具体要求，本领域技术人员可以根据现场条件及作业需要合理设置该解吸的温度，只要保证可以实现本专利技术的目的即可。根据本专利技术具体实施方案，在所述的组合工艺中，优选地，步骤(3)中所述吸收操作采用中低温吸收；更优选地，所述吸收温度为-40-10℃，吸收压力为0.8-1.8MPaG。根据本专利技术具体实施方案，在所述的组合工艺中，优选地，步骤(3)中所述吸收剂包括苯、芳烃汽油、石脑油及混苯中的一种或几种的组合；更优选地，所述吸收剂为步骤(5)所得芳烃汽油。其中，本专利技术对吸收剂的用量不作具体要求，本领域技术人员可以根据现场作业需要合理设置所用吸收剂的用量，只要保证可以实现本专利技术的目的即可。根据本专利技术具体实施方案，在所述的组合工艺中，优选地，以步骤(3)中所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种乙烯生产和乙苯生产的组合工艺，其包括以下步骤：(1)裂解转化：将轻烃原料与水蒸汽混合后进行裂解转化反应，得到富含乙烯、丙烯的转化系统出料气；(2)工艺气压缩净化：将所述富含乙烯、丙烯的转化系统出料气进行热量回收，再对该热量回收后的出料气加压，加压后所得气体经循环水冷却以冷凝分离该气体中的部分重烃组分，再脱除所得气体中杂质后，得到经压缩净化后的工艺气；(3)吸收解吸：采用吸收剂在吸收塔中对所述经压缩净化后的工艺气进行吸收，然后经解吸操作以实现C2组分及更轻组分与C3组分及C3以上重组分的分离，再将C3组分与C3以上重组分进行分离，其中，吸收塔塔顶气即为富乙烯气；(4)丙烯精制：对步骤(3)所得C3组分进行精馏操作，以实现丙烯与丙烷的分离；(5)芳烃分离：将步骤(2)分离得到的重烃组分与步骤(3)得到的C3以上重组分混合后进行精馏分离，以实现C4‑C6的非芳烃组分、苯及芳烃汽油的分离，其中，所述C4‑C6的非芳烃组分返回步骤(1)作为轻烃原料进行裂解转化，所述苯用于制乙苯；(6)干气制乙苯：将步骤(3)所述的富乙烯气与苯混合，其中富乙烯气中的乙烯与苯发生反应，得到乙苯及尾气；(7)尾气回收：对步骤(6)中所述尾气采用变压吸附处理或者膜分离处理，得到乙烷、氢气及富甲烷尾气。...

【技术特征摘要】
1.一种乙烯生产和乙苯生产的组合工艺，其包括以下步骤：(1)裂解转化：将轻烃原料与水蒸汽混合后进行裂解转化反应，得到富含乙烯、丙烯的转化系统出料气；(2)工艺气压缩净化：将所述富含乙烯、丙烯的转化系统出料气进行热量回收，再对该热量回收后的出料气加压，加压后所得气体经循环水冷却以冷凝分离该气体中的部分重烃组分，再脱除所得气体中杂质后，得到经压缩净化后的工艺气；(3)吸收解吸：采用吸收剂在吸收塔中对所述经压缩净化后的工艺气进行吸收，然后经解吸操作以实现C2组分及更轻组分与C3组分及C3以上重组分的分离，再将C3组分与C3以上重组分进行分离，其中，吸收塔塔顶气即为富乙烯气；(4)丙烯精制：对步骤(3)所得C3组分进行精馏操作，以实现丙烯与丙烷的分离；(5)芳烃分离：将步骤(2)分离得到的重烃组分与步骤(3)得到的C3以上重组分混合后进行精馏分离，以实现C4-C6的非芳烃组分、苯及芳烃汽油的分离，其中，所述C4-C6的非芳烃组分返回步骤(1)作为轻烃原料进行裂解转化，所述苯用于制乙苯；(6)干气制乙苯：将步骤(3)所述的富乙烯气与苯混合，其中富乙烯气中的乙烯与苯发生反应，得到乙苯及尾气；(7)尾气回收：对步骤(6)中所述尾气采用变压吸附处理或者膜分离处理，得到乙烷、氢气及富甲烷尾气。2.根据权利要求1所述的组合工艺，其特征在于，该工艺还包括步骤(8)：将步骤(4)所得丙烷、步骤(7)所得乙烷与水蒸汽混合后进入裂解炉进行热裂解反应，得到富含乙烯、丙烯的裂解气。3.根据权利要求2所述的组合工艺，其特征在于，所述步骤(2)工艺气压缩净化为将所述富含乙烯、丙烯的转化系统出料气与富含乙烯、丙烯的裂解气混合后进行热量回收，再对该热量回收后的混合气加压并脱除杂质，得到经压缩净化后的工艺气。4.根据权利要求1-3任一项所述的组合工艺，其特征在于，步骤(1)中所述轻烃原料包括乙烷、丙烷、液化气、石脑油、抽余油、加氢尾油及甲醇中的一种或几种...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘汉英，陈意心，郭炜，刘纯权，
申请(专利权)人：北京石油化工工程有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11