丙烷脱氢工艺与石脑油裂解前脱乙烷工艺耦合的方法技术

本发明专利技术涉及一种丙烷脱氢工艺与石脑油裂解前脱乙烷工艺耦合的方法，主要解决现有技术中存在设备利用率低、工程投资费用高、设备占地面积大、低碳烯烃产量低的问题。本发明专利技术通过采用一种丙烷脱氢工艺与石脑油裂解前脱乙烷工艺耦合的方法，将乙烯装置设备局部扩能，设置裂解炉与PDH反应器“二头”和分离单元“一体”及并联二台丙烯塔“二尾”的方法，在80～150万吨/年乙烯装置和60万吨/年PDH装置，选择性P/E＝0.47～0.60条件下，增产乙烯1.313％～2.462％，增产丙烯57.667％～117.955％，降低投资7.609％～8.077％，减少占地1.8公顷的技术方案较好地解决了上述问题，可用于丙烷脱氢工艺与石脑油裂解前脱乙烷工艺耦合中。

The coupling method of propane dehydrogenation process with naphtha cracking before decomposition of ethane

The invention relates to a coupling method of propane dehydrogenation process and deethane process before naphtha pyrolysis. It mainly solves the problem of low utilization rate of equipment, high investment cost, large area occupied by equipment and low yield of low carbon olefin in existing technology. The invention adopts a propane dehydrogenation process with naphtha pyrolysis process before deethanizing coupling method, the ethylene plant local expansion, setting method of cracking furnace with PDH reactor \two head\ and \one\ separation unit and parallel two propylene tower \two tail\, in 80~150 kt / a ethylene plant and 600 thousand tons / year PDH unit, selective P/E = 0.47 ~ 0.60, 1.313% ~ 2.462% yield of ethylene, propylene and 57.667% ~ 117.955%, 7.609% ~ 8.077% to reduce the investment, reduce the technical scheme covers an area of 1.8 hectares to solve these problems, can be used for propane dehydrogenation and cracking of naphtha before deethanizing process coupling.

【技术实现步骤摘要】
丙烷脱氢工艺与石脑油裂解前脱乙烷工艺耦合的方法
本专利技术涉及一种丙烷脱氢工艺(PDH)装置与石脑油热裂解前脱乙烷分离的乙烯装置耦合工艺；在保持乙烯装置裂解原料不变，充分依托乙烯装置前脱乙烷分离流程的现有设备并进行局部扩能改造的前提下，实现PDH装置与乙烯装置的耦合，以增加低碳烯烃的产量、降低设备工程投资，减少建设用地。同时，本专利技术不仅降低工业生产装置的固定投资和运行成本，也充分提高了工艺装置应对市场变化的灵活性，可应用于乙烯、丙烯和低碳烯烃的工业生产中。
技术介绍
乙烯和丙烯是重要的石油化工基础原料。目前，乙烯装置是主要的制备乙烯、丙烯等低碳烯烃产品，尤其是制备乙烯产品的工业生产装置，与乙烯装置相比，PDH装置能够生产更多的丙烯产品。乙烯装置和PDH装置为了生产合格的乙烯、丙烯、混合碳四等产品都要求对乙烯装置裂解气和PDH装置反应气进行分离精制。因此，将前脱乙烷工艺的乙烯装置与PDH装置分离流程进行一体化耦合，在保持乙烯装置裂解原料不变，充分依托乙烯装置前脱乙烷分离流程的现有设备并进行局部扩能改造的前提下，能够有效地增加丙烯产量，是一条可行的制备低碳烯烃生产路线。目前，世界上丙烷脱氢制丙烯专利技术有：ABBLummus公司的Catofin工艺、UOP公司的Oleflex工艺、Uhde公司的Star工艺、Snamprogetti/Yarsintz公司的FBD-4工艺以及林德/巴斯夫公司的PDH工艺。这些工艺普遍采用深冷分离工艺来精制提纯丙烷脱氢制丙烯的反应产物。同时，深冷分离工艺也是石脑油蒸汽裂解产物分离精制的主要方法。虽然深冷分离工艺具有技术成熟、应用广泛、物料回收率高等优点，但是深冷分离的工艺操作温度较低，对设备材质要求比较高，由此工程建设投资也比较大。将前脱乙烷工艺与PDH分离工艺进行耦合，充分依托乙烯装置前脱乙烷分离流程的现有设备，仅仅对现有设备进行局部扩能改造，可大大降低工程建设投资。近年来PDH的应用越来越多，如专利公开号CN103664455A一种丙烯的制备方法，专利公开号CN106316761A丙烷脱氢制丙烯反应产物的分离方法，专利公开号CN105152840A一种碳四烃物流的精制工艺，都公开了PDH工艺制备丙烯的方法。现有技术中，专利公开号CN103664455A和专利公开号CN106316761A以及专利公开号CN105152840A虽然公开了PDH工艺制备丙烯的方法，但是尚未见PDH工艺和石脑油裂解前脱乙烷工艺耦合的报道。采用分别设置乙烯装置和PDH装置的传统工艺技术路线存在设备工程投资高、占地面积大、低碳烯烃产量低等问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是现有技术中存在设备利用率低、工程投资费用高、设备占地面积大、低碳烯烃产量低的问题，提供一种新的丙烷脱氢工艺与石脑油裂解前脱乙烷工艺耦合的方法，具有设备利用率高、工程投资费用低、设备占地面积小、低碳烯烃产量高的优点。为解决上述问题，本专利技术采用的技术方案如下：一种丙烷脱氢工艺与石脑油裂解前脱乙烷工艺耦合的方法，保持乙烯装置裂解原料不变，其中，(1)丙烷脱氢PDH装置：新鲜丙烷进料与来自丙烯精馏塔塔底循环丙烷进料以及脱油塔的塔顶凝液进料混合，进入丙烷气化罐进行气化，气相丙烷经加热后送至脱氢反应系统，进行脱氢反应，生成反应产物丙烯，反应产物经冷却后送至乙烯装置裂解气压缩机入口，丙烷气化罐的液体送至脱油塔，脱油塔塔顶凝液去丙烷气化罐，脱油塔塔釜混合C4去乙烯装置脱丁烷塔；(2)石脑油裂解制乙烯装置：石脑油进入乙烯装置裂解单元，在裂解单元生成高温裂解气，经急冷后裂解气送至裂解气压缩机入口；(3)耦合装置：乙烯装置裂解气与PDH装置反应产品气合并一起经过压缩、碱洗、干燥后进入脱乙烷单元，在脱乙烷单元中，塔釜分离出C3和C3以上组分送入脱丙烷单元，塔顶分离出C2和C2以下组分送入脱甲烷单元；在脱甲烷单元中，塔釜分离出C2组分送入乙烯精馏单元，塔顶分离出甲烷氢作为副产物送出界区；在脱丙烷单元中，塔釜分离出C4和C4以上组分送入脱丁烷单元，塔顶分离出C3分别送入丙烯精馏单元，最终得到聚合级乙烯产品、聚合级丙烯产品和副产品。上述技术方案中，优选地，副产品包括甲烷氢、C4馏分、裂解汽油、裂解燃料油。上述技术方案中，优选地，耦合装置中分离出的乙烷返回至乙烯装置裂解单元，丙烷返回至PDH装置丙烷气化罐。上述技术方案中，优选地，PDH装置反应产品气和乙烯装置裂解气分别经反应、急冷后，二股物料合并一起进行压缩、碱洗、干燥；然后合并的乙烯装置裂解气与PDH反应产品气共用一套脱乙烷、脱丙烷、脱甲烷、脱丁烷、乙烯精馏、乙烯冷冻、丙烯冷冻系统。上述技术方案中，优选地，乙烯装置公称能力为80～150万吨/年，裂解选择性为：丙烯/乙烯＝0.47～0.60。上述技术方案中，优选地，PDH装置公称能力为60万吨/年。上述技术方案中，优选地，PDH装置反应产物送往乙烯装置裂解气压缩机入口后会导致乙烯装置压缩、碱洗、干燥和分离单元超负荷，负荷为原设计符合的134％～165％，所述的超负荷单元需要进行局部扩能改造以达到要求。本专利技术涉及一种PDH工艺与石脑油裂解前脱乙烷工艺耦合的方法。在保持裂解原料进料量不变的前提下，依托乙烯装置现有设备并进行局部扩能改造，设置乙烯裂解炉和PDH反应器“二头”和工艺耦合的分离单元“一体”以及并联丙烯精馏塔1和丙烯精馏塔2“二尾”的方法，由此简化了PDH装置工艺流程。与单独设置PDH装置相比，由于采用本专利技术的工艺耦合方法，PDH装置取消了压缩、碱洗、干燥和脱乙烷、脱丙烷、脱甲烷、脱丁烷、乙烯精馏、乙烯冷冻、丙烯冷冻系统；仅仅设置PDH反应系统和2个碳三分离的丙烯精馏系统，与乙烯装置前脱乙烷分离流程进行高度一体化耦合，组合为“二头一体二尾”的新型耦合方法，因此简单了工艺流程、提高了设备利用率、大大节省了工程投资、减少了设备占地面积、增加了乙烯丙烯等低碳烯烃的产量。对于80～150万吨/年乙烯装置和60万吨/年PDH装置来说，在裂解选择性P/E＝0.47～0.60条件下，与乙烯装置相比，增产乙烯1.313％～2.462％，增产丙烯57.667％～117.955％；与乙烯装置和PDH装置分别设置相比，可降低投资7.609％～8.077％，减少占地面积1.8公顷；由此，取得了较好的技术和经济效果。附图说明图1为本专利技术的PDH装置与前脱乙烷分离流程的乙烯装置工艺耦合后的流程示意图。其中：100～110单元为乙烯装置裂解单元和急冷单元，300～400单元为PDH装置反应单元，200～260单元为耦合装置分离单元。(1)乙烯装置：裂解反应系统的石脑油裂解原料101首先进入100热裂解单元并在其中的裂解炉内发生裂解反应生成烯烃混和物的裂解气102。然后裂解气102送往110急冷单元，裂解气102在急冷单元110中经急冷、水洗后，裂解汽油113和裂解燃料油112作为最终副产品送出界外，裂解气111送往200压缩及碱洗单元。(2)PDH装置：PDH反应系统的新鲜丙烷进料301与来自丙烯精馏塔塔底循环丙烷进料211以及脱油塔310的塔顶凝液311混合后，进入丙烷气化罐300进行气化。气化后的气相302经预热后，进入加热炉和脱氢反应系统400，进行脱氢反应，生本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种丙烷脱氢工艺与石脑油裂解前脱乙烷工艺耦合的方法，保持乙烯装置裂解原料不变，其中，(1)丙烷脱氢PDH装置：新鲜丙烷进料与来自丙烯精馏塔塔底循环丙烷进料以及脱油塔的塔顶凝液进料混合，进入丙烷气化罐进行气化，气相丙烷经加热后送至脱氢反应系统，进行脱氢反应，生成反应产物丙烯，反应产物经冷却后送至乙烯装置裂解气压缩机入口，丙烷气化罐的液体送至脱油塔，脱油塔塔顶凝液去丙烷气化罐，脱油塔塔釜混合C4去乙烯装置脱丁烷塔；(2)石脑油裂解制乙烯装置：石脑油进入乙烯装置裂解单元，在裂解单元生成高温裂解气，经急冷后裂解气送至裂解气压缩机入口；(3)耦合装置：乙烯装置裂解气与PDH装置反应产品气合并一起经过压缩、碱洗、干燥后进入脱乙烷单元，在脱乙烷单元中，塔釜分离出C3和C3以上组分送入脱丙烷单元，塔顶分离出C2和C2以下组分送入脱甲烷单元；在脱甲烷单元中，塔釜分离出C2组分送入乙烯精馏单元，塔顶分离出甲烷氢作为副产物送出界区；在脱丙烷单元中，塔釜分离出C4和C4以上组分送入脱丁烷单元，塔顶分离出C3分别送入丙烯精馏单元，最终得到聚合级乙烯产品、聚合级丙烯产品和副产品。

【技术特征摘要】
1.一种丙烷脱氢工艺与石脑油裂解前脱乙烷工艺耦合的方法，保持乙烯装置裂解原料不变，其中，(1)丙烷脱氢PDH装置：新鲜丙烷进料与来自丙烯精馏塔塔底循环丙烷进料以及脱油塔的塔顶凝液进料混合，进入丙烷气化罐进行气化，气相丙烷经加热后送至脱氢反应系统，进行脱氢反应，生成反应产物丙烯，反应产物经冷却后送至乙烯装置裂解气压缩机入口，丙烷气化罐的液体送至脱油塔，脱油塔塔顶凝液去丙烷气化罐，脱油塔塔釜混合C4去乙烯装置脱丁烷塔；(2)石脑油裂解制乙烯装置：石脑油进入乙烯装置裂解单元，在裂解单元生成高温裂解气，经急冷后裂解气送至裂解气压缩机入口；(3)耦合装置：乙烯装置裂解气与PDH装置反应产品气合并一起经过压缩、碱洗、干燥后进入脱乙烷单元，在脱乙烷单元中，塔釜分离出C3和C3以上组分送入脱丙烷单元，塔顶分离出C2和C2以下组分送入脱甲烷单元；在脱甲烷单元中，塔釜分离出C2组分送入乙烯精馏单元，塔顶分离出甲烷氢作为副产物送出界区；在脱丙烷单元中，塔釜分离出C4和C4以上组分送入脱丁烷单元，塔顶分离出C3分别送入丙烯精馏单元，最终得到聚合级乙烯产品、聚合级丙烯产品和副产品。2.根据权利要求1所述丙烷脱氢工艺与石脑油裂解前脱乙烷工艺耦合的方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：张永生，陈益，
申请(专利权)人：中石化上海工程有限公司，中石化炼化工程集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31