石脑油及乙烷裂解前脱丙烷与PDH耦合的方法技术

本发明专利技术涉及一种石脑油及乙烷裂解前脱丙烷与PDH耦合的方法，主要解决现有技术中分离流程冗长、占地面积大、固定投资高、产品结构不合理、运行成本高的问题。本发明专利技术通过采用一种石脑油及乙烷裂解前脱丙烷与PDH耦合的方法，在保持乙烯总产能不变的前提下，对于80～150万吨/年乙烯装置来说，产品与原料差价可节省3～7亿元人民币/年，同时可节约工程投资5～10亿元人民币，减少占地面积1.8公顷的技术方案较好地解决了上述问题，可用于石脑油及乙烷裂解前脱丙烷与PDH工艺耦合中。

Coupling method of depropane and PDH before naphtha and ethane pyrolysis

The invention relates to a method for coupling depropane with PDH before naphtha and ethane pyrolysis, which mainly solves the problems of long separation process, large area, high fixed investment, unreasonable product structure and high operation cost in the prior art. The invention adopts a method of coupling propane and PDH before naphtha and ethane cracking, and on the premise of keeping the total ethylene production capacity unchanged, for ethylene plant of 800-1.5 million tons/year, the difference between product and raw material can save 3-700 million yuan/year, at the same time, the investment of project can be saved 5-1 billion yuan, and the technical scheme of reducing the area of 18 hectares can be solved satisfactorily. The problems mentioned above can be used in the coupling of depropane and PDH process before naphtha and ethane pyrolysis.

【技术实现步骤摘要】
石脑油及乙烷裂解前脱丙烷与PDH耦合的方法
本专利技术涉及一种石脑油及乙烷裂解前脱丙烷与PDH耦合的方法，是一种丙烷脱氢PDH装置与石脑油及乙烷裂解前脱丙烷分离的乙烯装置耦合工艺；依托乙烯装置前脱丙烷工艺流程的现有分离设备，并保持乙烯总产能不变，实现PDH装置与乙烯装置前脱丙烷分离流程的耦合，降低了设备投资，减少了建设用地。本专利技术采用乙烷代替大部分石脑油，优化了原料结构，降低了运行成本，提高了乙烯工艺生产装置应对市场变化的应变能力。
技术介绍
乙烯装置包括裂解反应和分离精制2部分。现有乙烯主要是通过裂解石油产品来获得的，因此乙烯技术的发展与裂解工艺技术的发展是分不开的。而分离流程又分为裂解气深冷分离和裂解气油吸收分离2种工艺技术，前者在低温下将裂解气中烃类深冷冷凝下来，然后在合适的温度和压力下，通过精馏将各组分分离开来。根据分离顺序不同，深冷分离主要有顺序分离、前脱乙烷、前脱丙烷3种分离流程。本专利技术采用前脱丙烷分离技术，反应裂解气经压缩干燥后，先在脱丙烷塔进行分馏，塔顶为C3及C3以下轻组分，塔釜为C4及C4以上重组分。脱丙烷塔顶物料再依次经脱甲烷、脱乙烷、乙烯精馏、丙烯精馏等进行精馏分离，脱丙烷塔釜物料直接送往脱丁烷塔。目前，我国乙烯装置大多数采用石脑油作为裂解原料，但随着国际原油市场的动荡变化，节能和环保要求的提高，乙烯装置裂解原料轻质化、多元化、优质化成为必然的发展趋势。因此灵活采用石脑油和乙烷裂解原料，将乙烷代替大部分石脑油进行裂解生产乙烯，能够提高乙烯产率，可有效提高抵抗原料价格等市场风险的能力。但是，存在丙烯产量下降的不足和问题。为了提高丙烯产量，现有技术中的专利公布号CN105152840A公开了以C4为原料分离出的丙烷作为丙烷脱氢PDH装置的原料生产丙烯产品的方法。另外，将丙烷脱氢工艺和乙烯工艺进行耦合，也可以解决丙烯产量不足和下降的问题；专利公布号CN107602323A涉及丙烷脱氢工艺和轻烃裂解前脱丙烷工艺耦合，CN107602324A涉及丙烷脱氢工艺和石脑油裂解前脱丙烷工艺耦合，CN107673947A涉及丙烷脱氢工艺和石脑油裂解前脱乙烷工艺耦合。近年来，PDH装置与乙烯装置工艺耦合的报道越来越多，现有技术中，CN105152840A和CN107602323A和CN107602324A以及CN107673947A虽然优化了裂解原料，但是尚未见PDH工艺和石脑油和乙烷裂解前脱丙烷工艺耦合的报道。因此，现有技术存在分离流程长、运行成本高、固定投资大，占地面积多的问题。
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分离流程冗长、占地面积大、固定投资高、产品结构不合理、运行成本高的问题，提供一种新的石脑油及乙烷裂解前脱丙烷与PDH耦合的方法，具有分离流程短、占地面积小、固定投资低、产品结构合理、运行成本低的优点。为解决上述问题，本专利技术采用的技术方案如下：一种石脑油及乙烷裂解前脱丙烷与PDH耦合的方法，包括：(1)乙烯装置反应系统：石脑油和乙烷裂解原料进入裂解反应单元裂解为烃类混和气，送往急冷单元，经急冷、水洗后，裂解气中分离出裂解汽油和裂解燃料油作为最终副产品送出界外，其余组分的裂解气送往压缩及干燥单元压缩、碱洗、干燥、深冷后，送往下游前脱丙烷分离系统；(2)PDH装置反应系统：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顶物料混合后进入丙烷气化罐进行气化，气化后的气相经预热后进入加热炉和脱氢反应系统进行脱氢反应，生成的产品气经冷却后进入分离系统进行分离；(3)耦合装置分离系统：乙烯装置裂解气与PDH装置产品气混和后送入耦合装置压缩、干燥、深冷及分离系统，压缩、干燥、深冷后的混和气进入高压脱丙烷单元，塔顶分离出部分C3及C3更轻组分，送往脱甲烷单元；塔釜分离出部分C3及C3更重组分，送往低压脱丙烷单元；低压脱丙烷单元塔顶分离出C3，送往丙烯精馏单元；塔釜分离出C4及C4更重组分，送往脱丁烷塔；脱甲烷单元塔顶分离出甲烷氢作为副产物送出界外，塔釜分离出包含所有C2在内的重组分，送往脱乙烷单元；脱乙烷单元对脱甲烷塔釜物料进行分离；脱乙烷塔塔顶为C2组分，送往乙烯精馏单元；塔釜为C3组分，送往丙烯精馏单元；乙烯精馏单元将脱乙烷塔塔顶物料精馏分离，塔顶得到乙烯，塔底得到乙烷；乙烯作为产品送出界外，乙烷循环返回裂解单元。丙烯精馏系统将低压脱丙烷塔顶物料和脱乙烷单元塔釜物料精馏分离，塔顶得到丙烯，塔底得到丙烷，丙烯作为产品送出界外，丙烷循环返回PDH反应单元；脱丁烷系统输入来自低压脱丙烷塔底物料和PDH装置脱油塔塔底物料，物料经过精馏分离，塔顶得到混和C4组分、塔底得到裂解汽油，混和C4组分作为最终副产品送出界外，裂解汽油与来自乙烯装置急冷单元的裂解汽油合并也送出界外。上述技术方案中，优选地，乙烯装置公称能力为80～150万吨/年。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，乙烯装置裂解炉的操作条件为：反应压力0.10～0.25MPaA，反应温度810～870℃。上述技术方案中，优选地，PDH装置反应器的操作条件为：反应压力0.10～0.35MPaA，反应温度500～700℃。上述技术方案中，优选地，耦合后的工艺生产装置乙烯公称能力与原有乙烯装置相比，乙烯公称能力不变，压缩及分离系统负荷约为原有乙烯装置的101～247％。上述技术方案中，优选地，乙烯装置原料重量组成为30％石脑油70％乙烷。上述技术方案中，优选地，充分依托乙烯装置现有生产设备进行分离，乙烯装置部分设备生产负荷相对提高，但PDH装置使用的设备减少，取消了产品气压缩机、产品气干燥器、脱乙烷塔进料干燥器、脱乙烷塔、冷箱系统、丙烯精馏塔、丙烯精馏塔进料脱硫床、乙烯制冷压缩机、丙烯制冷压缩机。本专利技术在乙烯装置现有前脱丙烷分离设备的基础上，保持乙烯总产能不变的前提下，采用石脑油和乙烷作为裂解原料，采用丙烷作为脱氢原料，实现PDH装置与乙烯装置的一体化耦合。对于80～150万吨/年乙烯装置，其中产品与原料差价可节省3～7亿元人民币/年，同时可节约工程投资5～10亿元人民币，减少占地面积1.8公顷，取得了较好的技术效果和经济效益。下面通过实施例对本专利技术作进一步的阐述，但不仅限于本实施例。具体实施方式【比较例1】现有技术中的乙烯装置采用前脱丙烷分离流程，公称能力80万吨/年，蒸汽热裂解原料为石脑油，裂解选择性P/E＝0.47。乙烯产量80.00万吨/年，丙烯产量37.60万吨/年，消耗石脑油254.96万吨/年。PDH装置公称能力60万吨/年，丙烯产量51.90万吨/年，丙烷消耗62.93万吨/年。【实施例1】采用本专利技术一种石脑油及乙烷裂解前脱丙烷与PDH耦合的方法，工艺流程如下：(1)乙烯装置反应系统：石脑油和乙烷裂解原料进入裂解反应单元裂解为烃类混和气，送往急冷单元，经急冷、水洗后，裂解气中分离出裂解汽油和裂解燃料油作为最终副产品送出界外，其余组分的裂解气送往压缩及干燥单元压缩、碱洗、干燥、深冷后，送往下游前脱丙烷分离系统。(2)PDH装置反应系统：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顶物料混合后进入丙烷气化罐进行气化，气化后的气相经预热后进入加热炉和脱氢反应系统进行脱氢本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石脑油及乙烷裂解前脱丙烷与PDH耦合的方法，包括：(1)乙烯装置反应系统：石脑油和乙烷裂解原料进入裂解反应单元裂解为烃类混和气，送往急冷单元，经急冷、水洗后，裂解气中分离出裂解汽油和裂解燃料油作为最终副产品送出界外，其余组分的裂解气送往压缩及干燥单元压缩、碱洗、干燥、深冷后，送往下游前脱丙烷分离系统；(2)PDH装置反应系统：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顶物料混合后进入丙烷气化罐进行气化，气化后的气相经预热后进入加热炉和脱氢反应系统进行脱氢反应，生成的产品气经冷却后进入分离系统进行分离；(3)耦合装置分离系统：乙烯装置裂解气与PDH装置产品气混和后送入耦合装置压缩、干燥、深冷及分离系统，压缩、干燥、深冷后的混和气进入高压脱丙烷单元，塔顶分离出部分C3及C3更轻组分，送往脱甲烷单元；塔釜分离出部分C3及C3更重组分，送往低压脱丙烷单元；低压脱丙烷单元塔顶分离出C3，送往丙烯精馏单元；塔釜分离出C4及C4更重组分，送往脱丁烷塔；脱甲烷单元塔顶分离出甲烷氢作为副产物送出界外，塔釜分离出包含所有C2在内的重组分，送往脱乙烷单元；脱乙烷单元对脱甲烷塔釜物料进行分离；脱乙烷塔塔顶为C2组分，送往乙烯精馏单元；塔釜为C3组分，送往丙烯精馏单元；乙烯精馏单元将脱乙烷塔塔顶物料精馏分离，塔顶得到乙烯，塔底得到乙烷；乙烯作为产品送出界外，乙烷循环返回裂解单元。丙烯精馏系统将低压脱丙烷塔顶物料和脱乙烷单元塔釜物料精馏分离，塔顶得到丙烯，塔底得到丙烷，丙烯作为产品送出界外，丙烷循环返回PDH反应单元；脱丁烷系统输入来自低压脱丙烷塔底物料和PDH装置脱油塔塔底物料，物料经过精馏分离，塔顶得到混和C4组分、塔底得到裂解汽油，混和C4组分作为最终副产品送出界外，裂解汽油与来自乙烯装置急冷单元的裂解汽油合并也送出界外。...

【技术特征摘要】
1.一种石脑油及乙烷裂解前脱丙烷与PDH耦合的方法，包括：(1)乙烯装置反应系统：石脑油和乙烷裂解原料进入裂解反应单元裂解为烃类混和气，送往急冷单元，经急冷、水洗后，裂解气中分离出裂解汽油和裂解燃料油作为最终副产品送出界外，其余组分的裂解气送往压缩及干燥单元压缩、碱洗、干燥、深冷后，送往下游前脱丙烷分离系统；(2)PDH装置反应系统：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顶物料混合后进入丙烷气化罐进行气化，气化后的气相经预热后进入加热炉和脱氢反应系统进行脱氢反应，生成的产品气经冷却后进入分离系统进行分离；(3)耦合装置分离系统：乙烯装置裂解气与PDH装置产品气混和后送入耦合装置压缩、干燥、深冷及分离系统，压缩、干燥、深冷后的混和气进入高压脱丙烷单元，塔顶分离出部分C3及C3更轻组分，送往脱甲烷单元；塔釜分离出部分C3及C3更重组分，送往低压脱丙烷单元；低压脱丙烷单元塔顶分离出C3，送往丙烯精馏单元；塔釜分离出C4及C4更重组分，送往脱丁烷塔；脱甲烷单元塔顶分离出甲烷氢作为副产物送出界外，塔釜分离出包含所有C2在内的重组分，送往脱乙烷单元；脱乙烷单元对脱甲烷塔釜物料进行分离；脱乙烷塔塔顶为C2组分，送往乙烯精馏单元；塔釜为C3组分，送往丙烯精馏单元；乙烯精馏单元将脱乙烷塔塔顶物料精馏分离，塔顶得到乙烯，塔底得到乙烷；乙烯作为产品送出界外，乙烷循环返回裂解单元。丙烯精馏系统将低压脱丙烷塔顶物料和脱乙烷单元塔釜物料精馏分离，塔顶得到丙烯，塔底得到丙烷，丙烯作为产品送出界外，丙烷循环返回PDH反应单元；脱丁烷系统输入来自低压脱丙烷塔底物料和P...

【专利技术属性】
技术研发人员：周茹英，张永生，彭婷婷，
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