轻烃裂解前脱乙烷工艺与PDH工艺耦合的方法技术

本发明专利技术涉及一种轻烃裂解前脱乙烷工艺与PDH工艺耦合的方法，主要解决现有技术中工程建设投资高，占地面积大，丙烯收率低的问题。本发明专利技术通过采用一种轻烃裂解前脱乙烷工艺与PDH工艺耦合的方法，将80～120万吨/年乙烯装置与60万吨/年PDH装置耦合以优化产品结构，丙烯/乙烯比由0.23增加至0.67～0.88，降低设备投资4.64～9.16亿元人民币，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，可用于轻烃裂解前脱乙烷工艺与PDH工艺耦合中。

Coupling method of deethane process and PDH process before cracking of light hydrocarbons

The invention relates to a method for coupling deethane process with PDH process before cracking of light hydrocarbons, which mainly solves the problems of high investment, large area occupation and low propylene yield in the construction of existing technologies. By adopting a method of coupling deethane process with PDH process before cracking of light hydrocarbons, the product structure is optimized by coupling 80-1.2 million tons/year ethylene plant with 600,000 tons/year PDH plant. The propylene/ethylene ratio increases from 0.23 to 0.67-0.88, the investment of equipment is reduced by 464-916 million yuan, and the technical scheme of reducing the area of 18 hectares can be used to solve the above problems. In the coupling of deethane process and PDH process before cracking of light hydrocarbons.

【技术实现步骤摘要】
轻烃裂解前脱乙烷工艺与PDH工艺耦合的方法
本专利技术涉及一种轻烃裂解前脱乙烷工艺与PDH工艺耦合的方法，是丙烷脱氢PDH装置的工艺技术与前脱乙烷分离工艺的轻烃裂解乙烯装置的工艺技术一体化耦合的方法。该方法中PDH装置仅保留脱氢反应部分和产品气预处理部分，其他分离设备均依托乙烯装置的分离设备，不仅减少设备投资和占地面积，而且有效增产丙烯，解决轻烃裂解乙烯装置产品结构单一的问题，可应用于制备乙烯的工业生产中。
技术介绍
乙烯是制备合成塑料、合成橡胶、合成纤维的基本有机化工原料，也用于制造氯乙烯、苯乙烯、环氧乙烷、乙醇、乙醛、醋酸等产品，又是一种已证实的植物激素，可用作水果和蔬菜的催熟剂。目前，乙烯也是世界上产量最大的化学产品之一，乙烯工业是石油化工产业的核心，乙烯产品占石油化工产品的半壁江山，在国民经济中占有重要的地位，世界上已将乙烯产量作为衡量一个国家石油化工发展水平的重要标志。丙烯和乙烯一样，也是石油化工基本有机化工原料之一，可用于生产多种重要化学产品，如：丙烯腈、环氧丙烷、异丙苯、环氧氯丙烷、异丙醇、丙二醇、丙酮、丁醇、辛醇、丙烯醛、丙烯酸、丙烯醇、甘油等；在炼油工业上是制取叠合汽油的原料；还可以生成合成塑料、合成橡胶、合成纤维及生产多种精细化学产品，用于环境保护、医学科学和基础研究等领域。乙烯装置是以石油或轻烃为原料，以生产高纯度乙烯和丙烯为主，同时副产多种石油化工原料的石油化工装置。裂解原料在乙烯装置中通过高温裂解、压缩、分离得到乙烯产品，同时得到丙烯、丁二烯、苯、甲苯及二甲苯等副产品。乙烯装置采用轻烃作为裂解原料，是乙烯装置重要的发展方向之一。原料轻质化后乙烯收率更高，裂解成本更低，裂解气成分也更简单，易于精馏分离，是提高乙烯装置运行收益的有效手段。丙烷脱氢PDH装置是将丙烷催化脱氢反应生成主要组成为丙烯和未反应的丙烷的产品气，产品气经过深冷分离工艺分离得到丙烯和丙烷，丙烯作为产品外送，丙烷循环返回作为脱氢原料。PDH装置的精馏分离流程与乙烯装置的分离流程非常类似，因此，完全可依托乙烯装置的精馏分离设备。现有技术中的专利技术专利201710939515.1丙烷脱氢工艺与轻烃裂解前脱丙烷工艺耦合的方法，201710939541.4丙烷脱氢工艺与石脑油裂解前脱乙烷工艺耦合的方法，201710939558.X丙烷脱氢工艺与石脑油裂解前脱丙烷工艺耦合的方法，涉及丙烷脱氢装置分离工艺与乙烯装置分离工艺的耦合，公开了充分依托乙烯装置分离设备进行物料精馏分离的技术方法。现有技术中的轻烃作为裂解原料乙烯装置产品结构单一，丙烯/乙烯质量比低；PDH装置分离流程冗长，分离设备投资高，生产装置占地面积大。而现有技术中的专利技术专利201710939515.1和201710939541.4以及201710939558.X未见丙烷脱氢装置工艺与前脱乙烷分离路线轻烃裂解乙烯装置工艺耦合的技术方法。因此，现有技术存在丙烯产量低、工程投资高、设备占地面积大的问题。
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工程建设投资高，占地面积大，丙烯收率低的问题，提供一种新的轻烃裂解前脱乙烷工艺与PDH工艺耦合的方法，具有工程建设投资低，占地面积小，丙烯收率高的优点。为解决上述问题，本专利技术采用的技术方案如下：一种轻烃裂解前脱乙烷工艺与PDH工艺耦合的方法，包括：(1)乙烯装置：轻烃裂解原料在裂解炉内发生裂解反应生成包括乙烯、丙烯的裂解气，裂解气经过急冷、压缩、碱洗、干燥、深冷后与PDH装置产品气合并，进入精馏分离系统；(2)PDH装置：原料丙烷与来自脱油塔塔顶和丙烯精馏塔底的循环丙烷在丙烷气化罐内气化，气化罐气相出料在加热炉内加热至脱氢反应温度，进入脱氢反应器，脱氢产品气经压缩、干燥、深冷后，送至乙烯装置精馏分离系统，气化罐底部液相进入脱油塔回收，塔顶冷凝液返回丙烷气化罐，塔釜的C4及C4以上组分送至乙烯装置脱丁烷塔；(3)耦合装置：乙烯装置裂解气和PDH装置产品气进入脱乙烷塔，塔顶分离出C2及C2以下组分，进入脱甲烷塔，塔底分离出C3以及C3以上组分，进入脱丙烷塔；脱甲烷塔顶分离出甲烷氢副产品送出界外，塔底分离出C2组分，进入乙烯精馏塔；乙烯精馏塔顶分离出乙烯产品送出界外，塔底分离出乙烷，循环返回乙烯装置裂解单元；脱丙烷塔顶分离出C3组分，进入丙烯精馏塔，塔底分离出C4及C4以上组分，与PDH装置脱油塔塔底物流混合，进入脱丁烷塔；丙烯精馏塔顶分离出丙烯，作为产品送出界外，塔底分离出丙烷，循环返回PDH装置丙烷气化罐；脱丙烷塔底物料和脱油塔底物料混合进入脱丁烷塔，塔顶精馏分离出C4组分，作为产品送出界外，塔底分离出C5及C5以上组分，与急冷单元分离出的裂解汽油合并送出界外。上述技术方案中，优选地，乙烯装置公称能力：80～120万吨/年，裂解原料轻烃由40％乙烷、30％丙烷、30％丁烷组成，耦合装置产品丙烯/乙烯质量比P/E＝0.23。上述技术方案中，优选地，PDH装置公称能力：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，精馏分离系统采用前脱乙烷路线对裂解气和产品气进行精馏分离。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。本专利技术主要的目的是解决轻质裂解原料乙烯装置产品结构不合理、丙烯产量低，PDH装置分离流程冗长、工程投资高、设备占地面积大的问题。本专利技术通过一种轻烃裂解前脱乙烷工艺与PDH工艺耦合的方法，新增一套PDH装置反应系统，充分依托乙烯装置分离设备进行物料精馏分离，从而有效地优化前脱乙烷路线轻烃裂解乙烯装置的产品结构。该方法增加了丙烯产量、降低了设备投资、减少了占地面积。采用本专利技术的技术方法，前脱乙烷路线的轻烃裂解乙烯装置新增一套PDH装置反应系统，在保持乙烯产量不变、关键产品规格不变的条件下，相对于分别独立建设乙烯装置和PDH装置，80～120万吨/年乙烯装置与60万吨/年PDH装置耦合，可以优化产品结构，丙烯/乙烯比由0.23增加至0.67～0.88，降低设备总投资4.64～9.16亿元人民币，减少占地面积约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】公称能力120万吨/年的乙烯装置，采用前脱乙烷分离流程，裂解原料由40％乙烷、30％丙烷、30％丁烷组成，丙烯/乙烯比＝0.23，乙烯产品产量120.00万吨/年，丙烯产品产量27.60万吨/年，裂解原料耗量292.45万吨/年。【实施例1】采用本专利技术一种轻烃裂解前脱乙烷工艺与PDH工艺耦合的方法，工艺流程如下：(1)乙烯装置：由乙烷、丙烷、丁烷组成的轻烃裂解原料在裂解炉内发生裂解反应生成乙烯、丙烯、丁二烯、苯、甲苯及二甲苯等物料的裂解气，高温裂解气经过急冷、水洗等预处理后，分离出裂解汽油和裂解燃料油作本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轻烃裂解前脱乙烷工艺与PDH工艺耦合的方法，包括：(1)乙烯装置：轻烃裂解原料在裂解炉内发生裂解反应生成包括乙烯、丙烯的裂解气，裂解气经过急冷、压缩、碱洗、干燥、深冷后与PDH装置产品气合并，进入精馏分离系统；(2)PDH装置：原料丙烷与来自脱油塔塔顶和丙烯精馏塔底的循环丙烷在丙烷气化罐内气化，气化罐气相出料在加热炉内加热至脱氢反应温度，进入脱氢反应器，脱氢产品气经压缩、干燥、深冷后，送至乙烯装置精馏分离系统，气化罐底部液相进入脱油塔回收，塔顶冷凝液返回丙烷气化罐，塔釜的C4及C4以上组分送至乙烯装置脱丁烷塔；(3)耦合装置：乙烯装置裂解气和PDH装置产品气进入脱乙烷塔，塔顶分离出C2及C2以下组分，进入脱甲烷塔，塔底分离出C3以及C3以上组分，进入脱丙烷塔；脱甲烷塔顶分离出甲烷氢副产品送出界外，塔底分离出C2组分，进入乙烯精馏塔；乙烯精馏塔顶分离出乙烯产品送出界外，塔底分离出乙烷，循环返回乙烯装置裂解单元；脱丙烷塔顶分离出C3组分，进入丙烯精馏塔，塔底分离出C4及C4以上组分，与PDH装置脱油塔塔底物流混合，进入脱丁烷塔；丙烯精馏塔顶分离出丙烯，作为产品送出界外，塔底分离出丙烷，循环返回PDH装置丙烷气化罐；脱丙烷塔底物料和脱油塔底物料混合进入脱丁烷塔，塔顶精馏分离出C4组分，作为产品送出界外，塔底分离出C5及C5以上组分，与急冷单元分离出的裂解汽油合并送出界外。...

【技术特征摘要】
1.一种轻烃裂解前脱乙烷工艺与PDH工艺耦合的方法，包括：(1)乙烯装置：轻烃裂解原料在裂解炉内发生裂解反应生成包括乙烯、丙烯的裂解气，裂解气经过急冷、压缩、碱洗、干燥、深冷后与PDH装置产品气合并，进入精馏分离系统；(2)PDH装置：原料丙烷与来自脱油塔塔顶和丙烯精馏塔底的循环丙烷在丙烷气化罐内气化，气化罐气相出料在加热炉内加热至脱氢反应温度，进入脱氢反应器，脱氢产品气经压缩、干燥、深冷后，送至乙烯装置精馏分离系统，气化罐底部液相进入脱油塔回收，塔顶冷凝液返回丙烷气化罐，塔釜的C4及C4以上组分送至乙烯装置脱丁烷塔；(3)耦合装置：乙烯装置裂解气和PDH装置产品气进入脱乙烷塔，塔顶分离出C2及C2以下组分，进入脱甲烷塔，塔底分离出C3以及C3以上组分，进入脱丙烷塔；脱甲烷塔顶分离出甲烷氢副产品送出界外，塔底分离出C2组分，进入乙烯精馏塔；乙烯精馏塔顶分离出乙烯产品送出界外，塔底分离出乙烷，循环返回乙烯装置裂解单元；脱丙烷塔顶分离出C3组分，进入丙烯精馏塔，塔底分离出C4及C4以上组分，与PDH装置脱油塔塔底物流混合，进入脱丁烷塔；丙烯精馏塔顶分离出丙烯，作为产品送出界外，塔底分离出丙烷，循环返回PDH装置丙烷气化罐；脱丙烷塔底物料和脱油塔底物料混合进入脱丁烷塔，塔顶精馏分离出C4组分，作为产品送出界外，塔底...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭婷婷，张永生，何琨，
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