一种轻烃分离装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于化工领域，具体公开了一种轻烃分离装置及方法，该方法流程简单，操作条件缓和，冷量消耗少，利用较少的设备就能实现对催化裂化工艺中轻烃的分离及回收，尤其可实现C2、C3以及C4组分的高效分离回收，且碳二与各组分之间不存在二次分离过程，同时可保证碳二组分总回收率达98wt％以上，碳三组分的回收率达99wt％以上，且回收的碳二中甲烷含量不大于1vol％，回收的碳三组分中乙烷含量不大于2000ppmv。且回收的干气中杂质较少，C2以及C2以上的组分含量不大于2vol％，氢气的压力为1.9～3.4MPaG，纯度可达40～70mol％，通过变压吸附的方法便可直接回收。

【技术实现步骤摘要】
一种轻烃分离装置及方法
本专利技术属于炼油及化工领域，更具体地，涉及一种轻烃分离装置及方法，更具体地涉及了催化裂化工艺中轻烃分离装置及方法。
技术介绍
轻烃是指将石油化工工艺中得到甲烷、乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、碳四等组分，轻烃分离工艺一直是石油化工工艺关注的重点。其中，碳二、碳三和碳四之间的分离工艺比较成熟，通常采用精馏的方法。甲烷由于其沸点低，若采用精馏的方法来分离甲烷和碳二则需要将其冷却至-100℃及更低的温度，即深冷分离，在乙烯装置中通常被采用，其投资和消耗很大。所以说，甲烷的分离一直是轻烃分离工艺关注的重点，轻烃分离工艺技术的开发和工艺流程的设计都是围绕着甲烷的分离进行的。现有催化裂化工艺通常采用吸收稳定来回收液化气(C3/C4)组分，实现液化气组分与干气(H2/C1/C2)组分的分离。由于催化裂化工艺干气收率较高，且干气中C2组分的含量可达25～40wt％，且主要是乙烯和乙烷，乙烯可以用作生产聚乙烯、苯乙烯等，乙烷可作为作为裂解生产乙烯，其循环裂解乙烯收率高达80％，且富产氢气。因此，回收干气中C2资源备受关注。现有工艺侧重于采用吸收法来回收干气中的碳二，该工艺方法存在以下不足：(1)干气和碳四组分存在二次分离：在吸收稳定部分将干气和液化气组分进行分离，在碳二回收部分又采用碳四来吸收碳二，碳四和干气再次混合，然后再进行分离。(2)吸收稳定系统采用稳定汽油作为吸收剂，来回收液化气组分，由于催化裂化工艺液化气组分收率较高，汽油在汽油吸收塔、乙烷脱吸塔和稳定塔之间进行循环，且循环量较大，乙烷脱吸塔和稳定塔底温位较高，塔底重沸器热负荷较大，能耗较高。(3)整个工艺流程较长，相应增加了投资和能耗。为了回收催化裂化工艺中的C2/C3/C4等轻烃组分，简化分离流程，降低投资和能耗，提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的目的是一种工艺流程简单，操作条件缓和的轻烃分离装置及方法，通过该方法可实现碳二、碳三以及碳四组分的高效分离和回收，同时回收的干气中杂质较少，通过变压吸附的方法便可直接回收氢气。为了实现上述目的，本专利技术提供一种轻烃分离方法，该轻烃分离方法包括：(1)气液分离：来自催化裂化分馏塔塔顶的气相经冷凝冷却后送至气液分离罐进行气液分离，罐底的液相送至脱丁烷塔，罐顶气相经压缩后送至脱丁烷塔；(2)脱丁烷：来自步骤(1)的气相和液相进入脱丁烷塔，塔顶气相从塔顶馏出，再经胺洗、碱洗处理后送至冷却器，至少部分塔底液相作为稳定汽油产品采出；(3)冷却：经过胺洗、碱洗后的轻烃在冷却器内进行初步冷却，冷却得到的液相经增压后送至后冷器，冷却得到的气相经压缩、再冷却后送至后冷器；(4)后冷却：来自步骤(3)的气相和液相在后冷器内进行初步混合及冷却后送至进料罐；(5)进料：来自后冷器的混合物流在进料罐内进行混合、预吸收及气液平衡后，罐顶气相送至吸收塔，罐底液相送至脱甲烷塔；(6)吸收：吸收塔内，以混合C4/C5为吸收剂吸收来自进料罐罐顶的气相中的C2以及C2以上的组分，同时共吸收部分甲烷，吸收塔塔顶气相送至下游进一步回收吸收剂，塔底液相返回至后冷器；(7)脱甲烷：来自进料罐罐底的液相在脱甲烷塔内将甲烷进行脱除，同时脱除少部分C2及C2以上的组分，脱甲烷塔塔顶气相送至后冷器，液相送至脱乙烷塔；(8)脱乙烷：来自脱甲烷塔底的液相在脱乙烷塔内分离C2组分，分离出来的混合C2组分从脱乙烷塔塔顶作为混合C2产品采出，塔底C3以及C3以上的液相组分送至脱丙烷塔；(9)脱丙烷：来自脱乙烷塔塔底的液相组分在脱丙烷塔内进一步分离，分离出来的C3组分从脱丙烷塔塔顶采出并送至丙烯精馏塔进一步精馏，塔底组分中的至少一部分作为混合C4/C5吸收剂送至吸收塔，其余部分作为混合C4/C5产品采出；(10)丙烯精馏：来自脱丙烷塔塔顶的气相在丙烯精馏塔内进一步精馏，丙烯精馏塔塔顶气相作为丙烯产品采出，塔底液相作为丙烷产品采出。根据本专利技术，优选地，所述轻烃分离方法还包括：(11)吸收剂回收：吸收剂回收塔内，以至少部分步骤(2)中采出的稳定汽油产品作为吸收剂吸收来自吸收塔塔顶的气相中的C4以及C4以上的组分，同时吸收少量C2/C3组分，吸收剂回收塔塔顶气相作为干气采出，塔底液相送至脱丁烷塔。根据本专利技术，优选地，所述脱丁烷塔的操作温度为40～70℃，操作压力为1.0～1.6MPaG；脱丁烷塔顶采用全回流，塔顶气相从脱丁烷塔顶回流罐采出，塔顶回流罐的温度为15～40℃；所述脱丁烷塔顶气相中C5以及C5以上组分含量小于5wt％，塔底所述稳定汽油的干点小于204℃。本专利技术中，脱丁烷塔顶全气相采出，为了满足相关产品回收的要求，需要在进行下一步分离之前，对其进行杂质脱除，主要包括胺洗脱H2S和碱洗脱硫醇。同时，本专利技术中将稳定汽油在脱丁烷塔内提前分离出，稳定汽油不参与下游的轻烃分离工艺，可以大幅降低工艺能耗。本专利技术中，经过杂质脱除的气相组分在送入进料罐前还需经过冷却、压缩，气相的升压可以采用一段或多段压缩，冷却下来的液相与经过冷却、压缩后的气相均被送至进料罐中，优选地，所述进料罐的操作温度为5～25℃，操作压力为2.0～3.5MPaG。根据本专利技术，优选地，所述吸收塔操作压力为2.0～3.5MPaG，吸收塔全塔操作温度为5～25℃，采用溴化锂制冷后的冷水作为冷却剂冷却。本专利技术中，吸收塔采用的吸收剂混合C4/C5吸收剂来自脱丙烷塔塔底，是系统内自有平衡的C4/C5组分，不需要从系统外引入。根据本专利技术，优选地，所述脱乙烷塔塔顶操作温度5～20℃，操作压力2.5～3.8MPaG；所述脱乙烷塔塔顶混合C2产品中含有10～25vol％的丙烯。本专利技术中可以将脱乙烷塔塔顶混合C2产品经过杂质脱除后，送至乙烯装置回收碳二及丙烯组分。其中，杂质的脱除本领域技术人员根据具体情况采用本领域常规的杂质脱除方法即可，可以为加氢脱除O2、炔烃及NOx，分子筛干燥脱除H2O，吸附脱除COS、吸附脱除汞等。根据本专利技术，优选地，所述吸收剂回收塔的操作温度为5～50℃，操作压力为1.9～3.4MPaG；所述稳定汽油吸收剂的干点小于204℃。本专利技术另一方面提供一种轻烃分离装置，该轻烃分离装置包括：轻烃进料管线、气液分离罐、压缩机I、脱丁烷塔、胺洗塔、碱洗塔、冷却器Ⅰ、压缩机II、冷却器Ⅱ、后冷器、进料罐、吸收塔、脱甲烷塔、脱乙烷塔、脱丙烷塔、丙烯精馏塔；其中，轻烃进料管线与气液分离罐入口连接，气液分离罐罐顶依次与压缩机I、脱丁烷塔连接，罐底与脱丁烷塔连接；脱丁烷塔塔顶依次与脱硫塔、碱洗塔、冷却器Ⅰ、压缩机II、冷却器Ⅱ、后冷器以及进料罐连接，塔底设置稳定汽油采出管线；冷却器Ⅰ通过管线直接与后冷器连接；进料罐罐顶与吸收塔连接，罐底与脱甲烷塔连接；吸收塔塔顶与下游装置连接，塔底与后冷器连接，吸收塔上部设有混合C4吸收剂进料管线；脱甲烷塔塔顶与后冷器连接，塔底与脱乙烷塔连接；脱乙烷塔塔顶设有混合C2采出管线，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轻烃分离方法，其特征在于，该轻烃分离方法包括：/n(1)气液分离：来自催化裂化分馏塔塔顶的气相经冷凝冷却后送至气液分离罐进行气液分离，罐底的液相送至脱丁烷塔，罐顶气相经压缩后送至脱丁烷塔；/n(2)脱丁烷：来自步骤(1)的气相和液相进入脱丁烷塔，塔顶气相从塔顶馏出，再经胺洗、碱洗处理后送至冷却器，至少部分塔底液相作为稳定汽油产品采出；/n(3)冷却：经过胺洗、碱洗后的轻烃在冷却器内进行初步冷却，冷却得到的液相经增压后送至后冷器，冷却得到的气相经压缩、再冷却后送至后冷器；/n(4)后冷却：来自步骤(3)的气相和液相在后冷器内进行初步混合及冷却后送至进料罐；/n(5)进料：来自后冷器的混合物流在进料罐内进行混合、预吸收及气液平衡后，罐顶气相送至吸收塔，罐底液相送至脱甲烷塔；/n(6)吸收：吸收塔内，以混合C4/C5为吸收剂吸收来自进料罐罐顶的气相中的C2以及C2以上的组分，同时共吸收部分甲烷，吸收塔塔顶气相送至下游进一步回收吸收剂，塔底液相返回至后冷器；/n(7)脱甲烷：来自进料罐罐底的液相在脱甲烷塔内将甲烷进行脱除，同时脱除少部分C2及C2以上的组分，脱甲烷塔塔顶气相送至后冷器，液相送至脱乙烷塔；/n(8)脱乙烷：来自脱甲烷塔底的液相在脱乙烷塔内分离C2组分，分离出来的混合C2组分从脱乙烷塔塔顶作为混合C2产品采出，塔底C3以及C3以上的液相组分送至脱丙烷塔；/n(9)脱丙烷：来自脱乙烷塔塔底的液相组分在脱丙烷塔内进一步分离，分离出来的C3组分从脱丙烷塔塔顶采出并送至丙烯精馏塔进一步精馏，塔底组分中的至少一部分作为混合C4/C5吸收剂送至吸收塔，其余部分作为混合C4/C5产品采出；/n(10)丙烯精馏：来自脱丙烷塔塔顶的气相在丙烯精馏塔内进一步精馏，丙烯精馏塔塔顶气相作为丙烯产品采出，塔底液相作为丙烷产品采出。/n...

【技术特征摘要】
1.一种轻烃分离方法，其特征在于，该轻烃分离方法包括：
(1)气液分离：来自催化裂化分馏塔塔顶的气相经冷凝冷却后送至气液分离罐进行气液分离，罐底的液相送至脱丁烷塔，罐顶气相经压缩后送至脱丁烷塔；
(2)脱丁烷：来自步骤(1)的气相和液相进入脱丁烷塔，塔顶气相从塔顶馏出，再经胺洗、碱洗处理后送至冷却器，至少部分塔底液相作为稳定汽油产品采出；
(3)冷却：经过胺洗、碱洗后的轻烃在冷却器内进行初步冷却，冷却得到的液相经增压后送至后冷器，冷却得到的气相经压缩、再冷却后送至后冷器；
(4)后冷却：来自步骤(3)的气相和液相在后冷器内进行初步混合及冷却后送至进料罐；
(5)进料：来自后冷器的混合物流在进料罐内进行混合、预吸收及气液平衡后，罐顶气相送至吸收塔，罐底液相送至脱甲烷塔；
(6)吸收：吸收塔内，以混合C4/C5为吸收剂吸收来自进料罐罐顶的气相中的C2以及C2以上的组分，同时共吸收部分甲烷，吸收塔塔顶气相送至下游进一步回收吸收剂，塔底液相返回至后冷器；
(7)脱甲烷：来自进料罐罐底的液相在脱甲烷塔内将甲烷进行脱除，同时脱除少部分C2及C2以上的组分，脱甲烷塔塔顶气相送至后冷器，液相送至脱乙烷塔；
(8)脱乙烷：来自脱甲烷塔底的液相在脱乙烷塔内分离C2组分，分离出来的混合C2组分从脱乙烷塔塔顶作为混合C2产品采出，塔底C3以及C3以上的液相组分送至脱丙烷塔；
(9)脱丙烷：来自脱乙烷塔塔底的液相组分在脱丙烷塔内进一步分离，分离出来的C3组分从脱丙烷塔塔顶采出并送至丙烯精馏塔进一步精馏，塔底组分中的至少一部分作为混合C4/C5吸收剂送至吸收塔，其余部分作为混合C4/C5产品采出；
(10)丙烯精馏：来自脱丙烷塔塔顶的气相在丙烯精馏塔内进一步精馏，丙烯精馏塔塔顶气相作为丙烯产品采出，塔底液相作为丙烷产品采出。


2.根据权利要求1所述的轻烃分离方法，其特征在于，所述轻烃分离方法还包括：
(11)吸收剂回收：吸收剂回收塔内，以至少部分步骤(2)中采出的稳定汽油产品作为吸收剂吸收来自吸收塔塔顶的气相中的C4以及C4以上的组分，同时吸收少量C2/C3组分，吸收剂回收塔塔顶气相作为干气采出，塔底液相送至脱丁烷塔。


3.根据权利要求1所述的轻烃分离方法，其特征在于，所述脱丁烷塔塔顶的操作温度为40～70℃，操作压力为1.0～1.6MPaG，脱丁烷塔顶采用全回流，塔顶气相从脱丁烷塔顶回流罐采出，塔顶回流罐的温度为15～40℃；所述脱丁烷塔顶气相中C5以及C5以上组分含量小于5wt％，塔底所述稳定汽油的干点小于204℃。
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【专利技术属性】
技术研发人员：黄孟旗，江盛阳，刘罡，赵百仁，刘凯祥，吴迪，
申请(专利权)人：中国石化工程建设有限公司，中石化炼化工程集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11