一种油气高压脱硫和分离的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，具体公开了一种油气高压脱硫和分离的装置及方法，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油气中轻烃的分离及回收，尤其可实现碳二、碳三以及碳四组分的高效分离回收，且本发明专利技术采用气相和液相分别脱硫、脱硫醇，气相在高压下脱硫及脱硫醇，其设备体积较小，投资较低，且脱硫效果好；同时气相中的重质烃含量减少，可防止重质烃冷凝到胺液中，可以有效避免由于胺液发泡导致的脱硫装置泡沫夹带，确保装置的平稳运行。

【技术实现步骤摘要】
一种油气高压脱硫和分离的装置及方法
本专利技术属于炼油及化工领域，更具体地，涉及一种油气高压脱硫和分离的装置及方法，更具体地涉及了催化裂化、催化裂解及延迟焦化等气体收率较高的工艺中的油气高压脱硫和分离的装置及方法。
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。(4)现有工艺对经过吸收稳定后干气和液化气进行脱硫及脱硫醇，H2S和硫醇在整个吸收稳定系统内进行循环，可能会带来相关腐蚀问题，且整个吸收稳定系统存在H2S泄露可能带来的安全问题。
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，同时采用气相和液相分别进行脱硫、脱硫醇，脱硫效果更好，操作更加灵活。为了实现上述目的，本专利技术提供一种油气高压脱硫和分离的方法，该方法包括：(1)第一气液分离：来自上游装置的油气经冷凝冷却后送至气液分离罐Ⅰ进行气液分离，罐底的液相经增压送至脱丁烷塔，罐顶气相经压缩机升压后送至脱丁烷塔；(2)脱丁烷：来自步骤(1)的气相和液相进入脱丁烷塔，塔顶馏出气相经冷凝进入塔顶回流罐，塔顶回流罐罐顶气相经压缩冷却后送至气液分离罐Ⅱ，罐底液相经增压后送至气液分离罐Ⅱ，脱丁烷塔的至少部分塔底液相作为稳定汽油产品采出；(3)第二气相分离：物料在气液分离罐Ⅱ内进行混合、气液平衡后，再次分离出气相与液相，然后分别进行除杂；(4)气相除杂：气液分离罐Ⅱ分离出的罐顶气相依次在富气脱硫塔内以贫胺液为吸收剂脱H2S和CO2，在富气碱洗塔内以碱液为吸收剂脱除硫醇后送至冷却器；(5)液相除杂：气液分离罐Ⅱ分离出的罐底液相依次在液态烃脱硫塔内脱除H2S和CO2，在液态烃脱硫醇反应器内脱除硫醇后送至冷却器；(6)冷却：经过除杂的气态轻烃与液态轻烃在冷却器内进行混合及冷却后送至进料罐；(7)进料：来自冷却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，罐底液相送至分离单元；(8)吸收：吸收塔内，以混合C4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装置进一步回收吸收剂，塔底液相返回至冷却器；(9)分离：来自进料罐罐底的液相在分离单元内通过脱甲烷塔、脱乙烷塔、脱丙烷塔以及任选的丙烯精馏塔进一步分离出C2、C3以及C4组分，其中，C2、C3组分分别作为C2、C3产品采出，C4组分中的至少一部分作为混合C4吸收剂送至吸收塔，其余部分作为混合C4产品采出。本专利技术使用范围广泛，化工生产中常见的催化裂化、催化裂解、延迟焦化等气体收率较高的工艺中的油气(包括H2、C1-C4、汽油组分及少量非烃组分)均可使用本专利技术的装置进行轻烃分离回收液化气。本专利技术中，来自上游装置的油气经冷凝冷却后送至气液分离罐Ⅰ进行气液分离，罐底的液相经泵增压送至脱丁烷塔，罐顶气相经压缩机升压后送至脱丁烷塔，优选地，压缩机分为多段，压缩段间产生的液相送至脱丁烷塔。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，优选地，所述脱丁烷塔塔顶的操作温度为45～50℃，操作压力为1.0～1.5MPaG，塔底操作温度为180～220℃，所述回流罐的温度为40～45℃。本专利技术中，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。因为高压下气相脱硫、脱硫醇的效果更好，且在高压下脱硫设备的体积较小，本专利技术中将轻烃分为气相和液相后再分别进行杂质脱除，优选地，所述回流罐罐顶气相经压缩至2.5～3.0MPaG，冷却至35～45℃后送至气液分离罐Ⅱ，罐底液相经增压至2.8～3.3MPaG后送至气液分离罐Ⅱ。气液分离罐Ⅱ内压缩后的气相和增压后的液相进行混合、气液平衡后，再次分离出气相与液相，然后分别进行除杂。由于分离出的气相中重质烃含量较少，进行脱硫时，被冷凝到胺液中的重质烃量也较少，有效避免了由于胺液发泡导致的脱硫装置泡沫夹带，影响装置的平稳运行。本专利技术中，为了满足相关产品回收的要求，优选地，胺洗脱H2S采用复合胺液溶剂(即以MDEA为基础的改性溶剂)，同时进行H2S和CO2的脱除，其中，H2S可脱除至低于10ppmv，CO2的脱除效率可达到90～95wt％，有效地降低进入碱洗脱硫醇反应器物流中CO2的含量，进而降低碱液消耗。根据本专利技术，优选地，所述富气脱硫塔的操作温度为35～45℃，操作压力为2.5～3.0MPaG；所述富气碱洗塔的操作温度为35～45℃，操作压力为2.4～2.9MPaG；所述液态烃脱硫塔的操作温度为35～45℃，操作压力为3.0～3.5MPaG。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2.4～2.9MPaG。根据本专利技术，优选地，所述吸收塔的操作温度为5～25℃，操作压力为2.4～2.9MPaG。本专利技术中，吸收塔采用的吸收剂混合C4吸收剂来自脱丙烷塔塔底，是系统内自有平衡的C4组分，不需要从系统外引入。根据本专利技术，优选地，所述步骤(9)中的所述分离包括以下两种方式之一：方式一，所述分离的步骤依次包括：脱甲烷：本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种油气高压脱硫和分离的方法，其特征在于，该方法包括：/n(1)第一气液分离：来自上游装置的油气经冷凝冷却后送至气液分离罐Ⅰ进行气液分离，罐底的液相经增压送至脱丁烷塔，罐顶气相经压缩机升压后送至脱丁烷塔；/n(2)脱丁烷：来自步骤(1)的气相和液相进入脱丁烷塔，塔顶馏出气相经冷凝进入塔顶回流罐，塔顶回流罐罐顶气相经压缩冷却后送至气液分离罐Ⅱ，罐底液相经增压后送至气液分离罐Ⅱ，脱丁烷塔的至少部分塔底液相作为稳定汽油产品采出；/n(3)第二气相分离：物料在气液分离罐Ⅱ内进行混合、气液平衡后，再次分离出气相与液相，然后分别进行除杂；/n(4)气相除杂：气液分离罐Ⅱ分离出的罐顶气相依次在富气脱硫塔内以贫胺液为吸收剂脱H

【技术特征摘要】
1.一种油气高压脱硫和分离的方法，其特征在于，该方法包括：
(1)第一气液分离：来自上游装置的油气经冷凝冷却后送至气液分离罐Ⅰ进行气液分离，罐底的液相经增压送至脱丁烷塔，罐顶气相经压缩机升压后送至脱丁烷塔；
(2)脱丁烷：来自步骤(1)的气相和液相进入脱丁烷塔，塔顶馏出气相经冷凝进入塔顶回流罐，塔顶回流罐罐顶气相经压缩冷却后送至气液分离罐Ⅱ，罐底液相经增压后送至气液分离罐Ⅱ，脱丁烷塔的至少部分塔底液相作为稳定汽油产品采出；
(3)第二气相分离：物料在气液分离罐Ⅱ内进行混合、气液平衡后，再次分离出气相与液相，然后分别进行除杂；
(4)气相除杂：气液分离罐Ⅱ分离出的罐顶气相依次在富气脱硫塔内以贫胺液为吸收剂脱H2S和CO2，在富气碱洗塔内以碱液为吸收剂脱除硫醇后送至冷却器；
(5)液相除杂：气液分离罐Ⅱ分离出的罐底液相依次在液态烃脱硫塔内脱除H2S和CO2，在液态烃脱硫醇反应器内脱除硫醇后送至冷却器；
(6)冷却：经过除杂的气态轻烃与液态轻烃在冷却器内进行混合及冷却后送至进料罐；
(7)进料：来自冷却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，罐底液相送至分离单元；
(8)吸收：吸收塔内，以混合C4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装置进一步回收吸收剂，塔底液相返回至冷却器；
(9)分离：来自进料罐罐底的液相在分离单元内通过脱甲烷塔、脱乙烷塔、脱丙烷塔以及任选的丙烯精馏塔进一步分离出C2、C3以及C4组分，其中，C2、C3组分分别作为C2、C3产品采出，C4组分中的至少一部分作为混合C4吸收剂送至吸收塔，其余部分作为混合C4产品采出。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(9)中的所述分离包括以下两种方式之一：
方式一，所述分离的步骤依次包括：
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冷却器，塔底液相送至脱乙烷塔；
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组分任选经过杂质处理后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；
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组分从脱丙烷塔上部采出，塔底组分中的至少一部分作为混合C4吸收剂送至吸收塔，其余部分作为混合C4产品采出；
优选地，所述分离还包括：
丙烯精馏：来自脱丙烷塔上部的C3组分在丙烯精馏塔内进一步精馏，丙烯精馏塔塔顶气相经冷却后作为丙烯产品采出，塔底液相作为丙烷产品采出；
方式二，所述分离的步骤依次包括：
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冷却器，塔底液相送至脱丙烷塔；
脱丙烷：来自脱甲烷塔塔底的液相组分在脱丙烷塔内进行分离，分离出来的C3及C3以下的组分从脱丙烷塔上部采出任选经过干燥后送至脱乙烷塔，塔底组分中的至少一部分作为混合C4吸收剂送至吸收塔，其余部分作为混合C4产品采出；
脱乙烷：来自脱丙烷塔上部的气相在脱乙烷塔内进一步分离，分离出来的混合C2组分任选经过杂质处理后从脱乙烷塔塔顶作为混合C2产品采出，塔底液相作为混合C3组分采出；
优选地，所述分离还包括：
丙烯精馏：来自脱乙烷塔塔底的混合C3组分在丙烯精馏塔内进一步精馏，丙烯精馏塔塔顶气相经冷却后作为丙烯产品采出，塔底液相作为丙烷产品采出。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
(10)吸收剂回收：吸收剂回收塔内，以部分步骤(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，塔底液相返回至脱丁烷塔。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述压缩机段间液相送至脱丁烷塔；
所述脱丁烷塔塔顶操作温度为45～55℃，操作压力为1.0～1.5MPaG；塔底操作温度为180～220℃，所述回流罐的温度为40～45℃；<...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄孟旗，余龙红，吴迪，刘凯祥，丁昱文，刘罡，
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