一种烯烃反应产物急冷处理系统和急冷处理方法技术方案

本发明专利技术属于石油化工技术领域，特别涉及一种烯烃反应产物急冷处理系统和急冷处理方法。所述处理系统包括：反应器(R‑01)，油气预急冷塔(C‑01)，主分馏塔(C‑02)；所述反应器(R‑01)的塔顶出料管线S1作为所述油气预急冷塔(C‑01)的塔底进料管线；所述油气预急冷塔(C‑01)的塔顶出料管线S2作为所述主分馏塔(C‑02)的底部第一进料管线，所述油气预急冷塔(C‑01)的塔釜出料管线S3作为所述主分馏塔(C‑02)的底部第二进料管线；所述主分馏塔(C‑02)的塔底第一出料管线S4返回至所述油气预急冷塔(C‑01)。本发明专利技术的创造性在于，采用油气预急冷塔，将工艺气急速冷却，改善了工艺气后续处理过程中结焦反应的发生以及结焦导致的装置频繁停工现象。

【技术实现步骤摘要】
一种烯烃反应产物急冷处理系统和急冷处理方法
本专利技术属于石油化工
，特别涉及一种烯烃反应产物急冷处理系统和急冷处理方法。
技术介绍
烯烃是石油和化学工业大部分中间产品和最终产品的重要基础原料，在国民经济发展中具有重要的战略地位。2010年，我国乙烯产能1519万吨/年，产量1419万吨/年。2014年，乙烯产能突破2000万吨/年，达到2055.5万吨/年。预计2020年乙烯产能将达到3700万吨/年。蒸汽裂解是目前国内外生产乙烯和丙烯最重要的工艺，采用管式裂解炉，反应过程中没有催化剂参与，产物中C1、C2较多，并副产大量丙烯，工业化较早，技术上也趋于成熟，故应用广泛。由于世界各地区油气资源结构及品质不同，乙烯原料构成呈现区域化特点。亚洲和西欧生产商主要采用石脑油等液体原料，而中东和北美由于具有天然气或页岩气伴生液(NGL)的资源优势，裂解原料中较大比例为乙烷。但是，蒸汽裂解技术上存在诸多不足，反应温度高、蒸汽用量大导致能耗较高，低价值产物产率较高，炉管结焦较快需要裂解炉备台供轮流切换烧焦，投资较高。丙烯/乙烯产出比(P/E比)受原料性质的限制，总体偏低，且受自由基反应机理的影响而难以灵活调节。多年来对蒸汽裂解替代或补充工艺技术的研发一直是业界的热点，大体上可分为两条技术路线，一条是以重油为原料借助催化裂化的成熟经验衍生出来的低碳烯烃生产工艺，另一条是以煤(甲醇)为原料生产低碳烯烃工艺，并且均实现了工业化应用。在目前原油价格持续低位徘徊的形势下，煤(甲醇)等煤基生产低碳烯烃路线盈利能力受到抑制，同时煤基原料生产路线还面临一次性投资高、融资难度大、承受水资源和碳排放等多重压力。以重油为原料通过催化裂解生产低碳烯烃路线，目的产品收率低，意味着要扩大原油一次加工能力，加剧汽柴油产品过剩及销售困难。而石脑油生产烯烃存在原料低成本化、多元化和炼化一体化的更大优化空间，有利于提高炼化企业的整体经济效益和市场竞争力。目前，国内首套轻油催化裂解制低碳烯烃装置已经开始运行，其依托企业优越的油气资源优势和炼油加工能力，并在全厂总流程中起着举足轻重的作用。所采用的工艺技术具有双烯收率高、能耗低、投资省等优点。但是，该装置是采用此工艺技术的世界上第一套商业化工业装置，各方面的实践经验不足，难免会出现这样或那样预想不到的问题。该装置开工后，反应油气急冷换热器结焦严重，出口温度在短时间内(30～40天)升到500摄氏度，受相关管线及设备原设计条件的限制，为保证安全不得不进行停工清焦处理，频繁的开停工严重影响装置及全厂的经济效益。催化裂解反应产物的后续处理方式目前只有一种方式：反应产物经过换热器换热后，进入主分馏塔，进行各馏分的分离。在炼油的催化裂化装置有另一种处理方法：反应产物直接进入主分馏塔，进行各馏分的分离。针对催化裂解制低碳烯烃反应，由于催化裂化反应产物的温度一般高达500-700摄氏度，且反应产物成分复杂，如芳烃高温下会发生缩合反应，烯烃会发生聚合反应，因此会出现结焦现象。对于有易结焦物质产生的反应，若采用第一种处理方式，反应产物先经过换热器换热，则结焦反应会发生在换热器管线内，会堵塞换热器管道，需要定时进行停工清焦处理；若采用第二种处理方式，反应产物直接进入主分馏塔，高温反应产物在较长的管道内持续发生副反应，则结焦反应会发生在管道及主分馏塔内，结焦产物会沉积在管道及主分馏塔的塔釜并部分和釜液混合，同样需要清理塔釜和处理分离釜液，另外副反应还会导致乙烯丙烯产物损失。在上述背景下，亟需进行催化裂解制烯烃油气急冷系统改进优化。
技术实现思路
为了解决上述问题，提出本专利技术。本专利技术的目的在于提供一种高效烯烃反应产物急冷处理系统和急冷处理方法，通过对反应产物高温工艺气进行油直接急冷，以及急冷油蒸汽发生器作为装置内热源等方法，实现整个装置的长周期高效运行，降低能耗，提高了装置的经济效益。本专利技术第一方面提供一种烯烃反应产物急冷处理系统，所述处理系统包括如下装置：反应器R-01，油气预急冷塔C-01，主分馏塔C-02；上述各装置之间的连接关系如下：所述反应器R-01的塔顶出料管线S1作为所述油气预急冷塔C-01的塔底进料管线；所述油气预急冷塔C-01的塔顶出料管线S2作为所述主分馏塔C-02的底部第一进料管线，所述油气预急冷塔C-01的塔釜出料管线S3作为所述主分馏塔C-02的底部第二进料管线；所述主分馏塔C-02的塔底第一出料管线S4返回至所述油气预急冷塔C-01，且分成两路，其一路作为侧线第一进料管S5从中部进入所述油气预急冷塔C-01，另一路作为塔顶第二进料管S6从顶部进入所述油气预急冷塔C-01。上述反应器R-01为催化裂解制烯烃反应器。上述主分馏塔C-02为急冷油塔。优选地，所述处理系统还包括冷却喷头Q-01，其设置在所述塔顶出料管线S1上；所述主分馏塔C-02的塔底第一出料管线S4分为三路，其中两路分别为所述侧线第一进料管S5和塔顶第二进料管S6，第三路为与所述冷却喷头Q-01连通的冷却喷头急冷油进料管线S11。优选地，所述处理系统还包括如下装置：油浆过滤器S-01，换热设备；上述各装置之间的连接关系如下：所述油浆过滤器S-01和换热设备设置在所述主分馏塔C-02的下游；所述主分馏塔C-02的塔顶连接油洗工艺气采出管线S10，所述主分馏塔C-02的塔釜连接第二出料循环管线S7和第三出料循环管线S8；所述第二出料循环管线S7分为两路，其中一路经过所述油浆过滤器S-01后返回至所述主分馏塔C-02中作为其塔底第三进料管线S9，另一路直接作为自产燃料油采出管线S12；所述第三出料循环管线S8经过所述换热设备后返回至所述主分馏塔C-02。优选地，所述冷却喷头Q-01的具有多个急冷油喷嘴，所述急冷油喷嘴沿所述冷却喷头Q-01呈环形均匀对称分布；所述油气预急冷塔C-01塔内设计有若干层塔盘。上述反应器R-01、塔器、过滤器、换热设备的具体结构可选用本领域的常规设计。所述反应器R-01用于进行催化裂解制烯烃反应，所述反应器R-01的具体设计和其内进行的具体反应可参考本领域的现有技术。本专利技术只针对反应产物的后续急冷处理进行研究。所述主分馏塔C-02用于对催化裂解制烯烃反应的反应产物进行分离，所述主分馏塔C-02的具体设计和操作参数可参考本领域的现有技术。本专利技术中“急冷”意思为：在尽量短的时间内将反应产物冷却至400摄氏度以下，越快冷却，副反应越少。所述主分馏塔C-02用于：对塔内的混合物进行分馏，主要分离出以下三段：油洗工艺气(主要含H2、C1-C4、轻汽油组分、CO2等酸性气)、重汽油组分、和柴油组分。本专利技术第二方面提供一种烯烃反应产物急冷处理方法，使用本专利技术第一方面所述的急冷处理系统，所述急冷处理方法包括以下步骤：所述反应器R-01内进行催化裂解制烯烃反应，反应产物为含烯烃的工艺气，所述工艺气内包含乙烯丙烯在内的C1～C10烃类馏分、氢气、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种烯烃反应产物急冷处理系统，其特征在于，所述处理系统包括如下装置：反应器(R-01)，油气预急冷塔(C-01)，主分馏塔(C-02)；/n上述各装置之间的连接关系如下：/n所述反应器(R-01)的塔顶出料管线S1作为所述油气预急冷塔(C-01)的塔底进料管线；/n所述油气预急冷塔(C-01)的塔顶出料管线S2作为所述主分馏塔(C-02)的底部第一进料管线，所述油气预急冷塔(C-01)的塔釜出料管线S3作为所述主分馏塔(C-02)的底部第二进料管线；/n所述主分馏塔(C-02)的底部第一出料管线S4返回至所述油气预急冷塔(C-01)，且分成两路，其一路作为侧线第一进料管S5从中部进入所述油气预急冷塔(C-01)，另一路作为塔顶第二进料管S6从顶部进入所述油气预急冷塔(C-01)。/n

【技术特征摘要】
1.一种烯烃反应产物急冷处理系统，其特征在于，所述处理系统包括如下装置：反应器(R-01)，油气预急冷塔(C-01)，主分馏塔(C-02)；
上述各装置之间的连接关系如下：
所述反应器(R-01)的塔顶出料管线S1作为所述油气预急冷塔(C-01)的塔底进料管线；
所述油气预急冷塔(C-01)的塔顶出料管线S2作为所述主分馏塔(C-02)的底部第一进料管线，所述油气预急冷塔(C-01)的塔釜出料管线S3作为所述主分馏塔(C-02)的底部第二进料管线；
所述主分馏塔(C-02)的底部第一出料管线S4返回至所述油气预急冷塔(C-01)，且分成两路，其一路作为侧线第一进料管S5从中部进入所述油气预急冷塔(C-01)，另一路作为塔顶第二进料管S6从顶部进入所述油气预急冷塔(C-01)。


2.根据权利要求1所述的烯烃反应产物急冷处理系统，其特征在于，所述处理系统还包括冷却喷头(Q-01)，其设置在所述塔顶出料管线S1上；
所述主分馏塔(C-02)的塔底第一出料管线S4分为三路，其中两路分别为所述侧线第一进料管S5和塔顶第二进料管S6，第三路为与所述冷却喷头(Q-01)连通的冷却喷头急冷油进料管线S11。


3.根据权利要求1所述的烯烃反应产物急冷处理系统，其特征在于，所述处理系统还包括如下装置：油浆过滤器(S-01)，换热设备；
上述各装置之间的连接关系如下：
所述油浆过滤器(S-01)和换热设备设置在所述主分馏塔(C-02)的下游；
所述主分馏塔(C-02)的塔顶连接油洗工艺气采出管线S10，所述主分馏塔(C-02)的塔釜连接第二出料循环管线S7和第三出料循环管线S8；

【专利技术属性】
技术研发人员：范风铭，陆平，华超，白芳，王艳红，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11