本发明涉及一种丙烷脱氢工艺(pdh)装置与石脑油热裂解前脱乙烷分离的乙烯装置耦合工艺；在保持乙烯装置裂解原料不变，充分依托乙烯装置前脱乙烷分离流程的现有设备并进行局部扩能改造的前提下，实现pdh装置与乙烯装置的耦合，以增加低碳烯烃的产量、降低设备工程投资，减少建设用地。同时，本发明不仅降低工业生产装置的固定投资和运行成本，也充分提高了工艺装置应对市场变化的灵活性，可应用于乙烯、丙烯和低碳烯烃的工业生产中。
背景技术：
：乙烯和丙烯是重要的石油化工基础原料。目前，乙烯装置是主要的制备乙烯、丙烯等低碳烯烃产品，尤其是制备乙烯产品的工业生产装置，与乙烯装置相比，pdh装置能够生产更多的丙烯产品。乙烯装置和pdh装置为了生产合格的乙烯、丙烯、混合碳四等产品都要求对乙烯装置裂解气和pdh装置反应气进行分离精制。因此，将前脱乙烷工艺的乙烯装置与pdh装置分离流程进行一体化耦合，在保持乙烯装置裂解原料不变，充分依托乙烯装置前脱乙烷分离流程的现有设备并进行局部扩能改造的前提下，能够有效地增加丙烯产量，是一条可行的制备低碳烯烃生产路线。目前，世界上丙烷脱氢制丙烯专利技术有：abblummus公司的catofin工艺、uop公司的oleflex工艺、uhde公司的star工艺、snamprogetti/yarsintz公司的fbd-4工艺以及林德/巴斯夫公司的pdh工艺。这些工艺普遍采用深冷分离工艺来精制提纯丙烷脱氢制丙烯的反应产物。同时，深冷分离工艺也是石脑油蒸汽裂解产物分离精制的主要方法。虽然深冷分离工艺具有技术成熟、应用广泛、物料回收率高等优点，但是深冷分离的工艺操作温度较低，对设备材质要求比较高，由此工程建设投资也比较大。将前脱乙烷工艺与pdh分离工艺进行耦合，充分依托乙烯装置前脱乙烷分离流程的现有设备，仅仅对现有设备进行局部扩能改造，可大大降低工程建设投资。近年来pdh的应用越来越多，如专利公开号cn103664455a一种丙烯的制备方法，专利公开号cn106316761a丙烷脱氢制丙烯反应产物的分离方法，专利公开号cn105152840a一种碳四烃物流的精制工艺，都公开了pdh工艺制备丙烯的方法。现有技术中，专利公开号cn103664455a和专利公开号cn106316761a以及专利公开号cn105152840a虽然公开了pdh工艺制备丙烯的方法，但是尚未见pdh工艺和石脑油裂解前脱乙烷工艺耦合的报道。采用分别设置乙烯装置和pdh装置的传统工艺技术路线存在设备工程投资高、占地面积大、低碳烯烃产量低等问题。技术实现要素：本发明所要解决的技术问题是现有技术中存在设备利用率低、工程投资费用高、设备占地面积大、低碳烯烃产量低的问题，提供一种新的丙烷脱氢工艺与石脑油裂解前脱乙烷工艺耦合的方法，具有设备利用率高、工程投资费用低、设备占地面积小、低碳烯烃产量高的优点。为解决上述问题，本发明采用的技术方案如下：一种丙烷脱氢工艺与石脑油裂解前脱乙烷工艺耦合的方法，保持乙烯装置裂解原料不变，其中，(1)丙烷脱氢pdh装置：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的塔顶凝液进料混合，进入丙烷气化罐进行气化，气相丙烷经加热后送至脱氢反应系统，进行脱氢反应，生成反应产物丙烯，反应产物经冷却后送至乙烯装置裂解气压缩机入口，丙烷气化罐的液体送至脱油塔，脱油塔塔顶凝液去丙烷气化罐，脱油塔塔釜混合c4去乙烯装置脱丁烷塔；(2)石脑油裂解制乙烯装置：石脑油进入乙烯装置裂解单元，在裂解单元生成高温裂解气，经急冷后裂解气送至裂解气压缩机入口；(3)耦合装置：乙烯装置裂解气与pdh装置反应产品气合并一起经过压缩、碱洗、干燥后进入脱乙烷单元，在脱乙烷单元中，塔釜分离出c3和c3以上组分送入脱丙烷单元，塔顶分离出c2和c2以下组分送入脱甲烷单元；在脱甲烷单元中，塔釜分离出c2组分送入乙烯精馏单元，塔顶分离出甲烷氢作为副产物送出界区；在脱丙烷单元中，塔釜分离出c4和c4以上组分送入脱丁烷单元，塔顶分离出c3分别送入丙烯精馏单元，最终得到聚合级乙烯产品、聚合级丙烯产品和副产品。上述技术方案中，优选地，副产品包括甲烷氢、c4馏分、裂解汽油、裂解燃料油。上述技术方案中，优选地，耦合装置中分离出的乙烷返回至乙烯装置裂解单元，丙烷返回至pdh装置丙烷气化罐。上述技术方案中，优选地，pdh装置反应产品气和乙烯装置裂解气分别经反应、急冷后，二股物料合并一起进行压缩、碱洗、干燥；然后合并的乙烯装置裂解气与pdh反应产品气共用一套脱乙烷、脱丙烷、脱甲烷、脱丁烷、乙烯精馏、乙烯冷冻、丙烯冷冻系统。上述技术方案中，优选地，乙烯装置公称能力为80～150万吨/年，裂解选择性为：丙烯/乙烯＝0.47～0.60。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，pdh装置反应产物送往乙烯装置裂解气压缩机入口后会导致乙烯装置压缩、碱洗、干燥和分离单元超负荷，负荷为原设计符合的134％～165％，所述的超负荷单元需要进行局部扩能改造以达到要求。本发明涉及一种pdh工艺与石脑油裂解前脱乙烷工艺耦合的方法。在保持裂解原料进料量不变的前提下，依托乙烯装置现有设备并进行局部扩能改造，设置乙烯裂解炉和pdh反应器“二头”和工艺耦合的分离单元“一体”以及并联丙烯精馏塔1和丙烯精馏塔2“二尾”的方法，由此简化了pdh装置工艺流程。与单独设置pdh装置相比，由于采用本发明的工艺耦合方法，pdh装置取消了压缩、碱洗、干燥和脱乙烷、脱丙烷、脱甲烷、脱丁烷、乙烯精馏、乙烯冷冻、丙烯冷冻系统；仅仅设置pdh反应系统和2个碳三分离的丙烯精馏系统，与乙烯装置前脱乙烷分离流程进行高度一体化耦合，组合为“二头一体二尾”的新型耦合方法，因此简单了工艺流程、提高了设备利用率、大大节省了工程投资、减少了设备占地面积、增加了乙烯丙烯等低碳烯烃的产量。对于80～150万吨/年乙烯装置和60万吨/年pdh装置来说，在裂解选择性p/e＝0.47～0.60条件下，与乙烯装置相比，增产乙烯1.313％～2.462％，增产丙烯57.667％～117.955％；与乙烯装置和pdh装置分别设置相比，可降低投资7.609％～8.077％，减少占地面积1.8公顷；由此，取得了较好的技术和经济效果。附图说明图1为本发明的pdh装置与前脱乙烷分离流程的乙烯装置工艺耦合后的流程示意图。其中：100～110单元为乙烯装置裂解单元和急冷单元，300～400单元为pdh装置反应单元，200～260单元为耦合装置分离单元。(1)乙烯装置：裂解反应系统的石脑油裂解原料101首先进入100热裂解单元并在其中的裂解炉内发生裂解反应生成烯烃混和物的裂解气102。然后裂解气102送往110急冷单元，裂解气102在急冷单元110中经急冷、水洗后，裂解汽油113和裂解燃料油112作为最终副产品送出界外，裂解气111送往200压缩及碱洗单元。(2)pdh装置：pdh反应系统的新鲜丙烷进料301与来自丙烯精馏塔塔底循环丙烷进料211以及脱油塔310的塔顶凝液311混合后，进入丙烷气化罐300进行气化。气化后的气相302经预热后，进入加热炉和脱氢反应系统400，进行脱氢反应，生成反应产物401。反应产物401经过冷却，与来自乙烯装置急冷单元110急冷、水洗后的裂解气111混合为物料112送至耦合装置裂解气压缩机200入口。丙烷气化罐300的液体303送至脱油塔310，脱油塔310塔顶凝液311返回丙烷气化罐300，塔釜混合c4物料312去耦合装置脱丁烷塔260。(3)耦合装置：耦合工艺的分离系统脱乙烷单元210将经过压缩和碱洗200的物流201进行精馏分离，脱乙烷单元210塔顶分离出含c2及c2更轻组分202送往脱甲烷系统220，脱乙烷单元210塔釜分离出含c3及c3更重组分207送往脱丙烷系统240。含c2及c2更轻组分202进入脱甲烷系统220进行精馏分离，脱甲烷系统220塔顶分离出甲烷氢物流203并作为副产物送出界外；脱甲烷系统220塔釜分离出c2组分204送往乙烯精馏单元230。乙烯精馏单元230将c2组分204进行精馏分离，乙烯精馏单元230塔顶分离出聚合级乙烯产品205送出界外，乙烯精馏单元230塔釜分离出乙烷物流206循环返回乙烯装置100裂解单元。脱丙烷单元240将含c3及c3更重组分207进行精馏分离，脱丙烷单元240塔顶分离出c3组分208并分为2股物流208a和208b，分别送往丙烯精馏单元250；脱丙烷单元240塔釜分离出c4及c4更重组分209，与来自pdh装置脱油塔310塔釜物流312合并为物流212后送入脱丁烷单元260。丙烯精馏单元250为2台并联的丙烯精馏1塔和丙烯精馏2塔，c3组分2股物流208a和208b分别进入丙烯精馏1塔和丙烯精馏2塔进行精馏分离，塔顶分别分离出聚合级丙烯产品210a和210b，2股物流210a和210b合并为聚合级丙烯产品210送出界外；塔釜分别分离出丙烷211a和211b，2股物流211a和211b合并为丙烷211循环返回pdh装置丙烷气化罐300。脱丁烷单元260将c4及c4更重组分212进行精馏分离，脱丁烷单元260塔顶分离出c4组分213作为混和c4产品送出界外；脱丁烷单元260塔釜分离出c5及c5更重组分214与来自乙烯装置急冷单元110的裂解汽油113合并为物流215作为裂解汽油产品送出界外。下面通过实施例对本发明作进一步的阐述，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乙烷分离工艺流程，公称能力80万吨/年，热裂解原料为石脑油，裂解选择性p/e＝0.55。乙烯产量80.00万吨/年，丙烯产量44.00万吨/年，消耗石脑油254.96万吨/年。【实施例1】本发明涉及一种pdh工艺与石脑油裂解前脱乙烷工艺耦合的方法，所要解决的是现有技术存在设备利用率低、工程投资费用高、设备占地面积大、乙烯丙烯等低碳烯烃产量低等技术问题。提供一种新型的pdh装置与乙烯装置的烯烃分离一体化流程，在保持乙烯装置裂解原料不变的前提下，以乙烯装置前脱乙烷现有分离设备进行局部扩能改造流程为基础，仅新增1个pdh反应系统和1个碳三分离系统，即可与乙烯装置前脱乙烷分离流程进行高度一体化耦合，组合为“二头一体二尾”的新型耦合方法，该方法具有工艺流程简单、设备利用率高、工程投资费用少、设备占地面积小、可增产乙烯丙烯等低碳烯烃的优点，而且能够一定程度上规避裂解原料的成本风险。本发明采用的技术方案如下：pdh装置：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的塔顶凝液进料混合，进入丙烷气化罐进行气化。气化后的气相丙烷经预热后进入加热炉加热，再送至脱氢反应系统进行脱氢反应，生成反应产物丙烯。反应产物经冷却后送至乙烯装置裂解气压缩机入口。气化罐的液体送至脱油塔，脱油塔塔顶凝液去丙烷气化罐，脱油塔塔釜混合c4去乙烯装置脱丁烷塔。乙烯装置：石脑油进入乙烯装置裂解单元，在裂解单元生成高温裂解气，再经过急冷单元生成裂解气送至裂解气压缩机入口。耦合装置：乙烯装置裂解气与pdh装置反应产品气合并一起经过压缩、碱洗、干燥后进入脱乙烷单元，在脱乙烷单元中，塔釜分离出c3及c3更重组分送入脱丙烷单元，塔顶分离出c2及c2更轻的组分送入脱甲烷单元；在脱甲烷单元中，塔釜分离出c2组分送入乙烯精馏单元，塔顶分离出甲烷氢作为副产物送出界区；在脱丙烷单元中，塔釜分离出c4及c4更重组分送入脱丁烷单元，塔顶分离出c3分别送入丙烯精馏单元1和丙烯精馏单元2；由此，最终得聚合级乙烯产品、聚合级丙烯产品和甲烷氢、c4馏分、裂解汽油、裂解燃料油等副产品，乙烷返回至乙烯装置裂解单元，丙烷返回至pdh装置丙烷气化罐。由于pdh装置反应产物也送往乙烯装置裂解气压缩机入口，此时乙烯装置压缩、碱洗、干燥和分离单元均超负荷，负荷大致为原有的165％左右，所述的超负荷单元需要进行局部扩能改造以达到本发明的技术要求。本发明中，pdh装置反应产品气和乙烯装置裂解气分别经反应、急冷后，二股物料合并一起进行压缩、碱洗、干燥；然后合并的乙烯装置裂解气与pdh反应产品气共用一套脱乙烷、脱丙烷、脱甲烷、脱丁烷、乙烯精馏、乙烯冷冻、丙烯冷冻系统。与单独设置pdh装置相比，由于采用本发明的工艺耦合方法，pdh装置取消了压缩、碱洗、干燥和脱乙烷、脱丙烷、脱甲烷、脱丁烷、乙烯精馏、乙烯冷冻、丙烯冷冻系统；仅仅新增1个pdh反应系统和1个碳三分离的丙烯精馏系统，与乙烯装置前脱乙烷分离流程进行高度一体化耦合，组合为“二头一体二尾”的新型耦合方法，因此简单了工艺流程、提高了设备利用率、大大节省了工程投资、减少了设备占地面积、增加了乙烯丙烯等低碳烯烃的产量。表1为本发明pdh装置设备一览表。表1本发明pdh装置设备一览表序号设备名称备注序号设备名称备注1丙烷进料气化罐耦合后保留10产品气压缩机耦合后取消2脱油塔耦合后保留11产品气干燥器耦合后取消3脱氢反应进料加热炉耦合后保留12脱乙烷塔耦合后取消4脱氢反应器耦合后保留13脱丙烷塔耦合后取消5再生空气加热炉耦合后保留14脱甲烷塔耦合后取消6废热锅炉系统耦合后保留15脱丁烷塔耦合后取消7再生空气压缩机耦合后保留16乙烯精馏塔耦合后取消8丙烯精馏塔耦合后保留17乙烯制冷机耦合后取消9丙烯精馏塔进料脱硫床耦合后保留18丙烯制冷机耦合后取消采用本发明的pdh工艺与石脑油裂解前脱乙烷工艺耦合的方法，乙烯装置采用前脱乙烷分离工艺流程，公称能力80万吨/年，裂解选择性p/e＝0.55；pdh装置公称能力60万吨/年。采用本发明的工艺耦合方法，pdh装置：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的塔顶凝液进料混合，进入丙烷气化罐进行气化。气化后的气相丙烷经预热后进入加热炉加热再送至脱氢反应系统，进行脱氢反应生成反应产物丙烯。反应产物经冷却后送至乙烯装置裂解气压缩机入口。气化罐的液体送至脱油塔，脱油塔塔顶凝液去丙烷气化罐，脱油塔塔釜混合c4去乙烯装置脱丁烷塔。乙烯装置：石脑油进入乙烯装置裂解单元，在裂解单元生成高温裂解气，再经过急冷单元生成裂解气送至裂解气压缩机入口。耦合装置：由于pdh装置反应产物也送往乙烯装置裂解气压缩机入口，此时乙烯装置压缩、碱洗、干燥和分离单元均超负荷，负荷大致为原有的165％左右。乙烯装置裂解气与pdh装置反应产品气合并一起经过压缩、碱洗、干燥后进入脱乙烷单元，在脱乙烷单元中，塔釜分离出c3及c3更重组分送入脱丙烷单元，塔顶分离出c2及c2更轻的组分送入脱甲烷单元；在脱甲烷单元中，塔釜分离出c2组分送入乙烯精馏单元，塔顶分离出甲烷氢作为副产物送出界区；在脱丙烷单元中，塔釜分离出c4及c4更重组分送入脱丁烷单元，塔顶分离出c3分别送入丙烯精馏单元1和丙烯精馏单元2；由此，最终得聚合级乙烯产品、聚合级丙烯产品和甲烷氢、c4馏分、裂解汽油、裂解燃料油等副产品，乙烷返回至乙烯装置裂解单元，丙烷返回至pdh装置丙烷气化罐。表2一体化后乙烯设备提升负荷表序号设备列表负荷提升序号设备列表负荷提升1裂解炉不变8膨胀机20.78％2急冷油塔不变9脱乙烷塔64.66％3急冷水塔不变10脱丙烷塔104.58％4裂解气压缩机64.66％11脱甲烷塔2.89％5碱洗塔64.66％12乙烯精馏塔2.46％6裂解气干燥器64.66％13丙烯精馏塔181.29％7冷箱系统20.78％14脱丁烷塔16.26％由此，聚合级乙烯≥99.95wt％，乙烯产量81.97万吨/年；聚合级丙烯≥99.6wt％，丙烯产量95.90万吨/年，乙烯装置和pdh装置工艺耦合的工程建设投资60.20亿元人民币。与【比较例1】现有乙烯装置相比，乙烯产量增加2.462％，丙烯产量增加117.955％，节约工程建设投资5.29亿元人民币，相当于节约投资8.077％，减少占地面积1.8公顷。【比较例2】现有技术中的乙烯装置采用前脱乙烷分离工艺流程，公称能力100万吨/年，热裂解原料为石脑油，裂解选择性p/e＝0.55。乙烯产量100.00万吨/年，丙烯产量55.00万吨/年，消耗石脑油318.70万吨/年。【实施例2】采用本发明的pdh工艺与石脑油裂解前脱乙烷工艺耦合的方法，乙烯装置采用前脱乙烷分离工艺流程，公称能力100万吨/年，裂解选择性p/e＝0.55；pdh装置公称能力60万吨/年。表3一体化后原乙烯设备提升负荷表由此，聚合级乙烯≥99.95wt％，乙烯产量101.97万吨/年；聚合级丙烯≥99.6wt％，丙烯产量106.90万吨/年，乙烯装置和pdh装置工艺耦合的工程建设投资66.61亿元人民币。与【比较例2】现有乙烯装置相比，乙烯产量增加1.970％，丙烯产量增加94.364％，节约工程建设投资5.58亿元人民币，相当于节约投资7.728％，减少占地面积1.8公顷。【比较例3】现有技术中的乙烯装置采用前脱乙烷分离工艺流程，公称能力110万吨/年，热裂解原料为石脑油，裂解选择性p/e＝0.55。乙烯产量110.00万吨/年，丙烯产量60.50万吨/年，消耗石脑油350.57万吨/年。【实施例3】采用本发明的pdh工艺与石脑油裂解前脱乙烷工艺耦合的方法，乙烯装置采用前脱乙烷分离工艺流程，公称能力110万吨/年，裂解选择性p/e＝0.55；pdh装置公称能力60万吨/年。表4一体化后原乙烯设备提升负荷表序号设备列表负荷提升序号设备列表负荷提升1裂解炉不变8膨胀机16.88％2急冷油塔不变9脱乙烷塔47.24％3急冷水塔不变10脱丙烷塔49.58％4裂解气压缩机47.24％11脱甲烷塔2.10％5碱洗塔47.24％12乙烯精馏塔1.79％6裂解气干燥器47.24％13丙烯精馏塔106.05％7冷箱系统16.88％14脱丁烷塔11.99％由此，聚合级乙烯≥99.95wt％，乙烯产量111.97万吨/年；聚合级丙烯≥99.6wt％，丙烯产量112.40万吨/年，乙烯装置和pdh装置工艺耦合的工程建设投资69.29亿元人民币。与【比较例3】现有乙烯装置相比，乙烯产量增加1.791％，丙烯产量增加85.785％，节约工程建设投资5.71亿元人民币，相当于节约投资7.609％，减少占地面积1.8公顷。【比较例4】现有技术中的乙烯装置采用前脱乙烷分离工艺流程，公称能力120万吨/年，热裂解原料为石脑油，裂解选择性p/e＝0.55。乙烯产量120.00万吨/年，丙烯产量66.00万吨/年，消耗石脑油382.44万吨/年。【实施例4】采用本发明的pdh工艺与石脑油裂解前脱乙烷工艺耦合的方法，乙烯装置采用前脱乙烷分离工艺流程，公称能力120万吨/年，裂解选择性p/e＝0.55；pdh装置公称能力60万吨/年。表5一体化后原乙烯设备提升负荷表序号设备列表负荷提升序号设备列表负荷提升1裂解炉不变8膨胀机16.26％2急冷油塔不变9脱乙烷塔43.11％3急冷水塔不变10脱丙烷塔36.38％4裂解气压缩机43.11％11脱甲烷塔1.92％5碱洗塔43.11％12乙烯精馏塔1.64％6裂解气干燥器43.11％13丙烯精馏塔87.53％7冷箱系统16.26％14脱丁烷塔10.84％由此，聚合级乙烯≥99.95wt％，乙烯产量121.97万吨/年；聚合级丙烯≥99.6wt％，丙烯产量117.90万吨/年，乙烯装置和pdh装置工艺耦合的工程建设投资71.45亿元人民币。与【比较例4】现有乙烯装置相比，乙烯产量增加1.642％，丙烯产量增加78.636％，节约工程建设投资6.01亿元人民币，相当于节约投资7.753％，减少占地面积1.8公顷。【比较例5】现有技术中的乙烯装置采用前脱乙烷分离工艺流程，公称能力150万吨/年，热裂解原料为石脑油，裂解选择性p/e＝0.47。乙烯产量150.00万吨/年，丙烯产量70.50万吨/年，消耗石脑油478.05万吨/年。【实施例5】采用本发明的pdh工艺与石脑油裂解前脱乙烷工艺耦合的方法，乙烯装置采用前脱乙烷分离工艺流程，公称能力150万吨/年，裂解选择性p/e＝0.47；pdh装置公称能力60万吨/年。表6一体化后原乙烯设备提升负荷表由此，聚合级乙烯≥99.95wt％，乙烯产量151.97万吨/年；聚合级丙烯≥99.6wt％，丙烯产量122.40万吨/年，乙烯装置和pdh装置工艺耦合的工程建设投资78.13亿元人民币。与【比较例5】现有乙烯装置相比，乙烯产量增加1.313％，丙烯产量增加73.617％，节约工程建设投资6.50亿元人民币，相当于节约投资7.676％，减少占地面积1.8公顷。【比较例6】现有技术中的乙烯装置采用前脱乙烷分离工艺流程，公称能力150万吨/年，热裂解原料为石脑油，裂解选择性p/e＝0.60。乙烯产量150.00万吨/年，丙烯产量90.00万吨/年。【实施例6】采用本发明的pdh工艺与石脑油裂解前脱乙烷工艺耦合的方法，乙烯装置采用前脱乙烷分离工艺流程，公称能力150万吨/年，裂解选择性p/e＝0.60；pdh装置公称能力60万吨/年。由此，聚合级乙烯≥99.95wt％，乙烯产量151.97万吨/年；聚合级丙烯≥99.6wt％，丙烯产量141.90万吨/年。与【比较例6】现有乙烯装置相比，乙烯产量增加1.313％，丙烯产量增加57.667％，减少占地面积1.8公顷。上述实施例数据汇总，见表7。表7实施例汇总表显然，采用本发明的方法，对于80～150万吨/年乙烯装置和60万吨/年pdh装置来说，在裂解选择性p/e＝0.47～0.60条件下，与乙烯装置相比，增产乙烯1.313％～2.462％，增产丙烯57.667％～117.955％；与乙烯装置和pdh装置分别设置相比，可降低投资7.609％～8.077％，减少占地面积1.8公顷，取得了较好的技术和经济效果。当前第1页12