专利名称：一种采用油吸收分离炼厂干气的装置及方法
技术领域：
本发明涉及有机化工领域，进一步地说，是涉及一种采用油吸收分离炼厂干气的装置及方法。
背景技术：
炼厂催化干气来源于催化裂化过程，通常干气中的乙烯含量约为12 20摩尔％，乙烷含量约为15 24摩尔％，还含有丙烯、丙烷、丁烷等烯、烷烃。目前炼厂催化干气主要作为燃料烧掉，利用价值较低。如果将催化干气中烯烃、烷烃回收，送往乙烯工厂作为生产乙烯的原料，则可节省大量的裂解原料油，使乙烯生产成本大幅度下降，从而使企业获得较好的经济效益。目前从炼厂催化干气中回收乙烯的方法主要有深冷分离法、中冷油吸收法、络合分离法、变压吸附法等，各种方法各具特点。深冷分离法工艺成熟，乙烯回收率高，但投资大，用于稀乙烯回收能耗较高；络合分离法，乙烯回收率较高，但对原料中的杂质要求严格，预处理费用较高，需要特殊的络合吸收剂；变压吸附法操作简单，能耗较低，但产品纯度低，乙烯回收率低，占地面积大。中冷油吸收法主要是利用吸收剂对气体中各组分的溶解度不同来分离气体混合物，一般先利用吸收剂吸收C2及C2 以上的重组分，分离出甲烷、氢气等不凝性气体，再用精馏法分离吸收剂中的各组分。该方法具有规模小、适应性强、投资费用低等特点，可用于从裂解气中分离烯烃、从天然气中回收轻烃等工艺。中冷油吸收法可用于催化裂化干气中低浓度乙烯的回收，但传统的常规中冷油吸收工艺吸收剂损失大、乙烯回收率较低，回收率通常只有85%左右。CN 1640992提出了一种以装置自产稳定轻烃为吸收剂的冷冻油吸收方法，适用于从油田伴生气或天然气中回收 液化气，且C3收率要求较高的回收工艺。采用这种冷冻油的吸收方法，能用较少的吸收剂，获得较高的轻烃回收率，且工艺简单，减少能耗，提高经济效益。但该方法只适用于从油田伴生气或天然气中回收液化气，并不能回收C2馏分，无法用于炼厂催化干气的回收。CN 1414067提出了一种在天然气浅冷工艺后嫁接油吸收工艺，从而提高轻烃回收率的方法。该方法在天然气浅冷工艺后使所得物进入二级三相分离器内进行气液分离，使气体进入吸收塔的底部与吸收剂进行气液交换得到C3、C4组份后回收；液体与二级三相分离器内的轻烃混合后进入脱吸塔内脱出甲烷与乙烷，使形成的脱吸液进入解吸塔切割出C3、C4组份后回收。该方法可以提高天然气中的轻烃回收率，增加轻烃产量。但该方法只适用于从天然气中回收轻烃，并不适用于炼厂催化干气的回收。US 5502971公开了一种回收C2及更重烃类的低压低温工艺，适用于炼厂干气的回收。该工艺取消了传统的高压方案，改而采用低压技术，这样回收温度就可以保持在硝酸树脂生成的温度之上，避免了危险的潜在可能性，同时还可以保持较高的烯烃收率。虽然该工艺采用了低压方案，但温度仍低达-100°c，仍属于深冷分离工艺的一种，因此投资较大，能耗较高。US 6308532提出了一种从炼厂干气中回收乙烯和丙烯的工艺，该工艺包括从吸收塔釜抽出C3、C4、C5、C6液体并将部分塔釜液相物料循环至塔顶，从而保持塔顶冷凝器的冷冻温度不低于_95°C，同时在吸收塔中富含丙烯或乙烯-丙烯区域抽出气相侧线。尽管该工艺将部分塔釜物料循环至塔顶以保持塔顶温度不致于过低，但塔顶温度仍低达-95°C，仍属于深冷分离工艺的一种，因此投资较大，能耗较高。CN 101063048A公开了一种采用中冷油吸收法分离炼厂催化干气的方法，该工艺由压缩、脱除酸性气体、干燥及净化、吸收、解吸、冷量回收和粗分等步骤组成，该方法具有吸收剂成本低廉，损失低等优点。但该工艺中仍需将干气冷却至_30°C _40°C，属于中冷分离工艺，因此投资较大，能耗较高。CN101812322A公开了一种采用油吸收法分离炼厂催化干气的方法，该方法以碳四馏分作为吸收剂，保持吸收温度为5_15°C，并采用膨胀机和冷箱回收冷量。该方法使烯烃和烷烃的回收率大幅提高，同时减少了吸收剂的循环量和损失量，降低了能耗，但是需要膨胀机和冷箱等设备，投资较高。CN101759518A公开了一种油吸收分离炼厂催化干气的方法，该发明的方法使用碳四馏分作为吸收剂，在主吸收塔中吸收压缩、冷却后的催化干气中C2馏分及更重组份，主吸收塔的塔釜物流送至解吸塔处理，由解吸塔塔顶得到回收的C2浓缩气。使用本发明的方法，由于吸收温度高，不需要乙烯、丙烯制冷压缩机和膨胀机，具有能耗低、投资少、操作简单等特点，但是在吸收过程中碳四吸收剂损失较大。综上所述，现有的从 炼厂干气中回收乙烯和丙烯的工艺都存在投资大、能耗高和吸收剂损失大的问题。
发明内容
为解决现有技术中存在的从炼厂干气中回收乙烯和丙烯的工艺存在投资大、能耗高和吸收剂损失大的问题，本发明提供了一种采用油吸收分离炼厂干气的装置及方法。以碳四馏分和汽油馏分作为吸收剂，来回收炼厂干气中乙烯、丙烯，保持吸收温度为10度以上，不需要乙烯制冷机、膨胀机、冷箱等设备，降低了投资和能耗。本发明的目的之一是提供一种采用油吸收分离炼厂干气的装置。包括碳四吸收塔和碳四解吸塔，碳四吸收塔下部连接催化干气进口管线，催化干气进口管线上设置有压缩机和冷却器，碳四吸收塔底部连接碳四解吸塔，碳四解吸塔底部连接碳四吸收塔上部，碳四解吸塔顶部连通界外，在所述碳四吸收塔后设置汽油吸收塔，碳四吸收塔顶部出口连接汽油吸收塔下部，所述汽油吸收塔底部和顶部分别连通界外。本发明的目的之二是提供一种采用油吸收分离炼厂干气的方法。包括:催化干气经压缩冷却后进入碳四吸收塔被碳四吸收剂吸收，碳四吸收塔塔釜物料进入碳四解吸塔，碳四解吸塔塔釜物料返回碳四吸收塔；碳四吸收塔塔顶气体进入汽油吸收塔被汽油吸收剂吸收。具体包括以下步骤:
(I)压缩:将来自炼厂催化裂化装置(FCC)的催化干气的压力提高到4.0 6.0MPa ；(2)冷却:将压缩后的催化干气冷却至5°C 20°C ;(3)碳四吸收:采用碳四馏分作为吸收剂，所述的吸收剂从塔顶部进入碳四吸收塔，吸收催化干气中C2馏分及更重组份，吸收塔的塔顶物流进入后面的汽油吸收系统，吸收塔的塔釜物流送至碳四解吸塔；(4)碳四解吸:所述的碳四吸收塔的塔釜物流进入碳四解吸塔，塔顶得到回收的C2浓缩气，塔釜得到解吸后的碳四馏分吸收剂，冷却后返回碳四吸收塔循环使用；(5)汽油吸收:所述的碳四吸收塔的塔顶气相物流进入汽油吸收塔中，汽油吸收剂从塔顶进入，吸收气相物流中夹带的碳四吸收剂，汽油吸收塔顶尾气排出装置，塔釜物流送出装置。步骤(I)中来自炼厂催化裂化装置的催化干气的压力一般约为0.7 0.9MPa，一般需要逐级提高压力至4.0 6.0MPa0在本发明的方法中，对压缩的段数没有特别的限定，优选采用三段压缩。在所述步骤(2)中，优选将压缩后的催化干气冷却至5°C 20°C。在本发明的具体实施中，制冷剂可选用5°C左右的冷水，由溴化锂吸收式制冷机提供。溴化锂制冷机采用的是吸收制冷工艺，以炼厂的废热蒸汽为热源，具有能耗低的优点。在所述步骤(3)中，所述的碳四吸收剂可采用炼厂的混合碳四或醚后碳四或其它碳四懼分，优选为包含10 40% Wt的正丁烧、3 15% Wt的1-丁烯、5 70% wt的2-丁烯的碳四懼分；更优选包含20 35% wt的正丁烧、5 10% wt的1- 丁烯、20 35% wt的反-2- 丁烯、25 35% wt的顺-2- 丁烯的碳四馏分；在本发明的具体实施时，优选炼厂的混合碳四馏份，其主要组成通常为碳三0.5% (wt%，以下同)、正丁烷25%、丁烯-1 6%,丁烯-2 62%、碳五 6.5%。在所述的步骤(3)中，所述碳四吸收塔的理论板数优选为35 45，操作压力优选为3.5 5.5MPa，塔顶温度优选为5 20°C，塔釜温度优选为100 125°C。在所述的步骤(4)中，所述碳四解吸塔的理论板数优选为20 35，操作压力优选为1.5 2.5MPa，塔顶温度优选为35 60°C，塔釜温度优选为100 130°C，回流比为
0.5 2.0。在所述的步骤(5)中，所述的汽油吸收剂为常用的汽油，优选自炼厂的汽油产品。所述汽油吸收塔的理论板数优选为15 25，操作压力略低于碳四吸收塔压力，优选为
3.5 4.5MPa，塔顶温度优选为15 25°C，塔釜温度优选为30 40°C。参照图1，具体说明如下:将炼厂催化裂化装置来的催化干气I的压力经过三段压缩机7提高到4.0
6.0MPa ;经过三段压缩后的炼厂催化干气经冷却器冷却至5 20°C，优选12°C左右，冷却后的催化干气进入碳四吸收塔8 ;在碳四吸收塔8中，采用混合碳四馏分作为吸收剂2，温度为5 20°C，优选使用含10 40% wt的正丁烧、3 15% wt的1- 丁烯、45 70% wt的2- 丁烯和O 10% wt的C5的碳四馏分；更优选使用包含 20 35% wt的正丁烷、5 10% wt的1- 丁烯、20 35% wt的反-2- 丁烯、25 35% wt的顺-2- 丁烯和O 10% wt的C5的碳四懼分。碳四吸收剂2从碳四吸收塔8顶部喷入，吸收所述催化干气I中C2馏分及更重的组份，塔顶含未被吸收的气体甲烷、氢、碳四的气相物流进入汽油吸收塔9塔底；汽油吸收剂3从塔顶喷入，吸收气相物流中的碳四等组分，未被吸收的甲烷、氢尾气4从塔顶排出被送往燃料气管网，含有碳四的汽油物流5从塔釜采出。来自碳四吸收塔釜的釜液温度为100 125°C、压力3.5 5.5MPa，靠压差进入碳四解吸塔10中部，解吸塔顶得到回收的浓缩C2馏分6，其主要组成为乙烯25 35%、乙烷30 40%、二氧化碳5 10%、丙烯O 15%、C4及更重组分O 15%，塔釜吸收剂经冷却器冷却后，返回碳四吸收塔8循环使用；解吸塔顶得到的C2浓缩气经脱氧后可送往乙烯厂的碱洗装置进一步分离。在本发明的方法中，所述的碳四吸收塔的塔顶气相物流主要是未被吸收剂吸收的气体如甲烷、氢气等，其中 还含有少量的C2馏分和夹带的碳四吸收剂。为减少碳四吸收剂的损失，将这股气相物流引入汽油吸收塔中，采用汽油吸收剂将碳四吸收剂吸收下来。主要为甲烷、氢的汽油吸收塔塔顶气相物流作为尾气送往燃料气管网，含有碳四的汽油物流送出装置。本发明所述的装置及方法具有以下特点:(I)在本发明的方法中以炼厂的混合碳四组分和汽油馏分用作吸收剂来回收催化干气中的C2馏份，吸收剂原料容易获得，成本低廉，并且不需要乙烯、丙烯制冷压缩机，投资少、操作简单；(2)以汽油作为吸收剂来回收尾气中夹带的碳四吸收剂，且回收的碳四组分可进一步循环使用，吸收剂损失少；(3)本发明的方法乙烯回收率提高，大于90% ；(4)本发明的方法中，碳四吸收剂和催化干气被冷却到5 20°C，可选用溴化锂制冷机提供冷剂来制冷，能耗低；(5)在本发明的方法中，装置的最低操作温度不低于5°C，设备和管线可采用普通低温钢，节省了大量投资。
图1本发明所述的装置流程示意图。附图标记说明:I催化干气；2碳四吸收剂；3汽油吸收剂；4尾气；5汽油；6 C2浓缩气；7压缩机；8碳四吸收塔；9汽油吸收塔；10碳四解吸塔
具体实施例方式下面结合实施例，进一步说明本发明。实施例:如图1所示，一种采用油吸收分离炼厂干气的装置，包括碳四吸收塔8和碳四解吸塔10，碳四吸收塔8下部连接催化干气进口管线，催化干气进口管线上设置有压缩机7和冷凝器，碳四吸收塔8底部连接碳四解吸塔10，碳四解吸塔10底部连接碳四吸收塔8上部，碳四解吸塔10顶部连通界外，在所述碳四吸收塔8后设置汽油吸收塔9，碳四吸收塔8顶部出口连接汽油吸收塔9下部，所述汽油吸收塔9底部和顶部分别连通界外。具体过程如下:从炼厂催化裂化装置来的催化干气1，压力0.8MPa，经过三段压缩，将压力提高至
4.SMPa0增压后的催化干气经冷却器冷却到12°C，再送入碳四吸收塔8内。在碳四吸收塔中，采用炼厂生产的混合C4馏分作为吸收剂2从塔顶喷入，吸收催化干气中C2及更重的组份。吸收塔的理论板数为40，操作压力为4.0MPa,塔顶温度为18.2V，塔釜温度为105.1°C。塔釜富含C2的碳四吸收剂物料送至碳四解吸塔10处理，塔顶未被吸收的气体进入汽油吸收塔9。汽油吸收塔中，采用炼厂生产的汽油产品作为吸收剂3，从塔顶喷入，吸收气体中的碳四等组分。汽油吸收塔的理论板数为20，操作压力为3.8MPa，塔顶温度为19.2°C，塔釜温度33.6°C。塔顶的甲烷、氢尾气4排往燃料气管网，塔釜的汽油5送出装置。来自碳四吸收塔釜的富含C2的碳四吸收剂靠压差进入碳四解吸塔10中部。解吸塔的理论板数为31，操作压力为2.0MPa，塔顶温度为38.2°C，塔釜温度为110°C，回流比为1.2。解吸塔塔釜采用低压蒸汽加热，从塔顶得到浓缩C2馏分6。解吸塔釜的贫碳四吸收剂经冷却至12°C，返回碳四吸收塔顶循环利用。在本实施例中，乙烯回收率为91.8%。各主要物流和分离后产品的组成列于表I。表I
权利要求
1.一种采用油吸收分离炼厂催化干气的装置，包括碳四吸收塔和碳四解吸塔，碳四吸收塔下部连接催化干气进口管线，催化干气进口管线上设置有压缩机和冷却器，碳四吸收塔底部连接碳四解吸塔，碳四解吸塔底部连接碳四吸收塔上部，碳四解吸塔顶部连通界外，其特征在于: 在所述碳四吸收塔后设置汽油吸收塔，碳四吸收塔顶部出口连接汽油吸收塔下部，所述汽油吸收塔底部和顶部分别连通界外。
2.一种采用如权利要求1所述的分离炼厂催化干气装置的方法，包括: 催化干气经压缩冷却后进入碳四吸收塔被碳四吸收剂吸收，碳四吸收塔塔釜物料进入碳四解吸塔，碳四解吸塔塔釜物料返回碳四吸收塔；碳四吸收塔塔顶气体进入汽油吸收塔被汽油吸收剂吸收。
3.按权利要求2所述的方法，其特征在于: 所述碳四吸收塔的理论板数为35 45，操作压力为3.5 5.5MPa，塔顶温度为5 20°C，塔釜温度为100 125°C。
4.按权利要求2所述的方法，其特征在于: 所述汽油吸收塔的理论板数为 15 25，操作压力为3.5 4.5MPa，塔顶温度为15 250C，塔釜温度为30 40°C。
5.按权利要求2 4之一所述的方法,其特征在于: 所述催化干气经压缩后至压力为4.0 6.0MPa ;经冷却至温度为5°C 20°C。
6.按权利要求5所述的方法，其特征在于: 所述压缩为多段压缩； 所述冷却中采用的制冷剂为冷水。
7.按权利要求2 4之一所述的方法,其特征在于: 所述碳四解吸塔塔釜物料经冷却至5 20°C后返回碳四吸收塔循环利用。
8.按权利要求2所述的方法，其特征在于: 所述的碳四吸收剂为炼厂的混合碳四或醚后碳四或其它碳四馏分；所述汽油吸收剂为选自炼厂的汽油产品。
9.按权利要求8所述的方法，其特征在于: 所述碳四吸收剂为包含10 40% wt的正丁烧、3 15% wt的1- 丁烯、5 70% wt的2- 丁烯的碳四馏分。
全文摘要
本发明公开了一种采用油吸收分离炼厂催化干气的装置及方法，所述装置包括碳四吸收塔和碳四解吸塔，在所述碳四吸收塔后设置汽油吸收塔，碳四吸收塔顶部出口连接汽油吸收塔下部，所述汽油吸收塔底部和顶部分别连通界外。所述方法包括催化干气经压缩冷却后进入碳四吸收塔被碳四吸收剂吸收，碳四吸收塔塔釜物料进入碳四解吸塔，碳四解吸塔塔釜物料返回碳四吸收塔；碳四吸收塔塔顶气体进入汽油吸收塔被汽油吸收剂吸收。本发明不需要乙烯制冷机、膨胀机、冷箱等设备，降低了投资和能耗。
文档编号C10G70/06GK103087772SQ201110341549
公开日2013年5月8日 申请日期2011年11月2日 优先权日2011年11月2日
发明者程建民, 李东风, 廖丽华, 刘智信, 过良, 李琰, 王婧, 罗淑娟, 王宇飞 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司北京化工研究院