一种分离焦化干气的方法与流程

文档序号:11061686阅读:639来源:国知局
一种分离焦化干气的方法与制造工艺
本发明涉及干气处理领域,具体地,涉及一种分离焦化干气的方法。
背景技术
:炼厂焦化干气来源于炼厂延迟焦化装置,通常焦化干气中的乙烷摩尔含量约占20%,乙烯摩尔含量在2%以上,其余组分为甲烷、氢气、丙烷、饱和水等。目前炼厂焦化干气主要作为燃料烧掉,利用价值较低。如果将焦化干气中的乙烷组分回收,送往乙烯厂作为乙烷裂解炉的原料,可以节省裂解原料油,降低乙烯生产成本,经济效益和社会效益十分明显。目前,从炼厂焦化干气中回收碳二组分的方法主要有深冷分离法、变压吸附法、浅冷油吸收法等,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;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。浅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和C2以上的重组分,分离出甲烷、氢气等不凝气,再用精馏法分离吸收剂中的各组分。该方法具有C2C3回收率高,生产安全,运行可靠,对原料气的适应性强等特点,是目前具有竞争力的技术之一。但对于焦化干气回收,由于焦化干气中含有较多的氢气和乙烯,在碳四馏分吸收乙烷的过程中会使乙烷的分压降低,为了保证吸收效果和乙烷回收率,需使用较大量的碳四吸收剂,因此在碳四吸收塔、碳四解吸塔之间循环使用的碳四吸收剂较多,碳四吸收塔塔釜再沸器和碳四解吸塔塔釜再沸器的负荷较高,影响了整个装置的能耗。CN101063048A公开了一种采用中冷油吸收法分离炼厂干气的方法, 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,具有吸收剂成本低廉,损失低等优点。但该工艺中需将干气冷却到-30℃至-40℃,属于中冷分离工艺,因此投资较大,能耗较高。CN103087772A公开了一种油吸收法分离干气的装置及方法,该方法由碳四吸收、碳四解吸、汽油吸收等步骤组成,采用碳四作为吸收剂,回收干气中的碳二碳三馏分,再采用汽油吸收剂回收尾气中的碳四。该工艺碳二回收率高,碳四吸收剂损失少,但碳四吸收剂循环量较大,影响了装置的能耗。CN104557387A公开了一种炼厂混合干气回收系统,包括吸收塔、解吸塔、净化装置、粗分塔、汽油吸收塔和汽油解吸塔。该工艺通过一套碳四吸收-解吸来回收干气中的碳二组分,再通过一套汽油吸收-解吸来回收夹带的碳四吸收剂。该工艺可以循环利用碳四吸收剂和汽油吸收剂,吸收剂用量少,损失少。但吸收塔的碳四吸收剂用量较大,在吸收塔、解吸塔、汽油解吸塔之间循环使用的碳四吸收剂的量较多,装置能耗较高。综上所述,现有的分离炼厂焦化干气的方法,存在着投资大、能耗高、碳四吸收剂循环量大的问题。技术实现要素:本发明的目的是为了克服现有的分离炼厂焦化干气方法中存在的投资大、能耗高、碳四吸收剂循环量大的问题,提供一种分离焦化干气的方法,该方法具有投资小、能耗低、碳四吸收剂循环量小等特点。为了实现上述目的,本发明提供了一种分离焦化干气的方法,该方法包括:将焦化干气依次进行催化加氢处理、冷却处理和碳四吸收剂吸收处理,然后将碳四吸收剂吸收处理得到的气相物料和液相物料分别进行汽油吸收剂吸收处理和碳四解吸处理,回收碳四解吸处理得到的气相物料,并将碳四解吸处理得到的液相物料返回至碳四吸收剂吸收处理。本发明的分离焦化干气的方法,具有以下优点:(1)本发明的方法中,焦化干气在进入浅冷油吸收单元前先进行催化加氢处理,减少了浅冷油吸收单元的进料中氢气和乙烯的含量,增强了碳四吸收剂对乙烷的吸收效果,从而减少了碳四吸收剂循环量,降低了装置能耗。(2)本发明的方法中,用于回收焦化干气(即催化加氢处理得到的物料)中C2C3馏分的碳四吸收剂以及用于回收碳四吸收塔塔顶尾气中夹带的碳四吸收剂的汽油吸收剂,原料容易获得,成本低廉。(3)本发明的方法中,碳四解吸处理得到的气相物料为富乙烷气,其烯烃含量达到了裂解炉进料要求,不需要在焦化干气进料中混入其他饱和干气。(4)本发明的方法中,富乙烷气中的甲烷含量在1-5%,不会增加下游乙烯装置裂解炉和分离系统的单位能耗。(5)本发明的方法中,用碳四吸收剂吸收焦化干气中的C2C3馏分,工艺流程不需乙烯、丙烯制冷压缩机和膨胀机,吸收温度为5-15℃,可选用溴化锂制冷机提供制冷剂来制冷,投资少、操作简单、能耗低。本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明图1是本发明中分离焦化干气采用的装置的结构示意图。附图标记说明1干气压缩机;2加氢反应器;3干气冷却器;4碳四吸收塔;5碳四解吸塔;6碳四冷却器;7汽油吸收塔。具体实施方式以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明,并不用于限制本发明。本发明提供了一种分离焦化干气的方法,该方法包括:将焦化干气依次进行催化加氢处理、冷却处理和碳四吸收剂吸收处理,然后将碳四吸收剂吸收处理得到的气相物料和液相物料分别进行汽油吸收剂吸收处理和碳四解吸处理,回收碳四解吸处理得到的气相物料,并将碳四解吸处理得到的液相物料返回至碳四吸收剂吸收处理。本发明的方法中,对于焦化干气的来源没有特别的限定,可以为本领域常见的各种来源,例如可以来自炼厂延迟焦化装置,来自炼厂延迟焦化装置的焦化干气的压力一般在0.4-0.8MPaG,为了方便进行催化加氢处理,优选情况下,该方法还包括在催化加氢处理前,将焦化干气进行压缩处理以将焦化干气的压力提高至3-5MPaG;进一步优选地,压缩处理为多段压缩处理。其中,对于压缩处理的段数没有特别的规定,例如可以为三段压缩处理。本发明的方法中,对于催化加氢处理的方法没有特别的限定,可以为本领域常用的各种方法,优选情况下,催化加氢处理的方法包括:将焦化干气与加氢催化剂接触,温度为60-300℃,进一步优选为150-220℃;压力为1-5MPaG,进一步优选为3-4MPaG;体积空速为50-1000h-1,进一步优选为100-500h-1。本领域技术人员可以理解的是,与加氢催化剂接触的焦化干气优选为压缩处理得到的物料。对于加氢催化剂没有特别的限定,可以为本领域常用的各种加氢催化剂,优选地,加氢催化剂为含有Co、Mo、Ni和W系金属中至少一种金属的加氢催化剂,进一步优选为Co-Mo-Ni系加氢催化剂。本发明的催化加氢处理用于将焦化干气中的烯烃加氢饱和成烷烃,经过上述催化加氢处理得到的物料中烯烃含量不大于0.1摩尔%。本发明的方法中,优选情况下,冷却处理的条件包括:将催化加氢处理 得到的物料冷却至5-15℃。进一步优选地,冷却处理采用的制冷剂为溴化锂吸收式制冷机制备的冷水,温度可以为5℃或7℃。本发明的方法中,优选情况下,将碳四解吸处理得到的液相物料冷却至5-15℃后返回至碳四吸收剂吸收处理。本发明的方法中,优选情况下,碳四吸收剂吸收处理的方法包括:将冷却处理得到的物料供给至碳四吸收塔内使其与碳四吸收剂接触,碳四吸收塔的理论板数为25-50,操作压力为3-4.6MPaG,塔顶温度为10-30℃,塔釜温度为100-160℃。本领域技术人员应该理解的是,将冷却处理得到的物料供给至碳四吸收塔内使其与碳四吸收剂接触的实施方式可以为:将碳四吸收剂从碳四吸收塔顶部喷入,与从碳四吸收塔中部进入的焦化干气物料逆流接触,碳四吸收剂吸收物料中的C2馏分及更重组分,然后将来自碳四吸收塔塔顶的气相物料(主要为未被吸收的甲烷氢气体)供给至汽油吸收塔回收其中夹带的碳四吸收剂,将来自碳四吸收塔塔釜的液相物料(即富碳四吸收剂)供给至碳四解吸塔处理。由于有少量碳四吸收剂会随汽油吸收塔釜液送出界区,为了以保证系统中碳四吸收塔的碳四吸收剂流量,优选地,在进行碳四吸收剂吸收处理时,向碳四吸收塔内补充新鲜碳四吸收剂。对补充的新鲜碳四吸收剂本身的温度没有特别要求,只要供给至碳四吸收塔时的温度为5-15℃即可。为了方便操作,优选地,将补充的新鲜碳四吸收剂与来自碳四解吸塔塔釜的液相物料混合后一并进行冷却,然后送至碳四吸收塔。本领域技术人员应该理解的是,本发明中的碳四吸收剂为在碳四吸收塔中在进行碳四吸收剂吸收处理时用于吸收焦化干气物料中的C2馏分及更重组分的各种吸收剂。具体地,对于碳四吸收剂没有特别的限定,可以为本领域常用的各种碳四馏分,优选情况下,碳四吸收剂为来自炼厂的含有碳四馏分的物料(包括混合碳四馏分、醚后碳四馏分或其他以碳四为主的馏分), 进一步优选为来自炼厂的正丁烷。对于碳四吸收剂的用量没有特别的限定,本领域技术人员可以根据实际情况确定,此为本领域技术人员所公知,在此不再赘述。本发明的方法中,优选情况下,碳四解吸处理的方法包括:将碳四吸收剂吸收处理得到的液相物料供给至碳四解吸塔内,碳四解吸塔的理论板数为20-50,操作压力为1.5-2.8MPaG,塔顶温度为15-70℃,塔釜温度为110-200℃。本领域技术人员应该理解的是,将碳四吸收剂吸收处理得到的液相物料供给至碳四解吸塔内的实施方式可以为将来自碳四吸收塔塔釜的液相物料(即富碳四吸收剂)供给至碳四解吸塔中部,在碳四解吸塔塔顶得到的气相物料为富乙烷气产品,在碳四解吸塔塔釜得到的液相物料为贫碳四吸收剂,将该贫碳四吸收剂冷却至5-15℃后返回碳四吸收塔循环使用。前述得到的富乙烷气产品中主要含有60-95摩尔%的乙烷、0.01-2摩尔%的乙烯、0.5-5摩尔%的甲烷、3-40摩尔%的碳三等重组分,剩余组分为杂质,如氮气、一氧化碳等,可供给至乙烯装置的裂解炉作为乙烷裂解炉的原料。本发明的方法中,优选情况下,汽油吸收剂吸收处理的方法包括:将碳四吸收剂吸收处理得到的气相物料供给至汽油吸收塔内使其与汽油吸收剂接触,汽油吸收塔的理论板数为15-25,操作压力为2.7-4.5MPaG,塔顶温度为10-40℃,塔釜温度为20-60℃。本领域技术人员应该理解的是,将碳四吸收剂吸收处理得到的气相物料供给至汽油吸收塔内使其与汽油吸收剂接触的实施方式可以为:将来自碳四吸收塔塔顶的气相物料(主要为未被吸收的甲烷氢气体)供给至汽油吸收塔底部,汽油吸收剂从塔顶进入,使气相物料与汽油吸收剂接触,汽油吸收剂吸收气相物料中夹带的碳四吸收剂,汽油吸收塔塔顶和塔釜分别得到气相物料和液相物料,将气相物料送出界区,将液相物料送出装置。优选地,本发 明的方法还包括:将汽油吸收剂吸收处理得到的气相物料供给至燃料气储存单元,将汽油吸收剂吸收处理得到的液相物料进行分离处理以回收碳四吸收剂和汽油。将汽油吸收剂吸收处理得到的液相物料进行分离处理以回收碳四吸收剂和汽油的方法可以为将汽油吸收塔塔釜的液相物料送至炼油厂吸收-稳定装置分离碳四吸收剂和汽油馏分,此为本领域技术人员所公知,在此不再赘述。本领域技术人员应该理解的是,本发明中的汽油吸收剂为在汽油吸收塔中在进行汽油吸收剂吸收处理时用于吸收来自碳四吸收塔塔顶的气相物料中夹带的碳四吸收剂等组分的各种吸收剂。对于汽油吸收剂没有特别的限定,可以为本领域常用的各种汽油吸收剂,优选情况下,汽油吸收剂为来自炼厂的汽油、石脑油和重石脑油中的一种或多种,其中,汽油进一步优选为来自炼厂的稳定汽油。对于汽油吸收剂的用量没有特别的限定,本领域技术人员可以根据实际情况确定,此为本领域技术人员所公知,在此不再赘述。实施例以下将结合图1并通过实施例对本发明进行详细描述,但并不因此限制本发明。以下实施例和对比例中,来自炼厂延迟焦化装置的焦化干气的组成如表1所示(焦化干气中剩余组分为杂质,如氮气、一氧化碳等,未示出)。表1焦化干气温度,℃40压力,MPaG0.6质量流量,t/h10.0组成,mol%H2O0.73H211.73CH459.81C2H621.85C2H42.81C3H63.05实施例1本实施例用于说明本发明的分离焦化干气的方法。将来自炼厂延迟焦化装置的压力为0.6MPaG的焦化干气供给至干气压缩机1,经过三段压缩处理将干气压力提高至4MPaG。然后将增压后的干气供给至加氢反应器2,与加氢催化剂Co-Mo-Ni系催化剂(购自中国石油化工股份有限公司北京化工研究院,型号为BY-5)接触发生催化加氢反应,控制反应温度为180℃,反应压力为4MPaG,体积空速为100h-1,加氢反应器2出口气体中乙烯摩尔含量降至0.1%。然后将加氢反应器2的出口气体经干气冷却器3用溴化锂吸收式制冷机制备的7℃冷水冷却到15℃,并供给至碳四吸收塔4的中部。在碳四吸收塔4中,采用炼厂正丁烷作为碳四吸收剂(流量为21.4t/h),从碳四吸收塔4的塔顶喷入与干气逆流接触。其中,碳四吸收塔4的理论板数为40,操作压力为3.8MPaG,塔顶温度为25.8℃,塔釜温度为120℃。碳四吸收塔4采用低压(压力为0.4MPaG,温度为152℃)蒸汽加热。将来自碳四吸收塔4塔釜的液相物料(即富碳四吸收剂)供给至碳四解吸塔5处理,将来自碳四吸收塔4塔顶的气相物料(气相物料主要为未被吸收的甲烷氢气体)供给至汽油吸收塔7。将来自碳四吸收塔4塔釜的液相物料靠压差供给至碳四解吸塔5中部。碳四解吸塔5的理论板数为40,操作压力为2.1MPaG,塔顶温度为40℃,塔釜温度为122℃。碳四解吸塔5采用低压(压力为0.4MPaG,温度为152 ℃)蒸汽加热,碳四解吸塔5塔顶得到富乙烷气产品,并将来自碳四解吸塔5塔釜的液相物料(即贫碳四吸收剂)经碳四冷却器6冷却至15℃后,返回至碳四吸收塔4循环使用,同时在碳四解吸塔5塔釜的液相物料中引入新鲜的炼厂正丁烷供给至碳四吸收塔4作为补充。将来自碳四吸收塔4塔顶的气相物料靠压差供给至汽油吸收塔7底部,与从塔顶喷入的作为汽油吸收剂的炼厂汽油(流量8t/h)接触。其中,汽油吸收塔的理论板数为20,操作压力为3.5MPaG,塔顶温度为25℃,塔釜温度为46℃。将来自汽油吸收塔7塔釜的液相物料供给至炼油厂吸收-稳定装置分离碳四馏分和汽油馏分,循环使用,并将来自汽油吸收塔7塔顶的未被吸收的甲烷氢气体供给至燃料气管网。分离得到的富乙烷气产品的组成见表2(富乙烷气中剩余组分为杂质,如氮气、一氧化碳等,未示出),供给至乙烯厂作为裂解炉原料。本实施例的方法中,富乙烷气中乙烯摩尔含量、碳四吸收剂循环量、碳四吸收塔塔釜再沸器及碳四解吸塔塔釜再沸器总负荷参见表6。乙烷回收率为92.21%。表2富乙烷气温度,℃15.0压力,MPaG2.0质量流量,t/h4.8组成,mol%H2O0.06H20.00CH43.42C2H682.58C2H40.23C3H810.01C4H102.55实施例2本实施例用于说明本发明的分离焦化干气的方法。将来自炼厂延迟焦化装置的压力为0.6MPaG的焦化干气供给至干气压缩机1,经过三段压缩处理将干气压力提高至3MPaG。然后将增压后的干气供给至加氢反应器2,与加氢催化剂Ni系催化剂(购自中国石油化工股份有限公司北京化工研究院,型号为YN-1)接触发生催化加氢反应,控制反应温度为220℃,反应压力为3MPaG,体积空速为500h-1,加氢反应器2出口气体中乙烯摩尔含量降至0.1%。然后将加氢反应器2的出口气体经干气冷却器3用溴化锂吸收式制冷机制备的7℃冷水冷却到10℃,并供给至碳四吸收塔4的中部。在碳四吸收塔4中,采用炼厂正丁烷作为碳四吸收剂(流量为26t/h),从碳四吸收塔4的塔顶喷入与干气逆流接触。其中,碳四吸收塔4的理论板数为50,操作压力为3MPaG,塔顶温度为30℃,塔釜温度为110℃。碳四吸收塔4采用低压(压力为0.4MPaG,温度为152℃)蒸汽加热。将来自碳四吸收塔4塔釜的液相物料(即富碳四吸收剂)供给至碳四解吸塔5处理,将来自碳四吸收塔4塔顶的气相物料(气相物料主要为未被吸收的甲烷氢气体)供给至汽油吸收塔7。将来自碳四吸收塔4塔釜的液相物料靠压差供给至碳四解吸塔5中部。碳四解吸塔5的理论板数为50,操作压力为1.5MPaG,塔顶温度为70℃,塔釜温度为110℃。碳四解吸塔5采用低压(压力为0.4MPaG,温度为152℃)蒸汽加热,碳四解吸塔5塔顶得到富乙烷气产品,并将来自碳四解吸塔5塔釜的液相物料(即贫碳四吸收剂)经碳四冷却器6冷却至10℃后,返回至碳四吸收塔4循环使用,同时在碳四解吸塔5塔釜的液相物料中引入新鲜的炼厂正丁烷供给至碳四吸收塔4作为补充。将来自碳四吸收塔4塔顶的气相物料靠压差供给至汽油吸收塔7底部, 与从塔顶喷入的作为汽油吸收剂的炼厂石脑油(流量8t/h)接触。其中,汽油吸收塔的理论板数为25,操作压力为2.7MPaG,塔顶温度为26℃,塔釜温度为45℃。将来自汽油吸收塔7塔釜的液相物料供给至炼油厂吸收-稳定装置分离碳四馏分和汽油馏分,循环使用,并将来自汽油吸收塔7塔顶的未被吸收的甲烷氢气体供给至燃料气管网。分离得到的富乙烷气产品的组成见表3(富乙烷气中剩余组分为杂质,如氮气、一氧化碳等,未示出),供给至乙烯厂作为裂解炉原料。本实施例的方法中,乙烷回收率为91.93%。表3富乙烷气温度,℃15压力,MPaG1.5质量流量,t/h4.4组成,mol%H2O0.05H20.00CH43.81C2H679.58C2H40.22C3H89.66C4H106.67实施例3本实施例用于说明本发明的分离焦化干气的方法。将来自炼厂延迟焦化装置的压力为0.6MPaG的焦化干气供给至干气压缩机1,经过三段压缩处理将干气压力提高至5MPaG。然后将增压后的干气供给至加氢反应器2,与加氢催化剂Ni系催化剂(购自中国石油化工股份有限公司北京化工研究院,型号为YN-S)接触发生催化加氢反应,控制反应 温度为150℃,反应压力为5MPaG,体积空速为400h-1,加氢反应器2出口气体中乙烯摩尔含量降至0.1%。然后将加氢反应器2的出口气体经干气冷却器3用溴化锂吸收式制冷机制备的7℃冷水冷却到15℃,并供给至碳四吸收塔4的中部。在碳四吸收塔4中,采用炼厂正丁烷作为碳四吸收剂(流量为18t/h),从碳四吸收塔4的塔顶喷入与干气逆流接触。其中,碳四吸收塔4的理论板数为25,操作压力为4.6MPaG,塔顶温度为30℃,塔釜温度为130℃。碳四吸收塔4采用低压(压力为0.4MPaG,温度为152℃)蒸汽加热。将来自碳四吸收塔4塔釜的液相物料(即富碳四吸收剂)供给至碳四解吸塔5处理,将来自碳四吸收塔4塔顶的气相物料(气相物料主要为未被吸收的甲烷氢气体)供给至汽油吸收塔7。将来自碳四吸收塔4塔釜的液相物料靠压差供给至碳四解吸塔5中部。碳四解吸塔5的理论板数为25,操作压力为2.8MPaG,塔顶温度为70℃,塔釜温度为138℃。碳四解吸塔5采用低压(压力为0.4MPaG,温度为152℃)蒸汽加热,碳四解吸塔5塔顶得到富乙烷气产品,并将来自碳四解吸塔5塔釜的液相物料(即贫碳四吸收剂)经碳四冷却器6冷却至15℃后,返回至碳四吸收塔4循环使用,同时在碳四解吸塔5塔釜的液相物料中引入新鲜的炼厂正丁烷供给至碳四吸收塔4作为补充。将来自碳四吸收塔4塔顶的气相物料靠压差供给至汽油吸收塔7底部,与从塔顶喷入的作为汽油吸收剂的炼厂重石脑油(流量8t/h)接触。其中,汽油吸收塔的理论板数为15,操作压力为4.4MPaG,塔顶温度为25℃,塔釜温度为50℃。将来自汽油吸收塔7塔釜的液相物料供给至炼油厂吸收-稳定装置分离碳四馏分和汽油馏分,循环使用,并将来自汽油吸收塔7塔顶的未被吸收的甲烷氢气体供给至燃料气管网。分离得到的富乙烷气产品的组成见表4(富乙烷气中剩余组分为杂质,如氮气、一氧化碳等,未示出),供给 至乙烯厂作为裂解炉原料。本实施例的方法中,乙烷回收率为90.78%。表4富乙烷气温度,℃25压力,MPaG2.8质量流量,t/h4.1组成,mol%H2O0.06H20.00CH43.12C2H683.93C2H40.23C3H89.91C4H102.74对比例1按照实施例1的方法,不同的是,焦化干气经干气压缩机1增压后,不进行催化加氢处理而是直接进行冷却处理。分离得到的富乙烷气产品的组成见表5(富乙烷气中剩余组分为杂质,如氮气、一氧化碳等,未示出)。表5富乙烷气温度,℃15压力,MPaG2.1质量流量,t/h4.49组成,mol%H2O0.06H20.00CH43.92C2H676.05C2H47.13C3H89.64C4H103.13本对比例的方法中,富乙烷气中乙烯摩尔含量、碳四吸收剂循环量、碳四吸收塔塔釜再沸器及碳四解吸塔塔釜再沸器总负荷参见表6。乙烷回收率为92.20%。表6从表6可知,本发明的分离焦化干气的方法,能够有效降低碳四吸收剂循环量和浅冷油吸收装置的能耗,具有投资小、能耗低、碳四吸收剂循环量小等特点。以上详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于上述实施方式中的具体细节,在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本发明的保护范围。另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合,为了避免不必要的重复,本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。此外,本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本发明的思想,其同样应当视为本发明所公开的内容。当前第1页1 2 3 
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