一种炼厂干气制乙苯的组合工艺的制作方法

本发明是属于石油化工领域，具体涉及一种炼厂干气制乙苯工艺。

背景技术：

炼厂干气包括催化干气、焦化干气、重整干气、芳构化气体、歧化干气、psa尾气等，这些气体中主要组分包括h2、ch4、c2h6、c2h4、c3～c5以及氮气等惰性气组分，炼厂通常将其用作燃料气。随着装置的大型化，如何有效利用炼厂干气变得越来越迫切。现有技术干气的进一步利用主要围绕利用其中的烯烃，对其中的烷烃没有进行更深加工，造成资源浪费。

中国专利cn1273575a公布了一种生产乙烯、乙苯和苯乙烯的联合方法，涉及一种乙烯生产装置，在裂解区的气体和流体产物在脱甲烷区分馏，形成含有进料中乙烯的约5至40％的稀乙烯物料，送到乙苯设备，并与不纯苯反应。产物乙苯通常被转化成苯乙烯。中国专利cn1630700a公布了一种稀乙烯物流和稀丙烯物流的生产工艺，所述稀乙烯物流和稀丙烯物流可用作生产烯烃基衍生物的原料。

上述方案对稀乙烯物流中的氢气没有有效利用，对稀乙烯物流中的杂质如酸性气、炔烃、二烯烃、甲醇等组分没有控制手段，造成设备投资高，反应副产物多。

中国专利cn108424345a公布了一种乙苯生产装置及工艺，该装置包括依次连接的裂解单元、急冷单元、压缩单元、冷分离单元、乙苯合成单元和尾气回收单元。裂解单元、急冷单元、压缩单元、冷分离单元用于将裂解原料转化得到稀乙烯物流；其中压缩单元包括依次连接的一次升压压缩机、碱洗塔、干燥器和二次升压压缩机；冷分离单元包括依次连接的脱乙烷塔、催化加氢反应器和冷凝器，冷凝器的冷量由丙烯制冷系统提供。尾气回收单元包括依次连接一级变压吸附系统、二级变压吸附系统和乙烷增压机，用于将乙苯合成单元产生的反应尾气分离成副产氢气、尾气回收甲烷和尾气回收乙烷，将尾气回收乙烷送回裂解单元。该工艺装置与生产聚合级乙烯的装置相比可有效地降低投资和能耗，但由于采用的冷分离单元的要求，流程需设置丙烯制冷系统等过程，工艺流程复杂，装置投资仍然较高。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种炼厂干气制乙苯的组合工艺，将炼厂气体中的富含乙烯和乙烷的气体经过一系列工艺加工过程，充分利用其中的氢气、乙烷、乙烯等有效成分，以解决现有工艺中存在的原料利用程度低、工艺过程复杂、装置投资和能耗高等问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种炼厂干气制乙苯的组合工艺，采用干气制乙苯+尾气回收+碳二回收+裂解组合工艺，利用干气中的乙烯和乙烷生产乙苯，并充分回收氢气，其特征在于由下述步骤组成：

1)含乙烯干气和苯在干气制乙苯单元生成乙苯产品，副产的烷基化反应尾气送往尾气回收单元，副产的不凝气送往裂解单元；

2)含乙烷干气经碳二回收单元提浓后得到富乙烷气(一)，送裂解单元，副产粗氢气体送尾气回收单元回收氢气；

3)来自步骤1)的烷基化反应尾气和来自步骤2)的粗氢气体在尾气回收单元分离为氢气、燃料气和富乙烷气(二)，富乙烷气(二)送往裂解单元；

4)来自步骤1)干气制乙苯单元的不凝气、来自步骤2)碳二回收单元的富乙烷气(一)和来自步骤3)尾气回收单元的富乙烷气(二)在裂解单元生成裂解干气，裂解干气送回干气制乙苯单元。

本发明一种炼厂干气制乙苯的组合工艺，其进一步特征在于：所述的炼厂干气是指炼油厂装置产生的加工尾气，主要组分有氢、氮、甲烷、乙烷、乙烯和少量二氧化碳、硫化氢以及c3以上重组分等，具体所述含乙烯干气指催化裂化干气、催化裂解干气、ltag干气和乙烷裂解干气中的一种或一种以上；所述含乙烷干气指焦化干气、重整干气、芳构化气体、歧化干气、psa尾气、加氢干气、常减压干气等炼厂气中的一种或一种以上。

本发明一种炼厂干气制乙苯的组合工艺，其进一步特征在于：在所述干气制乙苯单元设原料预处理部分，主要包括干气水洗、脱丙烯、干燥、加氢等设施。所述脱丙烯设施采用吸收解吸法，吸收剂采用装置自产的物料，如由苯、乙苯、丙苯、甲乙苯、丁苯、二乙苯、三乙苯中的一种或一种以上组成。含乙烯干气经水洗后与自裂解部分来的裂解干气一同进行脱丙烯处理，然后经干燥后，进入加氢反应器，将干气中的乙炔和、丙炔和丙二烯去除至5ppm以下，然后进入烷基化反应部分。烷基化反应尾气去尾气回收单元，不凝气送裂解单元。

本发明一种炼厂干气制乙苯的组合工艺，其进一步特征在于：所述尾气回收单元包括尾气压缩、膜分离组件和变压吸附。烷基化反应尾气经压缩后进入膜分离组件，膜分离组件可以采用一级膜、两级膜或多级膜。绝大部分氢气、部分甲烷和少量其他组分作为渗透气从膜分离组件出来后，进入变压吸附回收提纯氢气，生产99.9％mol的氢气产品，同时副产甲烷气可作燃料气使用；富含乙烷的富乙烷气(二)送至裂解单元。

本发明一种炼厂干气制乙苯的组合工艺，其进一步特征在于：所述裂解单元包括乙烷裂解炉、裂解气热回收、吸收、碱洗和压缩部分。自干气制乙苯单元来的不凝气、来自碳二回收单元的富乙烷气(一)和自尾气回收单元来的富乙烷气(二)进入裂解单元，裂解反应产物裂解干气经换热器回收热量后，先进入吸收塔，脱除裂解气中的重组分，吸收剂采用干气制乙苯单元的物料，由苯、乙苯、丙苯、二乙苯、三乙苯、丁苯、甲基乙苯、高沸物中的一种或一种以上组成。吸收塔顶物料经冷却后，再经碱洗脱除裂解干气中的硫化氢，送至裂解干气压缩部分经压缩、冷却、分液后，裂解干气返回干气制乙苯单元。

本发明一种炼厂干气制乙苯的组合工艺，其进一步特征在于：所述含乙烯干气中乙烯含量为3～99％mol；优选10～90％mol；

本发明一种炼厂干气制乙苯的组合工艺，其进一步特征在于：所述含乙烷干气中乙烷含量为3～100％mol；优选5～90％mol；

本发明一种炼厂干气制乙苯的组合工艺，其进一步特征在于：所述裂解干气压缩升压后返回干气制乙苯单元，压力为0.5～2.0mpag，优选0.8～1.6mpag；

本发明一种炼厂干气制乙苯的组合工艺，其进一步特征在于：所述富乙烷气中乙烷含量为70～99％mol，优选83～96％mol；

本发明一种炼厂干气制乙苯的组合工艺，其进一步特征在于：所述尾气回收单元的产品氢气中氢含量为99.9％mol；

采用本发明一种炼厂干气制乙苯的组合工艺，具有以下有益效果：

不仅利用了含乙烯的炼厂干气，同时将不含乙烯或含少量乙烯的而含乙烷的干气也加以利用，同时回收了氢气，最大程度地回收了干气中的有效成分；

由于将炼厂干气中的乙烷回收、裂解变为乙烯，再利用干气制乙苯的方法生产乙苯，比单独采用干气制乙苯技术直接加工炼厂干气的乙苯产量高，在同样炼厂干气产量的情况下，可提高乙苯装置规模。

尾气回收部分的烷基化尾气和粗氢气体处理采用膜分离组件将大部分氢气和甲烷分离出来，富乙烷气可直接送裂解单元，工艺流程简单，同时降低投资和能耗；

裂解干气经压缩后送至干气制乙苯单元进行脱丙烯处理，由于采用吸收解吸的方法，操作温度均在0℃以上，不需设丙烯制冷系统，设备材质等级低，裂解干气压缩后的压力较低，流程简单，投资相对较低。

综上所述，本发明一种炼厂干气制乙苯的组合工艺的优点是：

1、流程合理，可同时回收炼厂干气中的乙烯、乙烷和氢组分，提高了炼厂干气的综合利用率；

2、采用组合工艺，充分发挥各单元优势；

3、装置乙苯产量高，能量消耗低，投资低，装置效益好。

以下结合附图对本发明技术方案作详细说明，附图只是为了说明发明的基本内容而绘制的，它不限制本发明的内容和使用形式，实际上根据具体操作条件，一些管道上需要设置如泵、换热器等常规设备或管道元件。

附图说明

图1为本发明一种炼厂干气制乙苯的组合工艺的流程示意图。

图中所示附图标记为：1-干气制乙苯，2-碳二回收，3-尾气回收，4-裂解，5-含乙烯干气，6-苯，7-乙苯，8-烷基化尾气，9-不凝气，10-含乙烷干气，11-粗氢气体，12，富乙烷气(一)，13-氢气，14-燃料气，15-富乙烷气(二)，16-裂解干气。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明，具体实施方式并不限制本发明要求保护的范围。

本发明的一种具体实施方式如附图1所示，含乙烯干气5可以是催化裂化干气、催化裂解干气、ltag干气和乙烷裂解干气中的一种或一种以上；以催化裂化干气为例，温度40℃，压力1.0mpag，主要成分的体积含量为：氢29.6％、甲烷32.4％、乙烷10.1％、乙烯13.2％、丙烷0.2％、丙烯0.6％、碳四0.2％、碳五及比碳五重的组分0.1％、氮气12.3％。含乙烯干气5、自裂解单元4来的裂解干气16，在干气制乙苯单元与来自裂解单元的裂解干气经过原料预处理，使干气中的杂质如丙烯、乙炔、丙炔、丙二烯、水以及少量碱性物的含量降低，以满足乙苯反应部分的要求。，经处理后的干气送烷基化反应部分，和苯6反应，经反应、热回收和分离后，得到产品乙苯7，同时副产烷基化尾气8和不凝气9，烷基化尾气8送尾气回收单元3；含乙烷干气例如歧化干气，温度6℃，压力0.5mpag，主要成分的体积含量为：氢6.5％、甲烷2.1％、乙烷69％、丙烷19％、碳四及比碳四重的组分1.5％，进入碳二回收单元2，经提浓后得到富乙烷气(一)12和粗氢气体11，富乙烷气(一)12送裂解单元4，粗氢气体11送尾气回收单元3；烷基化尾气8先经压缩，然后进入膜分离组件，绝大部分氢气、部分甲烷和少量其他组分作为渗透气从从膜分离组件出来，进入变压吸附部分提纯回收氢，富乙烷气(二)作为非渗透气送裂解单元4；粗氢气体11进入另一组膜分离组件，甲烷和氢作为渗透气从膜分离组件出来后，也进入变压吸附部分，其他物料作为非渗透气从膜分离组件出来，作为燃料气使用。甲烷和氢经变压吸附提纯得到99.9％mol的氢气产品13和燃料气14。自干气制乙苯单元1来的不凝气9、自碳二回收单元2来的富乙烷气(一)12和自尾气回收单元3来的富乙烷气(二)15进入裂解单元4，在裂解单元4经裂解反应和回收热量后，进入吸收塔，脱除裂解气中的重组分，吸收剂采用干气制乙苯单元的物料，由苯、乙苯、丙苯、二乙苯、三乙苯、丁苯、甲基乙苯、高沸物中的一种或一种以上组成。吸收塔顶物料经冷却、碱洗、分液后，进入裂解干气压缩机升压至0.5～2.0mpag，优选0.8～1.6mpag，裂解干气冷却至40℃后进入裂解干气分液罐进行分液，经压缩处理后送干气制乙苯单元1。采用本技术比单独采用干气制乙苯技术直接加工炼厂干气所获得的乙苯产量要高，不仅利于了催化裂化干气中的乙烯生产乙苯，将催化干气和歧化干气中的乙烷通过转化成乙烯，也用来生产乙苯，在同样炼厂干气产量的情况下，可提高乙苯装置规模，同时将两股炼厂干气中的氢气回收，得到了高纯度的氢气产品，提高了干气的综合利用率。

以上结合附图对本发明技术方案作详细说明，附图只是为了说明发明的基本内容而绘制的，它不限制本发明的内容和使用形式，实际上根据具体操作条件，一些管道上需要设置如泵、换热器等常规设备或管道元件。