一种碳四综合利用的DCC一体化制备聚合级烯烃的系统和方法与流程

一种碳四综合利用的dcc一体化制备聚合级烯烃的系统和方法
技术领域
1.本发明属于烯烃生产领域，具体地，涉及一种碳四综合利用的dcc一体化制备聚合级烯烃的系统和方法。


背景技术：

2.在传统dcc(深度催化裂化)的分离工艺流程中，原料重油经催化裂化后得到反应油气；反应油气经分馏、吸收稳定，脱除焦炭、油浆、柴油、汽油等重组分后得到轻质气、液两相；它们再经双脱后得到脱硫后的lpg和脱硫后的干气(即将干气、液化气脱除无机硫，以及将液化气、汽油脱除有机硫)；脱硫后的液化气经气分得到丙烯、丙烷、混合碳四为主的液化气，丙烯气需进一步精制得到聚合级丙烯产品，丙烷进入蒸汽裂解进一步裂解制备烯烃；脱硫后的干气经干气提浓与脱除杂质处理(油吸收或psa)脱除甲烷/氢尾气，得到提浓的混合碳二干气；提浓的混合碳二干气经深冷分离，得到聚合级乙烯产品，而深冷分离出的饱和烷烃、炼厂丙烷和气分得到的丙烷经过轻烃蒸汽裂解流程制备聚合级烯烃，见图1。
3.另一方面，来自他处的少量的混合干气(炼厂fcc干气、焦化干气等)需要资源化利用，因此也需要进一步进行干气预处理(即上述的干气提浓与脱除杂质处理)，进而进行深冷分离，回收乙烯、丙烯、乙烷、丙烷，并得到副产物粗氢和甲烷尾气，见图1。
4.上述流程的产品包含聚合级乙烯、聚合级丙烯，副产品包含重油、稳定汽油、液化气、粗氢、甲烷尾气、混合碳四、粗裂解汽油。其中混合碳四没有进一步制备乙烯/丙烯，资源综合利用效率较低。混合碳四经烷基化处理利用掉异丁烷后，得到的的正丁烷可送蒸汽裂解增产烯烃；剩余的碳四烯烃经occ(烯烃催化裂解)可以增产丙烯和少量乙烯，但需要设置压缩、冷分离、热分离单元，才能得到聚合级乙烯和聚合级丙烯。occ规模相对dcc要小很多，分离设备重复设置，造成全厂资源的综合利用不合理、投资效益低、管理困难等。
5.以上为现有dcc(深度催化裂化)反应油气处理方案，其特点是：需要同时设置dcc(深度催化裂化)装置和蒸汽裂解装置，才可以得到聚合级的乙烯和聚合级丙烯产品，同时干气回收处理单元有不同工艺路线，即油吸收或psa，其碳二组分损失率为8～17％，导致全流程的聚合级烯烃回收率低，副产品混合碳四没有进一步资源化综合利用制备丙烯。可见，上述现有方案流程长，聚合级烯烃回收率低，部分分离单元或设备重复设置，投资高。
6.因此，目前亟待提出一种碳四综合利用的dcc一体化制备聚合级烯烃的系统和方法。


技术实现要素：

7.本发明的目的是针对现有技术的不足，提出一种碳四综合利用的dcc一体化制备聚合级烯烃的系统和方法。本发明的系统和方法将dcc(深度催化裂化)、轻烃蒸汽裂解和occ(烯烃催化裂解)作为原料裂解的“三头”，共用一套分馏、压缩除杂、深冷分离单元，形成“一尾”，可以将原料最大限度地制备烯烃。
8.为了实现上述目的，本发明一方面提供了一种碳四综合利用的dcc一体化制备聚合级烯烃的系统，该系统包括dcc裂解单元、分馏单元、压缩除杂单元、深冷分离单元、蒸气裂解单元、烷基化反应单元和occ裂解单元；
9.所述dcc裂解单元、分馏单元、压缩除杂单元、深冷分离单元依次连接；
10.所述深冷分离单元的第一出口和炼厂液化气进料管线分别与所述烷基化反应单元的入口连接；
11.所述烷基化反应单元的第一出口依次与所述occ裂解单元和所述压缩除杂单元的入口连接；
12.所述深冷分离单元的第二出口、所述烷基化反应单元的第二出口和炼厂丙烷进料管线分别与所述蒸气裂解单元的入口连接，所述蒸气裂解单元的出口与所述分馏单元的入口连接；
13.所述压缩除杂单元的入口还连接有混合干气进料管线。
14.本发明另一方面提供了一种碳四综合利用的dcc一体化制备聚合级烯烃的方法，该方法在所述的系统中进行，包括如下步骤：
15.s1：将所述dcc裂解单元生产的反应油气和来自所述蒸汽裂解单元的裂解气送入所述分馏单元进行分馏处理，得到富气；将所述富气、来自所述occ单元的粗丙烯和混合干气送入所述压缩除杂单元进行压缩除杂处理，得到除杂后的工艺气；
16.s2：将所述除杂后的工艺气送入所述深冷分离单元进行深冷逐级分离处理，得到聚合级乙烯、聚合级丙烯产品、富氢气、甲烷尾气、混合碳四、饱和烷烃和粗裂解汽油；
17.s3：将所述混合碳四和炼厂液化气送入所述烷基化反应单元进行烷基化处理，得到烷基化油、正丁烷和剩余碳四；将所述正丁烷、所述饱和烷烃和炼厂丙烷送入所述蒸气裂解单元进行裂解处理，得到所述裂解气，送入所述分馏单元；
18.s4：将所述剩余碳四送入所述occ裂解单元处理得到所述粗丙烯和粗丁烷；将所述粗丙烯送入所述压缩除杂单元。
19.本发明的技术方案具有如下有益效果：
20.(1)本发明的系统和方法将dcc(深度催化裂化)、轻烃蒸汽裂解和occ(烯烃催化裂解)作为原料裂解的“三头”，共用一套分馏、压缩除杂、深冷分离单元，形成“一尾”，可以将原料最大限度地制备烯烃，达到“吃干榨净”的要求，并可以同时获得聚合级乙烯和聚合级丙烯产品，以及副产品富氢气、甲烷尾气和粗裂解汽油等。
21.(2)本发明的系统和方法优化了除杂和分离流程，避免干气回收过程中碳二组分损失。深冷分离单元分离出的饱和烷烃(乙烷/丙烷)作为原料循环到蒸汽裂解单元增产烯烃；深冷分离单元分离出的混合碳四经烷基化处理后得到的剩余碳四经occ(烯烃催化裂解)处理转化成粗丙烯气，和混合干气(炼厂fcc的干气、焦化干气等)一同混合到压缩除杂单元，经压缩除杂和深冷分离，提高了分离效率(即聚合级烯烃回收率和双烯收率)，形成“三头一尾”的碳四综合利用的dcc一体化反应气回收技术，大大简化了dcc(深度催化裂化)反应油气制备乙烯流程，同时将聚合级乙烯回收率由83～92％提高到99.6％以上。
22.(3)本发明通过流程简化，提出“一尾”分离工艺，可以省去一套急冷/分馏、吸收稳定、气分、干气回收等单元的设备，两条线脱硫简化为一条线脱硫，从而形成分馏、压缩、分离的“一尾”流程。这样既减少了设备台数，相应减小了投资和占地，也减少了装置操作的复
杂性，提高装置的运行稳定性。
23.本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
24.通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。
25.图1示出了现有技术中的一种dcc反应油气制备聚合级烯烃的工艺流程图。
26.图2示出了本发明实施例1提供的一种碳四综合利用的dcc一体化制备聚合级烯烃的工艺流程图。
具体实施方式
27.下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
28.本发明一方面提供了一种碳四综合利用的dcc一体化制备聚合级烯烃的系统，该系统包括dcc裂解单元、分馏单元、压缩除杂单元、深冷分离单元、蒸气裂解单元、烷基化反应单元和occ裂解单元；
29.所述dcc裂解单元、分馏单元、压缩除杂单元、深冷分离单元依次连接；
30.所述深冷分离单元的第一出口和炼厂液化气进料管线分别与所述烷基化反应单元的入口连接；
31.所述烷基化反应单元的第一出口依次与所述occ裂解单元和所述压缩除杂单元的入口连接；
32.所述深冷分离单元的第二出口、所述烷基化反应单元的第二出口和炼厂丙烷进料管线分别与所述蒸气裂解单元的入口连接，所述蒸气裂解单元的出口与所述分馏单元的入口连接；
33.所述压缩除杂单元的入口还连接有混合干气进料管线。
34.根据本发明，优选地，
35.所述深冷分离单元的第一出口通过混合碳四输出管线与所述烷基化反应单元的入口连接；
36.所述烷基化反应单元的第一出口通过剩余碳四输出管线依次与所述occ裂解单元和所述压缩除杂单元的入口连接；
37.所述深冷分离单元的第二出口通过饱和烷烃循环管线与所述蒸气裂解单元的入口连接，所述烷基化反应单元的第二出口通过正丁烷输出管线与所述蒸气裂解单元的入口连接。
38.根据本发明，优选地，所述深冷分离单元还包括冷箱、脱甲烷塔、脱乙烷塔、乙烯精馏塔、脱丙烷塔、丙烯精馏塔、脱丁烷塔、乙烯机和丙烯机中的至少一种；所述深冷分离单元还连接有富氢气输出管线、甲烷尾气输出管线、聚合级乙烯输出管线、聚合级丙烯输出管线和粗裂解汽油输出管线。
39.根据本发明，优选地，所述烷基化反应单元的第三出口连接烷基化油输出管线。
40.根据本发明，优选地，所述occ裂解单元还连接粗丁烷输出管线。
41.根据本发明，优选地，所述分馏单元还连接重组分输出管线。
42.根据本发明，优选地，所述压缩除杂单元包括压缩机、胺洗/碱洗塔和脱杂吸附床中的至少一种。
43.根据本发明，优选地，所述深冷分离单元与所述烷基化反应单元之间设有选择加氢装置。本发明中，若混合碳四中二烯烃、炔烃含量较高，应设碳四选择加氢装置，以满足烷基化的进料要求。
44.本发明另一方面提供了一种碳四综合利用的dcc一体化制备聚合级烯烃的方法，该方法在所述的系统中进行，包括如下步骤：
45.s1：将所述dcc裂解单元生产的反应油气和来自所述蒸汽裂解单元的裂解气送入所述分馏单元进行分馏处理，得到富气；将所述富气、来自所述occ单元的粗丙烯和混合干气送入所述压缩除杂单元进行压缩除杂处理，得到除杂后的工艺气；
46.s2：将所述除杂后的工艺气送入所述深冷分离单元进行深冷逐级分离处理，得到聚合级乙烯、聚合级丙烯产品、富氢气、甲烷尾气、混合碳四、饱和烷烃和粗裂解汽油；
47.s3：将所述混合碳四和炼厂液化气送入所述烷基化反应单元进行烷基化处理，得到烷基化油、正丁烷和剩余碳四；将所述正丁烷、所述饱和烷烃和炼厂丙烷送入所述蒸气裂解单元进行裂解处理，得到所述裂解气，送入所述分馏单元；所述烷基化油直接作为汽油产品；
48.s4：将所述剩余碳四送入所述occ裂解单元处理得到所述粗丙烯和粗丁烷；将所述粗丙烯送入所述压缩除杂单元。
49.根据本发明，优选地，所述dcc裂解单元中的原料为加氢蜡油和/或加氢重油。
50.根据本发明，优选地，所述分馏单元内的气体经所述分馏处理后，除去的物质为馏程≥150℃的重组分，优选地，所述分馏单元除去的物质包括焦炭、油浆、柴油和裂解汽油。
51.根据本发明，优选地，所述压缩除杂单元内的气体经所述压缩除杂处理后，除去的杂质包括co2、h2s、no
x
、有机硫、砷和汞。
52.根据本发明，优选地，经所述压缩除杂单元处理后的气体中的杂质含量为≤1ppm。
53.根据本发明，优选地，所述压缩除杂单元内的压缩机的出口压力为3～4mpag。
54.根据本发明，优选地，所述混合干气为炼厂fcc干气和/或焦化干气。
55.根据本发明，优选地，所述深冷分离单元的冷量通过乙烯机与丙烯机复迭制冷提供。
56.根据本发明，优选地，所述深冷分离单元中的甲烷氢尾气在温度为-160至-165℃下分离得到所述富氢气和所述甲烷尾气中的一部分甲烷尾气。
57.根据本发明，优选地，所述富氢气中的h2/n2纯度为94-96mol％。
58.根据本发明，优选地，所述甲烷尾气中的剩余甲烷尾气来自所述脱甲烷塔顶气相。
59.在本发明的深冷分离单元中，作为优选方案，在-163℃下，甲烷氢尾气进行甲烷尾气和富氢气的分离，从而得到附加值较高的富氢气，即h2/n2为95mol％，较现有流程相比，不经变压吸附(psa)就可以最大限度的将氢气回收，减少干气回收单元随甲烷氢尾气损失的大量氢气。
60.根据本发明，优选地，聚合级烯烃的回收率为99.6％以上；双烯收率提高45％-55％。
61.在本发明中，将dcc(深度催化裂化)、轻烃蒸汽裂解(即蒸气裂解单元)和occ(烯烃催化裂解)作为原料裂解的“三头”，dcc裂解产生的油气和轻烃蒸汽裂解产生的裂解气经分馏单元脱除焦炭、油浆、柴油、裂解汽油等重组分得到富气，富气、自occ(烯烃催化裂解)的粗丙烯气、混合干气经压缩除杂单元和深冷分离单元进行压缩与脱杂质、深冷分离等操作分离出聚合级乙烯、聚合级丙烯产品，形成“一尾”。自occ(烯烃催化裂解)的粗丙烯气、混合干气(炼厂fcc干气、焦化干气等)的组分和分子量与富气相近，同时，气相量相对dcc占比小，可一起并入到压缩单元，与富气混合，对后续分离系统流程和设备设置不构成较大影响，且一起经脱除杂质和回收烯烃处理，可提高资源综合利用效率和烯烃回收率。
62.本发明中，由于dcc(深度催化裂化)的原料为加氢蜡油和/或加氢重油等重油，裂解得到的反应油气中含有的饱和烷烃(乙烷/丙烷)最终分离后不能作为催化裂解的原料，需要经过蒸气裂解单元进一步裂解制备烯烃，本发明可以最大限度的将饱和烷烃(乙烷/丙烷)转化为烯烃，使得最终的产品结构中不含乙烷/丙烷等烷烃。另外，深冷分离单元分离得到的混合碳四和炼厂液化气作为烷基化原料，经烷基化后得到正丁烷、剩余碳四烯烃和烷基化油，其中：烷基化油直接作为汽油产品；正丁烷与炼厂丙烷、深冷分离得到的乙烷/丙烷等饱和烷烃作为裂解原料循环到蒸气裂解单元轻烃蒸汽裂解制备裂解气，裂解气并入dcc裂解的油气中；剩余碳四烯烃经occ(烯烃催化裂解)生产粗丙烯和副产品粗丁烷，粗丙烯、混合干气与富气混合进入压缩脱杂质。本发明大大简化了深度催化裂化dcc反应气回收乙烯流程，同时将双烯收率提高45％-55％，烯烃回收率由83～92％提高到99.6％以上，提高了混合碳四制备粗丙烯的综合利用效率，简化工艺单元流程，并降低了投资成本，使得最终的产品结构中不含乙烷/丙烷/丁烷等烷烃。
63.本发明的系统和方法避免了干气回收单元的碳二组分的损失。在现有流程中，为了回收干气中的乙烯，需要经干气回收单元将甲烷氢尾气脱除，得到提浓的混合碳二干气，这个过程通常采用油吸收或者psa等方式，其均存在8-17％的碳二组分混到甲烷尾气中无法回收。而采用本发明的深冷分离的精馏操作，在较低的操作温度下，可以很好控制精馏塔的分离指标，在获取聚合级乙烯和聚合级丙烯的同时，也提高了它们的回收率，并减少了乙烷/丙烷等饱和烷烃的损失，从而大幅度提高了装置的双烯收率。
64.本发明的系统和方法简化了分离流程，可降低装置的投资。在现有流程中，需要设置两套分离流程，一套用于dcc反应油气的分离，经过分馏、吸收稳定等油吸收工艺得到轻质气、液两相，再经过双脱脱除有机硫和无机硫后，得到lpg和干气。lpg经过气分得到丙烯，丙烯根据下游装置的要求有时还需要进一步精制；干气经过干气回收等预处理后，才能进入深冷分离，从而得到聚合级乙烯产品。而乙烷/丙烷循环到裂解炉裂解后，经过急冷、压缩也进入深冷分离，才能将乙烷/丙烷“吃干榨净”。而采用本发明的“一尾”分离流程，将dcc裂解出来的反应油气和轻烃蒸汽裂解出来的裂解气一同送入分馏单元，脱除柴油、裂解汽油等重组分后，得到富气；富气、自occ(烯烃催化裂解)的粗丙烯气、混合干气经压缩机增压后除去co2、h2s、no
x
、有机硫、砷和汞等杂质，最后在深冷分离单元逐级分离，得到聚合级乙烯和聚合级丙烯产品，而乙烷/丙烷等饱和烷烃直接循环到“三头”中的轻烃裂解炉(蒸气裂解单元)裂解，大幅简化分离流程，同时在产品的纯度上，无需进一步精制，可以直接供下游聚
烯烃装置、eoeg等装置作为原料使用。
65.以下通过实施例具体说明本发明。
66.实施例1
67.本实施例提供一种碳四综合利用的dcc一体化制备聚合级烯烃的系统，如图2的工艺流程所示，该系统包括dcc裂解单元、分馏单元、压缩除杂单元、深冷分离单元、蒸气裂解单元、烷基化反应单元和occ裂解单元；
68.所述dcc裂解单元、分馏单元、压缩除杂单元、深冷分离单元依次连接；
69.所述深冷分离单元的第一出口通过混合碳四输出管线与所述烷基化反应单元的入口连接；所述烷基化反应单元的入口还连接有炼厂液化气进料管线；
70.所述烷基化反应单元的第一出口通过剩余碳四输出管线依次与所述occ裂解单元和所述压缩除杂单元的入口连接；
71.所述深冷分离单元的第二出口通过饱和烷烃循环管线与所述蒸气裂解单元的入口连接，所述烷基化反应单元的第二出口通过正丁烷输出管线与所述蒸气裂解单元的入口连接；所述蒸气裂解单元的入口还连接有炼厂丙烷进料管线；
72.所述深冷分离单元还包括其他出口、乙烯机和丙烯机；所述其他出口分别连接富氢气输出管线、甲烷尾气输出管线、聚合级乙烯输出管线、聚合级丙烯输出管线和粗裂解汽油输出管线。所述烷基化反应单元的第三出气口连接烷基化油输出管线；
73.所述蒸气裂解单元的出口与所述分馏单元的入口连接；
74.所述压缩除杂单元的入口还连接有混合干气进料管线。所述压缩除杂单元包括压缩机和脱杂吸附床。
75.所述occ裂解单元还连接粗丁烷输出管线；
76.所述分馏单元还连接重组分输出管线。
77.在上述系统中进行碳四综合利用的dcc一体化制备聚合级烯烃的方法包括如下步骤：
78.s1：将加氢重油作为所述dcc裂解单元的原料，将所述dcc裂解单元生产的反应油气和来自所述蒸汽裂解单元的裂解气送入所述分馏单元进行分馏处理，去除焦炭、油浆、柴油和裂解汽油等重组分，得到富气；将所述富气、来自所述occ单元的粗丙烯和混合干气送入所述压缩除杂单元进行压缩除杂处理，去除co2、h2s、no
x
、有机硫、砷和汞等杂质，得到除杂后的工艺气；经所述压缩除杂单元处理后的气体中的杂质含量为≤1ppm；所述混合干气为炼厂fcc干气和焦化干气。
79.s2：将所述除杂后的工艺气送入所述深冷分离单元进行深冷逐级分离处理，得到聚合级乙烯、聚合级丙烯产品、富氢气、甲烷尾气、混合碳四、饱和烷烃和粗裂解汽油；其中，所述深冷分离单元的冷量通过乙烯机与丙烯机复迭制冷提供；从甲烷氢尾气中分离甲烷尾气和富氢气在-163℃下进行，得到附加值较高的富氢气，即h2/n2为95mol％，以及所述甲烷尾气中的一部分甲烷尾气，剩余甲烷尾气来自所述脱甲烷塔顶气相。
80.s3：将所述混合碳四和炼厂液化气送入所述烷基化反应单元进行烷基化处理，得到烷基化油、正丁烷和剩余碳四；将所述正丁烷、所述饱和烷烃和炼厂丙烷送入所述蒸气裂解单元进行裂解处理，得到所述裂解气，送入所述分馏单元；所述烷基化油直接作为汽油产品；
81.s4：将所述剩余碳四送入所述occ裂解单元处理得到所述粗丙烯和粗丁烷；将所述粗丙烯送入所述压缩除杂单元。
82.通过本实施例的系统和方法得到的乙烯收率由3.6％提高到11％以上，丙烯收率由16％提高19％，即双烯收率提高53％，聚合级烯烃的回收率为99.6％以上。
83.以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。