一种利用轻烃生产丙烷和正丁烷的生产系统的制作方法

本发明属于石油化工领域，特别涉及一种利用轻烃生产丙烷和正丁烷的生产系统。

背景技术：

1、近年来，丙烷脱氢(pdh)项目如雨后春笋般出现，该工艺丙烯产能逐渐增多，原料丙烷的来源逐渐成为企业关注的焦点。目前，沿海城市可从美国、中东等进口，但内地新建的pdh项目，首先要考虑的便是丙烷的来源和运输问题。国内丙烷主要来源于炼厂液化气或者油田伴生气，丙烷含量较低而且储存分散。目前，国内液化石油气市场产能过剩，再加上民用液化气资源消费结构正在向天然气、煤电等清洁、环保能源倾斜，液化气现有市场资源供应格局正在承受着较大冲击。此外，c5、c6轻烃及轻石脑油等炼厂副产物，由于具有饱和蒸汽压低、芳潜值小、辛烷值低、化工利用率低等特点，造成了极大的资源浪费。

2、正丁烷是一种重要的化工原料，主要用于生产顺丁烯二酸酐；近年来，由于其作为热裂解制取乙烯原料时可将三烯总收率提高三倍，成为了一种理想的热裂解原料，具有较高的附加值及应用前景。我国正丁烷主要生产工艺是将天然气、石油炼制过程生成的炼厂气和裂解气中的混合c4组分进行物理分离提纯，从而得到正丁烷，从而不可避免的生成大量的异丁烷、丁烯等副产物，这将极大增加企业的仓储、运输成本，严重影响企业的综合经济效益。故将异丁烷经过正构化反应制备高纯度的正丁烷成为近几年来研究的热点。

3、如何有效利用数量可观的轻质烷烃资源，提高其附加值，已成为石化企业亟待解决的问题。因此，利用轻烃催化裂解生产丙烷技术，不仅可以有效利用炼厂大量过剩的轻质烷烃组分，而且可以解决日趋紧缺丙烷脱氢和顺酐装置原料的问题。

4、专利申请号201811128822.2公开了一种由链烷烃生产丙烷和汽油的方法，链烷烃在非临氢、0.1～3.0mpa、400～550℃、进料质量空速为0.1～10.0h1的条件下与催化剂接触反应，催化剂的α值为60～80，链烷烃选自c5～c12链烷烃中的一种或多种。该法可在非临氢条件下生产丙烷，并副产高辛烷值汽油调合组分。

5、专利申请号202110655238.8公开了一种临氢轻烃转化生产丙烷的方法，将轻烃原料、富氢气体和循环轻烃加热至反应温度，在酸性催化剂条件下发生催化裂解反应，反应产物经冷却、分馏单元分别得到干气、丙烷、芳烃汽油组分，轻烃原料、富氢气体和未反应的轻烃循环返回反应器继续反应。

6、专利申请号201910654290.4公开了一种异丁烷正构化反应用催化剂及其制备方法和应用。提供一种或多种金属元素改性的分予筛型超强酸为催化剂进行异丁烷正构化制正丁烷反应。

7、专利cn104892339提出了一种以异丁烷为原料加氢制正丁烷的方法，异丁烷首先在正构化反应器中转化为正丁烷，再进入加氢饱和反应器中，以除去正构化反应生成的烯烃，后经分离后得到正丁烷纯品。异丁烷正构化在传统的金属氯氧化物催化剂上在500℃、3.0mpa下反应生成正丁烷。

8、尽管上述制丙烷和正丁烷技术各有特点，但在实施过程中并没有能够深度耦合，能耗高、流程长、目标组分的收率也不高。为降低能耗、提高目标组分收率，根据轻烃转化和异丁烷正构的特点，从原料、循环物流、有效组分回收等方面深入研究，探索缩短流程、降低操作费用的方法。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种利用轻烃生产丙烷和正丁烷的生产系统，使得饱和蒸汽压低、芳潜值小、辛烷值低、化工利用率低的轻质烷烃资源，找到更经济的综合利用效率更高的将轻烃转化制丙烷与异丁烷正构工艺深度耦合生产丙烷和正丁烷的方法。

2、为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

3、一种利用轻烃生产丙烷和正丁烷的生产系统，包括轻烃转化单元、稳定吸收单元和分离单元；

4、轻烃原料和富氢气体进入所述轻烃转化单元，出来的反应产物进入所述稳定吸收单元分离出c6-烷烃，c6-烷烃进入所述分离单元分离出丙烷和正丁烷；

5、其中，所述分离单元包括脱戊烷塔、脱乙烷塔、脱丙烷塔、脱异丁烷塔和正丁烷塔；

6、从所述稳定吸收单元出来的c6-烷烃进入所述分离单元的脱戊烷塔，所述脱戊烷塔分离出c4-烷烃和c5、c6烷烃，c4-烷烃进入所述脱乙烷塔，所述脱乙烷塔分离出燃料气和c3、c4烷烃，c3、c4烷烃进入所述脱丙烷塔，所述脱丙烷塔分离出丙烷和丁烷，丙烷作为产品出装置，丁烷进入所述脱异丁烷塔，所述脱异丁烷塔分离出异丁烷和粗正丁烷，粗正丁烷进入所述正丁烷塔塔顶分离出正丁烷，塔底分离出重组分。

7、在以上技术方案中，所述分离单元还包括异丁烷正构反应器，所述脱异丁烷塔分离出的异丁烷送至所述异丁烷正构反应器，所述异丁烷正构反应器分离出气相和液相，液相返回至所述脱乙烷塔。

8、在以上技术方案中，所述稳定吸收单元包括冷凝器、第一气液分离罐、压缩机、吸收油再接触罐、吸收塔、解吸塔、稳定塔、重沸炉和第二气液分离罐；

9、所述轻烃转化单元出来的反应产物进入所述稳定吸收单元经所述冷凝器冷却后进入所述第一气液分离罐，所述第一气液分离罐分离出的气相经所述压缩机升压后与所述解吸塔塔顶来解吸气和所述分离单元中的所述异丁烷正构反应器来气相混合后与所述吸收塔的塔底吸收油混合，经冷却器后进入所述吸收油再接触罐，所述吸收油再接触罐气相进入所述吸收塔下部，所述第一气液分离罐分离出的液相进入所述吸收塔中部，吸收剂进入所述吸收塔上部，所述吸收油再接触罐液相进入所述解吸塔，所述解吸塔塔底液相进入所述稳定塔，所述稳定塔塔顶油气经所述第二气液分离罐分离出气相和液相，气相作为燃料气，液相为c6-烷烃经泵一部分回流进所述稳定塔，另一部分进入所述脱戊烷塔，所述稳定塔塔底液体为混合芳烃一部分经泵和所述重沸炉回流进所述稳定塔，另一部分排出。

10、在以上技术方案中，所述分离单元还包括干气再接触罐和氢气回收装置；

11、所述吸收塔塔顶气相与混合芳烃混合后进入所述干气再接触罐，所述干气再接触罐内干气一路循环至所述轻烃转化单元作为所述富氢气体进入所述轻烃转化单元，一路循环至所述稳定塔塔顶，一路送至所述氢气回收装置，所述氢气回收装置内一部分氢气送至所述异丁烷正构反应器，另一部分作燃料气。

12、在以上技术方案中，所述轻烃转化单元包括换热器、加热炉和轻烃转化反应器，所述轻烃原料和富氢气体经所述换热器和加热炉加热后进入所述轻烃转化反应器，从所述轻烃转化反应器出来的反应产物返回至所述换热器换热后进入所述稳定吸收单元。

13、在以上技术方案中，所述脱戊烷塔分离出的c5、c6烷烃和所述正丁烷塔塔底分离出的重组分随所述轻烃原料和富氢气体一起送入所述轻烃转化单元。

14、在以上技术方案中，所述吸收塔上部的吸收剂以及进入所述干气再接触罐的混合芳烃采用所述稳定塔分离出的混合芳烃。

15、在以上技术方案中，所述脱乙烷塔采用二级冷凝器，塔顶油气冷却至35～40℃，进入塔顶回流罐，回流罐顶设气相分离柱，分离柱内设丙烷冷却列管，将气相冷至4～8℃，冷凝液回流至塔顶回流罐内，气相作燃料气。

16、在以上技术方案中，所述稳定塔作为热源中心，所述稳定塔的热源采用所述重沸炉，所述稳定塔塔顶油气作为所述脱异丁烷塔重沸器热源，所述稳定塔塔底经泵排出的混合芳烃作为所述解吸塔重沸器热源，所述脱戊烷塔塔底c4-烷烃作为所述正丁烷塔重沸器部分热源，其余分馏塔所需热源采用所述稳定塔塔底经泵排出的混合芳烃或外部供给。

17、在以上技术方案中，所述轻烃原料为c5烷烃、c6烷烃、饱和轻石脑油、抽余油中的一种或多种，进入所述异丁烷正构反应器的原料除所述脱异丁烷塔分离出异丁烷，还可以包括轻烃转化产物中的异丁烷、饱和液化石油气中异丁烷、烷基化装置的异丁烷中的一种或多种。

18、本发明的有益效果在于：

19、1.本发明以饱和蒸汽压低、芳潜值小、辛烷值低、化工利用率低的轻质烷烃为原料将轻轻转化制丙烷和异丁烷正构工艺巧妙的耦合在一起生产丙烷和正丁烷。通过循环物流和分离过程深度耦合装置既可缩短工艺流程又可降低装置能耗和投资。

20、2.本发明稳定吸收单元的第一气液分离器分出的气相经吸收解吸+再接触，大幅提高了富气氢含量，可一定程度上延缓轻烃转化催化剂的结焦，延长催化剂的单程操作周期，减少再生次数，既降低了装置能耗，也利于装置长期稳定运行。

21、3.本发明脱戊烷塔底的c5、c6烷烃作为循环原料，返回轻烃转化制丙烷和丁烷反应系统，脱异丁烷塔顶异丁烷作为原料和循环原料，送至异丁烷正构反应系统，提高了正丁烷和丙烷的总收率，同时提高了轻烃转化制丙烷和丁烷的干气中氢气含量，从干气中回收氢气供异丁烷正构反应所需。

22、4.本发明稳定塔分离混合芳烃和c6-烷烃，使得稳定塔成为热源中心，稳定塔顶油气作为脱异丁烷塔重沸器热源、稳定塔底混合芳烃作为解吸塔重沸器热源、脱戊烷塔底c4-烷烃作为正丁烷塔重沸器部分热源，其余分馏塔所需热源采用稳定塔底经泵排出的混合芳烃或外部供给，大幅降低了能耗。