一种一体化轻烃分离的装置和方法与流程

本发明属于烯烃生产装置领域，更具体地，涉及一种一体化轻烃分离的装置和方法。

背景技术：

1、当前我国炼油产能和油品过剩，传统炼厂又受到新能源的冲击，在“碳达峰”和“碳中和”的大背景下，炼厂向化工转型是可持续发展的必由之路。炼油和化工相融合，既要抓住主要矛盾，解决问题，又要紧密关注矛盾的特殊性，实现流程的最优配置。

2、目前已知的催化裂解与蒸汽裂解整合分离的方式有两种。

3、一种是催化裂解装置采用分馏、吸收稳定、双脱和气分等传统的油吸收分离流程，分离出自己的各种碳三及以上重质产品，碳二及以下的轻组分以混合物形式产出，即催化干气，具体工艺流程如图1所示。早期催化干气作炼厂燃料气使用，利用价值很低；后来借助稀乙烯制乙苯/苯乙烯技术进行了有效利用，但使用范围被限制；再后来，催化干气经脱除杂质和变压吸附、浅冷油吸收等提浓碳二后，送乙烯装置(即蒸汽裂解装置)回收，以增产聚合级乙烯。但在油吸收分离催化干气和各种工艺的碳二提浓过程中，碳二组分一般有5-15％的损失，回收率还有待提高。这种融合分离方式姑且称谓融合，实际融合程度十分有限。

4、另一种是在重油催化热裂解(cpp)和石脑油催化裂解(如k-cot)装置上，催化裂解的“反应-再生+分馏”与蒸汽裂解的“裂解单元+急冷区”分立，自富气/裂解气压缩起，分离系统完全整合，形成“两头一尾”的一体化格局，具体工艺流程如图2所示。

5、这种融合分离方式，一体化程度最深，裂解汽油及以下的轻组分完全混合在一起分离，设备台数、装置占地和投资等减少幅度最大。但存在以下不足：一是催化裂解产物杂质较多、炔烃/双烯烃含量很少，而蒸汽裂解产物一般杂质较少、炔烃/双烯烃含量多，混合在一起后，双方的杂质处理量和处理设备都增大了。二是催化碳四与蒸汽裂解碳四、催化汽油与蒸汽裂解汽油，组分相差悬殊，后者含有大量的二烯烃/炔烃，混合以后，严重影响了蒸汽裂解这两种产品的去向，利用价值降低。

6、所以这种融合方式只适应于以蒸汽裂解为辅，裂解原料较轻，碳三以上重质产物较少，碳四产品和汽油产品全部当作催化产物用的场合。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的问题，本发明的目的是提供全新的一体化分离方案，该技术方案中，力求使共性产物最大限度地整合分离，提高产品回收率，减少投资；并使性质迥异产品分别分离，互不干扰，以达到经济效益最大化的目标。

2、为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种一体化轻烃分离的装置，该装置包括：催化裂解系统、蒸汽裂解系统、共用系统；

3、所述催化裂解系统包括依次连接的催化裂解单元、分馏单元、压缩及预分单元、催化热分离单元；

4、所述蒸汽裂解系统包括依次连接的蒸汽裂解单元、急冷单元、压缩及前脱乙烷单元、蒸汽热分离单元；

5、所述共用系统包括依次连接的碳一冷分离单元、乙烯精馏单元；

6、所述压缩及预分单元的碳二出口、压缩及前脱乙烷单元的碳二出口共同连接碳一冷分离单元入口。

7、本发明的第二方面提供一种一体化轻烃分离方法，所述的方法包括以下步骤：

8、(1)催化裂解原料油经催化裂解得到反应油气，所述反应油气经分馏后得到轻烃组分，所述轻组分进行压缩、脱除杂质及预分得到碳二及以下轻组分a、碳三及以上重组分a；

9、(2)所述碳三及以上重组分a送入催化热分离单元进行分离；

10、(3)蒸汽裂解原料油经蒸汽裂解得到裂解气，所述裂解气经急冷、压缩、脱除杂质及前脱乙烷分离得到碳二及以下轻组分b、碳三及以上重组分b；

11、(4)所述碳三及以上重组分b送入蒸汽热分离单元进行分离；

12、(5)所述碳二及以下轻组分a和所述碳二及以下轻组分b合并送入碳一冷分离单元进行分离，得到碳二馏分，所述碳二馏分送入乙烯精馏单元进一步分离。

13、本发明的效果是：

14、(1)本发明方案中分离出来的碳二及以下的轻组分被整合在一起，进行一体化分离，包括前冷及碳一冷分离区、乙烯精馏单元。乙烯装置原有的丙烯制冷系统、乙烯制冷系统，两装置废热以及蒸汽、循环冷却水等公用工程共用。本发明方案中催化裂解、蒸汽裂解的碳三及以上的重组分，仍然分别独立分离，产品品质保持不变。

15、(2)本发明方案中催化裂解、蒸汽裂解的性质不同产品(碳四、汽油等重质产品)做到独立分离、互不返混，以便于各产品中浓度集中的高附加值组分直接分离回收利用，达到经济效益最大化。

16、(3)本发明通过优化调整催化裂解轻烃组分处理方式，适度整合催化裂解、蒸汽裂解的分离流程，将催化裂解中的氢气、甲烷、乙烯和乙烷等轻组分同乙烯装置的共性组分一起，也一并被一一分离出来，其中粗氢中氢气+氮气(h2+n2)浓度≥95mol％、甲烷尾气作燃料、乙烯纯度(≥99.95mol％)达到聚合级、乙烷返回蒸汽裂解炉循环裂解以增产乙烯。

17、(4)本发明的方案与目前普遍采用传统催化裂解的油吸收分离与催化干气经提浓后进行回收的方式相比，可最大限度地回收催化裂解中的高附加值碳二组分，其回收率至少可提高5-10个百分点，达到99.6％以上；同时可以适度减少设备台数，缩小占地，降低投资；并且乙烯装置整合单元的规模放大，更有利于发挥其规模效应的优势。

18、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。

技术特征：

1.一种一体化轻烃分离的装置，其特征在于，该装置包括：催化裂解系统、蒸汽裂解系统、共用系统；

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述催化热分离单元的丙烷出口、所述蒸汽热分离单元的丙烷出口、所述乙烯精馏单元的乙烷出口连接所述蒸汽裂解单元。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述催化裂解单元选自流化催化裂化装置、深度催化裂解装置、重油高效催化裂解装置、重油催化热裂解装置中的任意一种。

4.一种采用权利要求1-3任意一项所述的装置的一体化轻烃分离方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述催化热分离单元分离出炼厂级的聚合级丙烯产品、丙烷、碳四馏分和催化裂解汽油产品；所述蒸汽热分离单元分离出聚合级丙烯产品、丙烷、混合碳四和粗裂解汽油产品。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述碳二馏分在乙烯精馏单元分离出聚合级乙烯产品和乙烷。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述的方法还包括以下步骤：

8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的预分采用前脱乙烷的深冷分离工艺；

9.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述反应油气经分馏后还得到油浆、裂解轻油组分；

10.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述碳一冷分离单元还分离出粗氢、甲烷。

技术总结
本发明属于烯烃生产装置领域，公开了一种一体化轻烃分离的装置和方法，该装置包括：催化裂解系统、蒸汽裂解系统、共用系统；催化裂解系统包括依次连接的催化裂解单元、分馏单元、压缩及预分单元、催化热分离单元；蒸汽裂解系统包括依次连接的蒸汽裂解单元、急冷单元、压缩及前脱乙烷单元、蒸汽热分离单元；共用系统包括依次连接的碳一冷分离单元、乙烯精馏单元；压缩及预分单元碳二出口、压缩及前脱乙烷单元碳二出口共同连接碳一冷分离单元入口。本发明技术方案减少设备台数、缩小占地、节省投资、降低能耗，提高催化裂解的碳二回收率。同时，性质差异较大的产品互不返混，不影响浓度相对集中的高附加值组分的分离利用，做到经济效益最大化。

技术研发人员：孙丽丽,赵百仁,彭勃
受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/16