一種甲醇制烯烴和蒸汽裂解制烯烴混合分離工藝的製作方法
2023-04-26 15:13:01
一種甲醇制烯烴和蒸汽裂解制烯烴混合分離工藝的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種甲醇制烯烴和蒸汽裂解制烯烴混合分離工藝，包括甲醇制烯烴工藝和蒸汽裂解制烯烴工藝，其特徵在於，甲醇制烯烴反應出來的反應氣經過冷卻和氧化物回收後與蒸汽裂解反應出來的反應氣混合後進入同一套分離系統進行烴類的分離。與現有技術相比，本發明工藝把甲醇制烯烴和蒸汽裂解制烯烴這兩種反應生成物在合適的混合點混合後進入同一套分離流程，並解決了甲醇制烯烴反應氣中氧化物的回收問題，而且針對混合後反應氣的組成選擇不同的分離流程。用甲醇制烯烴替代部分或全部熱裂解制烯烴的產能，同時最大限度地利舊原有蒸汽裂解裝置的設備，是拓寬現有蒸汽裂解乙烯裝置原料來源，降低現有乙烯裝置生產成本高的一個可行方法。
【專利說明】一種甲醇制烯烴和蒸汽裂解制烯烴混合分離工藝
【技術領域】
[0001]藝本發明涉及甲醇制烯烴工藝和蒸汽裂解制烯烴工藝，尤其是涉及蒸汽裂解工藝的改造或這兩種工藝的混合。
【背景技術】
[0002]乙烯、丙烯是世界上產量最大的化學產品之一，其中乙烯工業是石油化工產業的核心，乙烯產品佔石化產品的70%以上，在國民經濟中佔有重要的地位。
[0003]呈輕質化、多元化趨勢乙烯原料是影響乙烯成本的重要因素。在乙烯生產中，原料在總成本中所佔比例聞達70%~75%。目如，世界乙稀原料王要有乙燒、丙烷、丁燒、LPG>凝析油、石腦油、加氫裂化尾油及粗柴油等。其中，約50%以上的乙烯原料來自石油，例如石腦油、柴油和凝析油等；35%以上來自乙烷、丙烷、丁烷。不同的乙烯原料，乙烯收率迥異。以乙烷為原料的乙烯收率一般為77%，丙烷和丁烷的乙烯收率在42%左右，而石腦油的收率只有約32%。
[0004]受資源限制，目前我國蒸汽裂解乙烯原料以石腦油為主，其次是輕柴油、加氫尾油，乙烷和丙烷等 所佔比例很少。石腦油在乙烯原料中比例約佔65 %，加氫尾油約和輕柴油約各佔10 %，乙烯原料成本與中東和北美相比處於劣勢，從目前全球乙烯生產成本的地區分布來看，東北亞石腦油基乙烯生產商處於全球乙烯生產成本高端區，生產成本約為1330美元/噸。進入新世紀以來，由於我國乙烯產能增長迅速，同時為了提高乙烯收率，改善下遊產品結構，乙烯原料需要輕質化和優化，導致乙烯原料石腦油等供應趨緊。在此背景下，近年來，我國加快了乙烯原料多樣化的步伐，開發出以多種原料制乙烯的技術，並已實現工業化，例如煤制烯烴，甲醇制烯烴、重油裂解制烯烴等。其中甲醇制烯烴工藝相對於蒸汽裂解工藝，甲醇制烯烴工藝的乙烯丙烯收率更高，生產成本相對較低，所以近年來在國內得到了較快的發展。
[0005]針對目前石腦油或其它烴原料蒸汽裂解制烯烴成本高、能耗高的現狀，國內乙烯裝置必須謀求原料多元，降低生產成本，來增強市場競爭力。用甲醇制烯烴替代部分或全部裂解制烯烴的產能，同時最大限度地利舊原有蒸汽裂解裝置的設備，是解決現有乙烯裝置生產成本高的一個可行方法。
【發明內容】
[0006]本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種甲醇制烯烴和蒸汽裂解制烯烴混合分離工藝。
[0007]本發明的目的可以通過以下技術方案來實現:一種甲醇制烯烴和蒸汽裂解制烯烴混合分離工藝，包括甲醇制烯烴工藝和蒸汽裂解制烯烴工藝，其特徵在於，甲醇制烯烴反應出來的反應氣經過冷卻和氧化物回收後與蒸汽裂解反應出來的反應氣混合後進入同一套分離系統進行烴類的分離。
[0008]所述的蒸汽裂解制烯烴工藝還可以採用重油催化裂解或烴類催化裂解制烯烴工藝替代。
[0009]所述的蒸汽裂解反應出來的反應氣進入急冷油塔回收熱量和副產燃料油後，進入急冷水塔冷卻，然後進入反應氣壓縮機一段和壓縮機二段進行壓縮，再經洗滌塔、鹼洗塔後進入壓縮機三段、壓縮機四段和/或壓縮機五段後進入分離系統。
[0010]所述的甲醇制烯烴反應出來的反應氣在急冷塔中冷卻後，在急冷水塔之前與蒸汽裂解反應出來的反應氣混合，或者甲醇制烯烴反應出來的反應氣在急冷塔中冷卻後進入水洗塔水洗，然後在壓縮機一段前或壓縮機二段前與蒸汽裂解反應出來的反應氣混合。
[0011]所述的甲醇制烯烴反應出來的反應氣在急冷塔中冷卻後進入水洗塔水洗，在水洗塔中冷卻下來的水以及壓縮冷凝下來的水通過氧化物汽提塔回收其中的氧化物，作為甲醇制烯烴(MTO)反應器的另一股進料。
[0012]所述的急冷塔中採用的冷卻水部分來自或全部來自氧化物汽提塔，也可部分或全部來自水洗塔。
[0013]所述的急冷塔中採用的冷卻水部分來自或全部來自氧化物汽提塔，也可部分或全部來自水洗塔。甲醇制烯烴反應氣通過反應器後進入急冷塔，急冷塔底部、中部或頂部有來自氧化物汽提塔塔釜的水或來自水洗塔的水作為冷卻水，反應氣通過洗滌降溫後進入水洗塔(方案1，有水洗塔)或和蒸汽裂解反應氣在急冷水塔前混合後進入急冷水塔(方案2，無水洗塔)，若採用方案1，則經過水洗塔的反應氣和蒸氣裂解反應氣在壓縮機一段前混合(方案1-1)或在壓縮機二段前與蒸汽裂解反應氣混合(方案1-2)，混合後的反應氣進入同一套分離流程進行烴類的分離。
[0014]甲醇制烯烴反應氣經過急冷塔和水洗塔過程中，反應氣中的水汽冷凝下來需排出系統，因為冷凝水中醇醚等氧化物含量較高，其中的醇醚等氧化物可以通過回收利用從而降低裝置甲醇原料消耗量同時也能降低廢水處理難度。因急冷塔中冷凝下來的廢水中含有催化劑，所以此股廢水單獨通過含固相催化劑的廢水處理設備後排出系統。反應氣中的大部分水汽在水洗塔中冷凝，此股廢水進入氧化物汽提塔，通過氧化物汽提塔塔釜加熱來回收廢水中的氧化物，回收後的氧化物可以作為甲醇制烯烴反應器的進料。
[0015]所述的分離系統為常規的分離系統，包括前脫丙烷系統、順序分離系統、前脫乙烷系統。
[0016]甲醇制烯烴反應氣和蒸汽裂解制烯烴反應氣混合後進入壓縮，此時反應氣中仍含有較高含量的氧化物，為回收反應氣中氧化物同時降低產品中氧化物含量，通過在壓縮機二段出口設置洗滌塔，用來自氧化物汽提塔釜的水來洗滌反應氣，洗滌後的水返回到氧化物汽提塔，在氧化物汽提塔內加熱回收氧化物。經過洗滌後的反應氣再進行進一步的產品分離，常規的分離流程有前脫丙烷流程、順序分離流程和前脫乙烷流程，其中，根據反應氣中甲烷氫含量的多少，可以採取乙烯製冷流程或丙烷洗流程。惠生公司的「一種含輕質氣體的非深冷低碳烴分離方法」(專利授權號:CN200710044193.0)以及精餾與溶劑吸收相結合的含輕質氣體低碳烴的分離方法(專利授權號:CN200710171098.7)流程技術先進，根據反應氣的組成情況，可以作為甲醇制烯烴和蒸汽裂解制烯烴混合分離流程的方案之一。
[0017]與現有技術相比，本發明的目的就是為了降低生產成本而改造現有的蒸汽裂解裝置，同時又能最大限度的利舊現有設備而發明的一套工藝，此工藝考慮了兩套制烯烴工藝混合前的反應氣組成特點，採取了相應的工藝路線，比如反應氣混合點的選擇、氧化物的回收流程以及相應的烯烴分離流程。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1為甲醇制烯烴和蒸汽裂解制烯烴混合分離流程；
[0019]圖2為常規分離流程一；
[0020]圖3為常規分離流程一；
[0021]圖4為常規分離流程三。
【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細說明。
[0023]實施例1
[0024]工藝流程採用圖1所示流程。主要設備包括裂解爐21 ;急冷油塔11 ;急冷水塔12 ；壓縮機一段和壓縮機二段31 ;洗滌塔32 ;鹼洗塔33 ;壓縮機三段、壓縮機四段或壓縮機五段和分離系統40 ;甲醇制烯烴反應器22 ;急冷塔13 ;水洗塔14 ;含催化劑汙水處理設備16 ；氧化物汽提塔15 ;圖2主要設備包括脫丙烷塔41 ;預切割塔和油吸收塔42 ;脫乙烷塔43 ；乙烯塔44 ;丙烯塔45 ;圖3主要設備包括脫甲烷塔51 ;脫乙烷塔52 ;乙烯塔53 ;脫丙烷塔54 ;丙烯塔55 ;圖4主要設備包括脫乙烷塔61 ;脫甲烷塔62 ;乙烯塔63 ;脫丙烷塔64 ;丙烯塔65及各管線。 [0025]工藝流程如下:
[0026]氣化或預熱後的烴類原料001 (包括乙烷、丙烷、丁烷、LPG、凝析油、石腦油、加氫裂化尾油及粗柴油等)進入裂解爐21，生成烴熱裂解反應氣210，回收熱量後進入急冷油塔11，在急冷油塔中回收熱量及附產燃料油後，反應氣110進入急冷水塔12冷卻，回收汽油並回收工藝水去發生稀釋蒸汽，從急冷水塔釜出來的高溫急冷水121可以作為分離流程40中換熱器的熱源，回收熱量降溫後的急冷水又循環返回急冷水塔12以冷卻反應氣，經過急冷水塔12的蒸汽裂解反應氣120進入壓縮機一段和壓縮機二段31，壓縮後的氣體310進入洗滌塔32洗滌，所得產物320進入鹼洗塔33鹼洗，所得產物330依次進入壓縮機三段、壓縮機四段或壓縮機五段和分離系統40。
[0027]甲醇原料002經過氣化後進入流化床甲醇制烯烴反應器22，從流化床甲醇制烯烴反應器22出來的高溫反應氣220經過回收熱量後進入急冷塔13，急冷塔13底部、中部或頂部有來自氧化物汽提塔15塔釜的水153作為冷卻水，並且依靠急冷塔13上、中、下三段急冷水循環洗滌冷卻反應氣，急冷塔13底部生成含催化劑的廢水131進入含催化劑汙水處理設備16，回收催化劑後最終生成廢水161，從急冷塔13出來的反應氣132進入水洗塔14，水洗塔釜高溫水洗水144可以作為分離流程40中換熱器的熱源，回收熱量降溫後的水洗水又循環返回水洗塔14中部以冷卻水洗塔14下部的反應氣，水洗塔中部的較高溫水洗水145可以作為分離流程40中換熱器的熱源，回收熱量降溫後的水洗水又循環返回水洗塔14上部以冷卻水洗塔14上部的反應氣，經過水洗塔14的反應氣140和蒸汽裂解反應氣在壓縮機一段前混合進入壓縮機一段和壓縮機二段31，甲醇制烯烴反應氣中的大部分水汽在水洗塔14中冷凝，冷凝下的水中醇醚等氧化物含量較高，冷凝水143進入氧化物汽提塔15，通過氧化物汽提塔15塔釜加熱來回收廢水中的氧化物，回收後的氧化物151可以作為甲醇制烯烴反應器22的進料。氧化物汽提塔釜的水一部分153作為急冷塔13的冷卻水，另一部分154作為廢水去處理。
[0028]甲醇制烯烴反應氣和蒸汽裂解制烯烴反應氣混合後進入壓縮機一段和壓縮機二段31，壓縮並冷卻下來含氧化物水311返回氧化物汽提塔15回收氧化物，經過壓縮機一段和壓縮機二段31後的反應氣310中仍含有較高含量的氧化物，為回收反應氣中氧化物同時降低分離系統40產品中氧化物含量，通過在壓縮機二段出口設置洗滌塔32，用來自氧化物汽提塔15塔釜的水152來洗滌反應氣，洗滌後的水321返回到氧化物汽提塔15，在氧化物汽提塔15內加熱回收氧化物。經過洗滌後的反應氣320再經過鹼洗塔33去除酸性氣體後產物330進入壓縮機三段、壓縮機四段或壓縮機五段和分離系統40進行進一步的產品分離。
[0029]分離系統為常規的前脫丙烷系統， 分離流程如圖2所示，圖2的流程簡單描述為:經過壓縮處理後的混合反應氣400進入脫丙烷塔41，脫丙烷塔41塔釜411為C4+產品，脫丙烷塔41塔頂的H2、CH4、C2、C3進入預切割+油吸收塔42，預切割+油吸收塔42塔頂產品420為H2和CH4，塔釜421為C2、C3，塔釜物料421去脫乙烷塔43，脫乙烷塔43塔頂430為C2，塔釜431為C3，塔頂C2進入乙烯塔44，乙烯塔44塔頂產品440為乙烯，乙烯塔44塔釜產品441為乙烷，脫乙烷塔塔釜物料431去丙烯塔45，丙烯塔45塔頂450為丙烯產品，塔釜451為丙烷產品，一部分丙烷452去油吸收塔42作為吸收劑。
[0030]實施例2
[0031]甲醇制烯烴反應氣經過急冷塔13後物流133直接去急冷水塔12前與烴熱裂解制烯烴反應氣混合後進入急冷水塔12，然後再去壓縮機一段和壓縮機二段31以及洗滌塔32、鹼洗塔33、分離系統40，可取消甲醇制烯烴流程中的水洗塔14。
[0032]實施例3
[0033]若甲醇制烯烴的反應壓力較高，甲醇制烯烴反應氣經過水洗塔14後物流141可以直接去壓縮機二段前與烴熱裂解制烯烴反應氣混合後進入壓縮機二段，然後再去洗滌塔32、鹼洗塔33、壓縮機三段、壓縮機四段或壓縮機五段和分離系統40。
[0034]實施例4
[0035]洗滌塔32設置在壓縮機三段和壓縮機四段之間。
[0036]實施例5
[0037]甲醇制烯烴流程中急冷塔13的冷卻水可以部分或全部來自水洗塔14的水洗水142。
[0038]實施例6
[0039]根據混合後反應氣的組成，圖2分離的流程中丙烯塔釜丙烷452不去油吸收塔42作為吸收劑，而採用乙烯製冷提供分離的冷量。
[0040]實施例7
[0041]根據蒸汽裂解制烯烴的流程，採用圖3的分離流程，圖3的流程簡單描述為:經過壓縮處理後的混合反應氣500進入脫甲烷塔51，脫甲烷塔51塔頂為產品H2、CH4，脫甲烷塔51塔釜511為C2、C3、C4+進入脫乙烷塔52，脫乙烷塔52塔頂520為C2進入乙烯塔53，乙烯塔53塔頂530為乙烯產品，乙烯塔53塔釜531為乙烷產品，脫乙烷塔52塔釜521為C3、C4+去脫丙烷塔54，脫丙烷塔54塔頂541為C3去丙烯塔55，丙烯塔55塔頂551為丙烯產品，塔釜552為丙烷產品，脫丙烷塔54塔釜542為C4+產品。
[0042]實施例8
[0043]採用乙烯製冷提供分離的冷量，而在另一個實施例中，根據混合後反應氣的組成，圖3分離的流程中丙烯塔釜丙烷553去脫甲烷塔51作為吸收劑，部分採用或不採用乙烯製冷提供分離冷量的方式。
[0044]實施例9
[0045]根據蒸汽裂解制烯烴的流程，採用圖4的分離流程，圖4的流程簡單描述為:經過壓縮處理後的混合反應氣600進入脫乙烷塔61，脫乙烷塔61塔頂為產品H2、CH4、C2，進入脫甲烷塔62，脫甲烷塔62塔頂620為產品H2、CH4，脫甲烷塔62塔釜621為C2進入乙烯塔63，乙烯塔63塔頂630為產品乙烯，乙烯塔63塔釜631為乙烷產品，脫乙烷塔61塔釜611的C3和C4+進入脫丙烷塔 64，脫丙烷塔64塔頂640為C3去丙烯塔65，丙烯塔65塔頂650為丙烯產品，塔釜651為丙烷產品，脫丙烷塔64塔釜641為C4+產品。
【權利要求】
1.一種甲醇制烯烴和蒸汽裂解制烯烴混合分離工藝，包括甲醇制烯烴工藝和蒸汽裂解制烯烴工藝，其特徵在於，甲醇制烯烴反應出來的反應氣經過冷卻和氧化物回收後與蒸汽裂解反應出來的反應氣混合後進入同一套分離系統進行烴類的分離。
2.根據權利要求1所述的一種甲醇制烯烴和蒸汽裂解制烯烴混合分離工藝，其特徵在於，所述的蒸汽裂解制烯烴工藝還可以採用重油催化裂解或烴類催化裂解制烯烴工藝替代。
3.根據權利要求1所述的一種甲醇制烯烴和蒸汽裂解制烯烴混合分離工藝，其特徵在於，所述的蒸汽裂解反應出來的反應氣進入急冷油塔回收熱量和副產燃料油後，進入急冷水塔冷卻，然後進入反應氣壓縮機一段和壓縮機二段進行壓縮，再經洗滌塔、鹼洗塔後進入壓縮機三段、壓縮機四段和/或壓縮機五段後進入分離系統。
4.根據權利要求1所述的一種甲醇制烯烴和蒸汽裂解制烯烴混合分離工藝，其特徵在於，所述的甲醇制烯烴反應出來的反應氣在急冷塔中冷卻後，在急冷水塔之前與蒸汽裂解反應出來的反應氣混合，或者甲醇制烯烴反應出來的反應氣在急冷塔中冷卻後進入水洗塔水洗，然後在壓縮機一段前或壓縮機二段前與蒸汽裂解反應出來的反應氣混合。
5.根據權利要求4所述的一種甲醇制烯烴和蒸汽裂解制烯烴混合分離工藝，其特徵在於，所述的甲醇制烯烴反應出來的反應氣在急冷塔中冷卻後進入水洗塔水洗，在水洗塔中冷卻下來的水以及壓縮冷凝下來的水通過氧化物汽提塔回收其中的氧化物，作為甲醇制烯烴反應器的另一股進料。
6.根據權利要求5所述的一種甲醇制烯烴和蒸汽裂解制烯烴混合分離工藝，其特徵在於，所述的急冷塔中採用的冷卻水部分來自或全部來自氧化物汽提塔，也可部分或全部來自水洗塔。
7.根據權利要求1所述的一種甲醇制烯烴和蒸汽裂解制烯烴混合分離工藝，其特徵在於，所述的分離系統為常規的分離系統，包括前脫丙烷系統、順序分離系統、前脫乙烷系統。
【文檔編號】C07C11/04GK103964990SQ201410097481
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年3月14日 優先權日:2014年3月14日
【發明者】李圍潮, 楊勇, 張旭之, 李保有, 王澤堯, 王洲暉, 李生斌, 李秀芝 申請人:惠生工程（中國）有限公司