CN102517072A

CN102517072A - 一种优化石脑油的工艺方法及装置

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Publication number: CN102517072A
Application number: CN2011104253621A
Authority: CN
Inventors: 张吕鸿; 刘玉花; 姜斌; 张志恒; 罗铭芳
Original assignee: Tianjin University
Current assignee: Tianjin University
Priority date: 2011-12-16
Filing date: 2011-12-16
Publication date: 2012-06-27
Anticipated expiration: 2031-12-16
Also published as: CN102517072B

Abstract

本发明涉及一种优化石脑油的工艺方法及装置，采用萃取法，利用复合溶剂将石脑油分成富含烷烃的抽余油和富含环烷烃和芳烃的抽出油，再用精馏方法，将抽出油与所用的萃取剂进行分离；分离净化后的抽余油作为裂解原料进入乙烯裂解装置裂解，抽出油作为重整原料进入催化重整装置重整；本发明在吸附分离和萃取分离石脑油原料的基础上，设计出一种优化利用石脑油的工艺流程，采用萃取分离技术，将石脑油分成富含烷烃的抽余油和富含环烷烃和芳烃的抽出油；再依次经过水洗、汽提、精馏工艺，回收利用萃取剂。节约资源，降低能耗，利于可持续发展，有助于提高整个炼油和乙烯行业的水平，具有极大的经济效益、环境效益和社会效益。

Description

一种优化石脑油的工艺方法及装置

技术领域

本发明涉及原料优化利用的工艺流程，特别是一种优化石脑油的工艺方法及装置，属于能源优化利用和化工传质与分离的领域。

背景技术

随着石油资源的大量开采，石油资源变得越来越匮乏，因此如何最优化的利用石油资源成为许多炼油科研工作者日益关心的问题。

从装置原料看，石脑油既是重整装置的主要原料，也是优质的乙烯装置原料。在总体原料紧张的情况下存在一定的矛盾性，但从各自所需的烃类组成看，两者又存在着很好的互补性。烷烃是最优质的乙烯原料，而作为重整原料，却是成芳性最差的，也是辛烷值最低的原料；环烷烃作为乙烯原料，具有中等水平的乙烯收率，而作为重整原料则非常理想；芳烃作为乙烯原料，不但很不易裂解，而且还是炉管结焦的重要原因，但它是很好的重整原料，有利于芳烃收率的提高。可见，重整装置和乙烯装置存在着极好的原料互补性。

石脑油中既有宜于乙烯生产的烷烃，也有宜于重整生产的芳烃和环烷烃。这样，无论单纯作为乙烯原料还是重整原料，都存在非理想组分，而且受总量的制约，造成了原料供应的矛盾及浪费。如果能把这部分原料实施分离，把宜于乙烯生产的烷烃分离出来作为乙烯原料，剩余部分作为重整原料，就可以化解两者的矛盾，实现原料互补。

从建设资源节约型和生态环保型社会的要求考虑，如何优化利用石脑油资源是值得进一步研究的问题。

目前对石脑油优化分离技术主要有吸附分离技术和萃取分离技术。吸附分离技术，如专利CN10133145A吸附分离石脑油中芳烃的方法，包括将石脑油通过吸附剂床层，其中的芳烃被吸收剂吸附，脱除芳烃的物料从吸附床层中流出，待吸附达到饱和后，排出吸附剂床层空隙中的石脑油，再用气体吹扫吸附剂床层，通入水或含水的液态物质，使吸附剂的芳烃脱附，再将吸附剂中的水脱除。萃取分离技术，如专利CN1621497A一种石脑油重组处理方法，其步骤如下：(1)先将石脑油进行萃取分离，分离出抽余油和抽出油；(2)抽余油进入乙烯蒸汽裂解装置裂解；(3)抽出油进入重整装置重整。目前萃取分离系统主要包括抽提塔和再生塔。如专利CN101168492A一种芳烃萃取系统及其方法，该系统包括抽提塔、汽提塔及汽提塔顶冷却系统、汽提塔顶回流罐。

虽然研究者对处理含有石脑油的重组优化提出了不同的方案，但是尚无石脑油原料优化的完整工艺流程；本发明结合芳烃抽提的流程，提出了石脑油优化利用的工艺流程。

发明内容

本发明通过萃取分离，将石脑油分成富含烷烃的抽余油和富含环烷烃和芳烃的抽出油；再经过水洗、汽提、精馏等分离方法，将富含烷烃的抽余油与所用的萃取剂进行分离。分离净化后的抽余油作为优质的裂解原料进入乙烯裂解装置，富含环烷烃和芳烃的抽出油作为优质的重整原料进入催化重整装置。

本发明的技术方案如下：

一种优化石脑油的工艺方法，采用萃取法，利用复合溶剂将石脑油分成富含烷烃的抽余油和富含环烷烃和芳烃的抽出油，再用精馏方法，将抽出油与所用的萃取剂进行分离；分离净化后的抽余油作为裂解原料进入乙烯裂解装置裂解，抽出油作为重整原料进入催化重整装置重整。

所述的复合溶剂是利用环丁砜、N-甲基吡咯烷酮、N-甲酰吗啉和二甲基亚砜的常用萃取剂和甲苯配制而成的复合溶剂；复合比例为2∶1～20∶1。

本发明的优化石脑油的装置，包括萃取塔、水洗塔、汽提塔、水分馏塔和回收塔；萃取塔顶部通过管线与水洗塔下部相连，所述的水洗塔顶部通过管线与裂解装置相连，水洗塔下部通过管线与水分馏塔顶部相连；所述的水分馏塔顶部通过管线与分离罐相连，水分馏塔下部通过管线与塔底再沸器相连，水分馏塔底再沸器通过管线与回收塔下部相连；所述的回收塔上部通过管线与塔顶冷凝器和回流罐相连；所述的回流罐通过一条管线与水洗塔顶部相连、另一条管线与催化重整装置相连，回收塔下部通过管线与塔底再沸器相连，回收塔塔底再沸器通过管线与萃取塔中上部相连；所述的萃取塔下部通过管线与汽提塔顶部相连，所述的汽提塔顶部通过管线与分离罐相连，汽提塔下部通过管线与塔底再沸器相连，汽提塔塔底再沸器通过管线与回收塔中部相连；所述的分离罐通过一条管线与水分馏塔中上部相连、另一条管线与萃取塔下部相连。

石脑油2从萃取塔3的塔中下部进入，循环的萃取剂15从塔中上部进入萃取塔3，补充的新鲜萃取剂1从塔顶进入萃取塔3，从分离罐20出来的反洗流股21从塔底进入萃取塔3；萃取剂总量与石脑油量之比为2∶1～20∶1；石脑油经萃取剂萃取分层后，富含烷烃的抽余油4从塔顶采出后进入水洗塔5，萃取剂与被萃取下来的环烷烃和芳烃组分从塔底排出后进入汽提塔9。

水洗塔5在压力为550～650kPa下操作，塔内温度为20～40℃；富含烷烃及少量萃取剂的抽余油从塔底进入水洗塔5，循环水从塔顶进入水洗塔5；抽余油经水洗塔3水洗后，塔顶净化后的抽余油6进入裂解装置，水与被洗涤下来的萃取剂和少量的烷烃7从塔底流出后进入水分馏塔23。

所述的汽提塔9在压力为150～250kPa下操作，塔顶温度为：80～110℃，塔底温度为170～200℃；萃取剂与被萃取下来的环烷烃和芳烃及少量的烷烃8从塔顶进入汽提塔9，被萃取下来的烷烃经汽提塔汽提后，从塔顶逸出进入分离罐20，萃取剂与被萃取下来的环烷烃和芳烃12从塔底流出后进入回收塔13。

所述的水分馏塔23在压力为150～250kPa下操作，塔内温度为90～120℃；从洗涤塔5塔底流出的富含水、萃取剂及少量烷烃的流股7和从分离罐分出的水流股22从塔顶进入水分馏塔23，烷烃及部分水24从塔顶逸出进入分离罐20，萃取剂与部分水25从塔底流出后进入回收塔13。

所述的回收塔13在压力为30～60kPa下操作，塔顶温度为：45～60℃，塔底温度为170～200℃；从汽提塔9塔底流出的富含萃取剂、环烷烃和芳烃的流股12从塔中部进入回收塔13，从水分馏塔23塔底流出的富含水及少量萃取剂的流股25从塔下部进入回收塔13。从塔顶流出的水流股19返回水洗塔循环利用，环烷烃和芳烃流股18进入催化重整装置，从塔底流出的萃取剂流股15返回萃取塔，循环利用。

所述的分离罐20在压力为110～150kPa下操作，操作温度为：35～45℃；从汽提塔9塔顶逸出的富环烷烃流股10和从水分馏塔23塔顶逸出的富含烷烃及部分水的流股24进入分离罐20进行油水分离；水流股22从罐底流出后返回水分馏塔，烷烃流股从罐顶流出后作为反洗液返回萃取塔3的底部。

本发明在吸附分离和萃取分离石脑油原料的基础上，设计出一种优化利用石脑油的工艺流程，采用萃取分离技术，将石脑油分成富含烷烃的抽余油和富含环烷烃和芳烃的抽出油；再依次经过水洗、汽提、精馏工艺，回收利用萃取剂。节约资源，降低能耗，利于可持续发展，有助于提高整个炼油和乙烯行业的水平，具有极大的经济效益、环境效益和社会效益。

附图说明

图1为优化利用石脑油的工艺原理图。

1-萃取剂；2-石脑油；3-萃取塔；4-抽余油；5-水洗塔；6-净化后的抽余油；7-水与被洗下来的萃取剂；8-抽出油；9-汽提塔；10-汽提出来的烷烃等轻组分；11-汽提塔塔底再沸器；12-汽提后的抽出油；13-回收塔；14-回收塔塔底再沸器；15-循环萃取剂；16-塔顶冷凝器；17-回流罐；18-净化后的抽出油；19-循环水；20-分离罐；21-反洗液；22-水；23-水分馏塔；24-水及少量的轻组分；25-水及萃取剂；26-水分馏塔塔底再沸器；27-裂解装置；28-催化重整装置。

具体实施方式

下面结合附图对本发明所提供的技术和设备进行进一步的说明：

通过萃取分离，将石脑油分成富含烷烃的抽余油和富含环烷烃和芳烃的抽出油；再经过水洗、汽提、精馏等分离方法，将抽出油与所用的萃取剂进行分离。分离净化后的抽余油作为优质的裂解原料进入乙烯裂解装置，抽出油作为优质的重整原料进入催化重整装置。工艺流程包括：萃取塔、水洗塔、汽提塔、水分馏塔和回收塔，其特征在于，采用萃取技术，将石脑油分为抽出油和抽余油，再依次采用水洗、汽提、分馏技术，回收萃取剂，并循环利用。

为了叙述清楚，本实施例以环丁砜和甲苯配制而成的混合溶剂作为萃取剂，比例范围为2∶1～20∶1，N-甲基吡咯烷酮、N-甲酰吗啉和二甲基亚砜和甲苯配制而成的复合溶剂也适用本实施例；采用的设备和条件详细说明如下：

一种优化石脑油的系统装置，萃取塔3顶部通过管线与水洗塔5下部相连，所述的水洗塔顶部通过管线与裂解装置27相连，所述的水洗塔下部通过管线与水分馏塔23顶部相连；所述的水分馏塔23顶部通过管线与分离罐20相连，所述的水分馏塔23下部通过管线与塔底再沸器26相连，所述的水分馏塔底再沸器26通过管线与回收塔13下部相连，所述的回收塔上部通过管线与塔顶冷凝器16和回流罐17相连，所述的回流罐17通过一条管线与水洗塔5顶部相连、另一条管线与催化重整装置28相连，所述的回收塔13下部通过管线与塔底再沸器14相连，所述的回收塔塔底再沸器14通过管线与萃取塔3中上部相连，所述的萃取塔3下部通过管线与汽提塔9顶部相连，所述的汽提塔顶部通过管线与分离罐20相连，所述的汽提塔下部通过管线与塔底再沸器11相连，所述的汽提塔塔底再沸器通过管线与回收塔13中部相连，所述的分离罐20通过一条管线与水分馏塔23中上部相连、另一条管线与萃取塔3下部相连。

流程说明如下：

(1)石脑油原料2进入萃取塔3的中下部，来自回收塔13底部的循环萃取剂15进入萃取塔3的中上部，补充的新鲜萃取剂1进入萃取塔3的塔顶，从分离罐20出来的反洗流股21进入萃取塔3的底部；萃取剂总量与石脑油量之比为2∶1～10∶1。石脑油经萃取剂萃取分层后，富含烷烃的抽余油4从塔顶采出后进入水洗塔5，萃取剂与被萃取下来的环烷烃和芳烃组分从塔底排出后进入汽提塔9。

(2)从萃取塔3塔顶采出的富含烷烃的抽余油4进入水洗塔5的底部，来自回收塔13塔顶回流分离罐17的循环水19，进入水洗塔5的顶部。水洗塔的操作压力为550～650kPa，操作温度为20～40℃。抽余油经水洗塔3水洗后，塔顶净化后的抽余油6进入裂解装置27，水与被洗涤下来的萃取剂和少量的烷烃7从塔底流出后进入水分馏塔23。

(3)萃取剂与被萃取下来的环烷烃和芳烃组分从萃取塔3塔底排出后进入汽提塔9的塔顶。汽提塔9的操作压力为150～250kPa，塔顶温度为：80～110℃，塔底温度为170～200℃。被萃取下来的烷烃经汽提塔汽提后，从塔顶逸出进入分离罐20，萃取剂与被萃取下来的环烷烃和芳烃12从塔底流出后进入回收塔13。

(4)水与被洗涤下来的萃取剂和少量的烷烃7从水洗塔5底部流出后进入水分馏塔23顶部，从分离罐20流出的水流股22进入水分馏塔23的中上部。水分馏塔23的操作压力为150～250KPa，操作温度为90～120℃。烷烃及部分水24从塔顶逸出进入分离罐20，萃取剂与部分水25从塔底流出后进入回收塔13。

(5)萃取剂与被萃取下来的环烷烃和芳烃12从汽提塔9塔底流出后进入回收塔13的中部，萃取剂与部分水25从水分馏塔23塔底流出后进入回收塔13的底部。回收塔13的操作压力为30～60kPa，塔顶温度为：45～60℃，塔底温度为170～200℃。从塔顶流出的水流股19返回水洗塔循环利用，环烷烃和芳烃流股18进入催化重整装置28，从塔底流出的萃取剂流股15返回萃取塔，循环利用。

本发明的一种优化利用石脑油的工艺流程，将石脑油全馏分进行优化利用，节约资源，降低能耗，利于可持续发展，有助于提高整个炼油和乙烯行业的水平，具有极大的经济效益、环境效益和社会效益。

本发明公开一种优化利用石脑油的工艺方法及装置，本领域技术人员可通过借鉴本发明内容，适当改变工艺参数，结构设计等环节实现。例如萃取剂的种类、萃取剂量与石脑油量之比、各塔的操作参数等。本发明的系统通过较佳实施例子进行了描述，相关技术人员明显能在不脱离本发明核心思想、范围和内容内对本文有关的流程进行适当改动或组合，来实现本发明技术，另外，所有类似的替换和改动对本技术领域人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明核心精神、范围和内容中。

Claims

1.一种优化石脑油的工艺方法，其特征在于，采用萃取法，利用复合溶剂将石脑油分成富含烷烃的抽余油和富含环烷烃和芳烃的抽出油，再用精馏方法，将抽出油与所用的萃取剂进行分离；分离净化后的抽余油作为裂解原料进入乙烯裂解装置裂解，抽出油作为重整原料进入催化重整装置重整。

2.如权利要求1所述的方法，其特征是所述的复合溶剂是利用环丁砜、N-甲基吡咯烷酮、N-甲酰吗啉和二甲基亚砜的常用萃取剂和甲苯配制而成的复合溶剂；复合比例为2∶1～20∶1。

3.实现权利要求1的优化石脑油的装置，包括萃取塔、水洗塔、汽提塔、水分馏塔和回收塔；其特征在于：萃取塔顶部通过管线与水洗塔下部相连，所述的水洗塔顶部通过管线与裂解装置相连，水洗塔下部通过管线与水分馏塔顶部相连；所述的水分馏塔顶部通过管线与分离罐相连，水分馏塔下部通过管线与塔底再沸器相连，水分馏塔底再沸器通过管线与回收塔下部相连；所述的回收塔上部通过管线与塔顶冷凝器和回流罐相连；所述的回流罐通过一条管线与水洗塔顶部相连、另一条管线与催化重整装置相连，回收塔下部通过管线与塔底再沸器相连，回收塔塔底再沸器通过管线与萃取塔中上部相连；所述的萃取塔下部通过管线与汽提塔顶部相连，所述的汽提塔顶部通过管线与分离罐相连，汽提塔下部通过管线与塔底再沸器相连，汽提塔塔底再沸器通过管线与回收塔中部相连；所述的分离罐通过一条管线与水分馏塔中上部相连、另一条管线与萃取塔下部相连。

4.如权利要求3的优化石脑油的方法，其特征是：石脑油(2)从萃取塔(3)的塔中下部进入，循环的萃取剂(15)从塔中上部进入萃取塔(3)，补充的新鲜萃取剂(1)从塔顶进入萃取塔(3)，从分离罐(20)出来的反洗流股(21)从塔底进入萃取塔(3)；萃取剂总量与石脑油量之比为2∶1～20∶1；石脑油经萃取剂萃取分层后，富含烷烃的抽余油(4)从塔顶采出后进入水洗塔(5)，萃取剂与被萃取下来的环烷烃和芳烃组分从塔底排出后进入汽提塔(9)。

5.如权利要求4所述的方法，其特征是水洗塔(5)在压力为550～650kPa下操作，塔内温度为20～40℃；富含烷烃及少量萃取剂的抽余油从塔底进入水洗塔(5)，循环水从塔顶进入水洗塔(5)；抽余油经水洗塔(3)水洗后，塔顶净化后的抽余油(6)进入裂解装置，水与被洗涤下来的萃取剂和少量的烷烃(7)从塔底流出后进入水分馏塔(23)。

6.如权利要求4所述的方法，其特征是：所述的汽提塔(9)在压力为150～250kPa下操作，塔顶温度为：80～110℃，塔底温度为170～200℃；萃取剂与被萃取下来的环烷烃和芳烃及少量的烷烃(8)从塔顶进入汽提塔(9)，被萃取下来的烷烃经汽提塔汽提后，从塔顶逸出进入分离罐(20)，萃取剂与被萃取下来的环烷烃和芳烃(12)从塔底流出后进入回收塔(13)。

7.如权利要求4所述的方法，其特征是：所述的水分馏塔(23)在压力为150～250kPa下操作，塔内温度为90～120℃；从洗涤塔(5)塔底流出的富含水、萃取剂及少量烷烃的流股(7)和从分离罐分出的水流股(22)从塔顶进入水分馏塔(23)，烷烃及部分水(24)从塔顶逸出进入分离罐(20)，萃取剂与部分水(25)从塔底流出后进入回收塔(13)。

8.如权利要求4所述的方法，其特征是：所述的回收塔(13)在压力为30～60kPa下操作，塔顶温度为：45～60℃，塔底温度为170～200℃；从汽提塔(9)塔底流出的富含萃取剂、环烷烃和芳烃的流股(12)从塔中部进入回收塔(13)，从水分馏塔(23)塔底流出的富含水及少量萃取剂的流股(25)从塔下部进入回收塔(13)；从塔顶流出的水流股(19)返回水洗塔循环利用，环烷烃和芳烃流股(18)进入催化重整装置，从塔底流出的萃取剂流股(15)返回萃取塔，循环利用。

9.如权利要求4所述的方法，其特征是：所述的分离罐(20)在压力为110～150kPa下操作，操作温度为：35～45℃；从汽提塔(9)塔顶逸出的富环烷烃流股(10)和从水分馏塔(23)塔顶逸出的富含烷烃及部分水的流股(24)进入分离罐(20)进行油水分离；水流股(22)从罐底流出后返回水分馏塔，烷烃流股从罐顶流出后作为反洗液返回萃取塔(3)的底部。