CN104152177B - 一种液化气芳构化的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于富含烯烃的液化气深加工的技术领域，具体为一种液化气芳构化的方法。目的是将符合要求的外来富含烯烃的液化气在一定的温度和压力下，在装有特种催化剂的固定床反应器中通过一系列的裂化、环化、芳构等化学反应最终生成芳烃产品、车用液化气调和组分，同时副产少量干气。反应生成的液相芳烃产品经过一系列精馏操作后，即可分离成为轻芳烃与重芳烃，分别用于汽油和柴油的调和组分；副产物干气则可以作为燃料供加热炉燃烧利用。
Description
技术领域
本发明属于富含烯烃的液化气深加工的技术领域，具体为一种液化气芳构化的方法。
背景技术
随着我国经济的不断稳步增长，人们生活的质量也得到不断提高，汽车工业快速发展，国家环保法规及车用燃料新标准的出台，车用燃料油市场对高辛烷值汽油的需求量也在不断提高。
伴随着现代工业的发展，石油资源日益短缺，市场中含有一定丁烯的液化气，未得到精细利用。因此立足现有石油资源，利用固定窗工艺过程、采用特种催化剂来拓宽生产高辛烷值的汽油调和组分具有很强的现实意义和广阔的市场前景，为炼油化工企业提供了一条清洁车用汽油生产的新途径。
本发明中所指的芳构化，即碳三到碳五轻烃在高温与催化剂作用下，发生裂解、环化、芳构（少量裂解与缩合成焦）等一系列反应最终可生成芳烃产品及富含烷烃的高清洁液化气的过程。
发明内容
本发明的目的就是针对上述存在的问题而提供一种液化气芳构化的方法，目的是将符合要求的外来富含烯烃的液化气在一定的温度和压力下，在装有特种催化剂的固定床反应器中通过一系列的裂化、环化、芳构等化学反应最终生成芳烃产品、车用液化气调和组分，同时副产少量干气。反应生成的液相芳烃产品经过一系列精馏操作后，即可分离成为轻芳烃与重芳烃，分别用于汽油和柴油的调和组分；副产物干气则可以作为燃料供加热炉燃烧利用。
为实现上述目的，本发明的方案如下：
一种液化气芳构化的方法，步骤如下：
自罐区来的原料液化气和循环液化气泵来的贫液化气原料进入缓冲罐，保持缓冲罐液位40-70%，经泵抽出，先后经原料-稳定芳烃换热器、原料-反应产物换热器进行换热，然后进入反应加热炉加热至320℃，然后进入反应器进行反应；
反应产物经与原料换热后，进入芳烃脱重塔脱重，自泵来的热稳定芳烃作粗吸收剂，提供脱重塔内的液相回流，使气液两相充分进行传质传热，达到在塔底分离出重芳烃的目的，塔底为重芳烃，经重芳烃水冷器冷却至50℃后，送至重芳烃罐区；
脱重塔顶出来的脱重芳烃换热至90℃后，进入高压分液罐进行气液分离，气相物经换热器和吸收塔进料水冷器换热至40℃后进入吸收塔以回收干气中携带的液化气，自泵来的稳定芳烃进吸收塔顶部，提供吸收塔内的液相回流，液相物经加压后，与吸收塔底的富吸收液芳烃混合，经换热器换热至102℃后送至稳定塔；
液化气和轻芳烃在稳定塔中进行分离，塔顶液化气经稳定塔顶回流泵增压后进入脱丙烷塔，C2、C3馏分从塔顶馏出，经脱丙烷塔顶冷凝器冷凝再经脱丙烷塔顶冷却器冷却后进入脱丙烷塔顶回流罐，冷凝液一部分用脱丙烷塔回流泵抽出，作为脱丙烷塔回流，另一部分作为产品去罐区；
稳定塔底轻芳烃由稳定芳烃循环泵加压，经换热后，再经稳定芳烃水冷器冷却至40℃后，一部分返回吸收塔作为吸收油，另一部分作为产品送至罐区。
本发明的特点还有：
所述的反应器采用并联设置，装置运行中采用反应器切换操作的方法，一个反应器正常反应生产，另外一个反应器进行催化剂再生操作。
所述的脱重塔进料温度为155-170℃，脱重塔塔顶温度为125-160℃，脱重塔塔底温度为300-320℃。
所述的脱重塔设有22块塔板。
所述的吸收塔吸收剂流量≤3000Kg/h，吸收塔顶压力0.8-1.1Mpa，吸收塔顶温度≤30℃，吸收塔进料温度≤40℃，吸收塔塔底温度60-70℃，吸收塔塔底液位40-70%。
所述的吸收塔设有60块塔盘。
所述的稳定塔设有42块塔板。
所述的稳定塔塔釜设有两个再沸器，热源有两路，一路是1.0Mpa蒸汽，另一路是反应产物。
所述的稳定塔塔顶压力0.7-0.9Mpa，稳定塔塔顶温度55-63℃，稳定塔塔底温度130-160℃，稳定塔塔底液位40-70%。
本发明中所提到的空速，如果没有特别说明一般是指重量空速，即单位时间内每单位重量催化剂所处理的原料量重量。
本发明中所提到的回流比，均指塔顶回流量与塔顶采出量的比，以R/D代表，其中R为回流量，D为采出量。
本发明的有益效果为：本发明的液化气芳构化的方法，通过调整合理的工艺参数以及选择合适原料，以及进一步优选各个步骤的参数，提供了一种优化的芳构化的方法，该方法不仅可以降低能耗而且可以提高轻芳烃收率，从而提高本工艺的经济效益。工艺原料是采用富含丁烯的醚后液化气，利用催化剂将低分子的烃类通过一步法直接化为富含轻质芳烃的汽油调和组分，具有投资少，见效快、能耗低、无污染、经济效益好的特点。
本发明工艺主要产品为轻芳烃、高清洁液化气。其质量指标如下：
(1)轻芳烃
本指标的轻芳烃是所指稳定塔底的液相产物，其直接可作为汽油调和组分，具体见表1。
表1
(2)高清洁液化气
本工艺生产的液化气C3、C4烷烃的含量在90ω％以上，烯烃的含量低于10ω％，可作为车用液化气的调和组分。
液化气中C3、C4的分布与处理的原料油组成有关，在设计原料组成条件下，液化气的组成如下表2：
表2液化气产品组成，ω％
具体实施方式
下面结合具体实例对本发明做进一步阐述，并不造成对本发明的限定。
实施例
本发明工艺原料设计为富含烯烃的碳四液化气，其它符合杂质要求的碳三到碳六馏分也可以作为本装置的原料，但一般需要达到一定的烯烃含量。典型的裂解碳五馏分及液化气组成数据及对原料中杂质的要求列于下表3，对原料中杂质及组分含量的要求见表4。
表3典型的原料组成
表4对原料中杂质及组分含量的要求
一种液化气芳构化的方法，步骤如下：
自罐区来的原料液化气和循环液化气泵来的贫液化气原料进入缓冲罐，保持缓冲罐液位40-70%，经泵抽出，先后经原料-稳定芳烃换热器、原料-反应产物换热器进行换热，然后进入反应加热炉加热至320℃，然后进入反应器进行反应；所述的反应器采用并联设置，装置运行中采用反应器切换操作的方法，一个反应器正常反应生产，另外一个反应器进行催化剂再生操作。
反应产物经与原料换热后，进入芳烃脱重塔脱重，自泵来的热稳定芳烃作粗吸收剂，提供脱重塔内的液相回流，使气液两相充分进行传质传热，达到在塔底分离出重芳烃的目的，塔底为重芳烃，经重芳烃水冷器冷却至50℃后，送至重芳烃罐区；所述的脱重塔进料温度为155-170℃，脱重塔塔顶温度为125-160℃，脱重塔塔底温度为300-320℃。所述的脱重塔设有22块塔板。
脱重塔顶出来的脱重芳烃换热至90℃后，进入高压分液罐进行气液分离，气相物经换热器和吸收塔进料水冷器换热至40℃后进入吸收塔以回收干气中携带的液化气，自泵来的稳定芳烃进吸收塔顶部，提供吸收塔内的液相回流，液相物经加压后，与吸收塔底的富吸收液芳烃混合，经换热器换热至102℃后送至稳定塔；所述的吸收塔吸收剂流量≤3000Kg/h，吸收塔顶压力0.8-1.1Mpa，吸收塔顶温度≤30℃，吸收塔进料温度≤40℃，吸收塔塔底温度60-70℃，吸收塔塔底液位40-70%。所述的吸收塔设有60块塔盘。
液化气和轻芳烃在稳定塔中进行分离，塔顶液化气经稳定塔顶回流泵增压后进入脱丙烷塔，C2、C3馏分从塔顶馏出，经脱丙烷塔顶冷凝器冷凝再经脱丙烷塔顶冷却器冷却后进入脱丙烷塔顶回流罐，冷凝液一部分用脱丙烷塔回流泵抽出，作为脱丙烷塔回流，另一部分作为产品去罐区；
稳定塔底轻芳烃由稳定芳烃循环泵加压，经换热后，再经稳定芳烃水冷器冷却至40℃后，一部分返回吸收塔作为吸收油，另一部分作为产品送至罐区。
所述的稳定塔设有42块塔板。
所述的稳定塔塔釜设有两个再沸器，热源有两路，一路是1.0Mpa蒸汽，另一路是反应产物。
所述的稳定塔塔顶压力0.7-0.9Mpa，稳定塔塔顶温度55-63℃，稳定塔塔底温度130-160℃，稳定塔塔底液位40-70%。
本装置公用工程系统包括：循环水系统、仪表风系统、蒸汽及凝液系统、电系统、消防水系统、污水收集与排放系统等。其中，本装置的循环冷却水系统总能力1500m3,实际1000m3/h，循环水总网为地下工业水管网；仪表风系统备有两台400m3/h空气压缩机，正常操作时为一开一备，空压机出口除正常设置了干燥及过滤等设施外，还设置了两台仪表空气缓冲罐；本装置蒸汽（MS）全部来京博石化热电厂蒸汽管线，凝液经凝液罐收集后，作为冬季供暖热源；电系统新设两台变压器作为装置用电；消防水系统设置两个5000m3消防水罐，三台消防水泵，两台稳压泵，两台消防泡沫泵和一个泡沫发生器，都可正常使用；污水收集与排放系统设置隔油池，废油回收，剩余水外排，不会污染环境。
芳构化装置共设置了9台储罐，其中包括5台球型储罐和4台内浮顶罐。
为了保证装置运行的安全及环保的要求，本装置设计了火炬系统。排放火炬气体的主要来源是各安全阀起跳后的气相以及放空罐的放空尾气。火炬采用地面火炬形式，设计了自动点火系统。来自放空总管的尾气首先进入分液罐进行分液，液相进行回收，气相进入水封系统，当压力达到一定程度后，可燃气即冲破水封进入火炬进行燃烧。
按照安全环保和工艺操作的要求本工艺置了3项联锁如下：
球罐：液位高于80%时，O型切断阀关闭，进料停止，防止球罐压力过大造成危险。
卧罐：液位高于80%时，O型切断阀关闭，进料停止，防止卧罐压力过大造成危险。
Claims (7)
1.一种液化气芳构化的方法，步骤如下：
自罐区来的原料液化气和循环液化气泵来的贫液化气原料进入缓冲罐，保持缓冲罐液位40-70%，经泵抽出，先后经原料-稳定芳烃换热器、原料-反应产物换热器进行换热，然后进入反应加热炉加热至320℃，然后进入反应器进行反应；
反应产物经与原料换热后，进入芳烃脱重塔脱重，自泵来的热稳定芳烃作粗吸收剂，提供脱重塔内的液相回流，使气液两相充分进行传质传热，达到在塔底分离出重芳烃的目的，塔底为重芳烃，经重芳烃水冷器冷却至50℃后，送至重芳烃罐区；
脱重塔顶出来的脱重芳烃换热至90℃后，进入高压分液罐进行气液分离，气相物经换热器和吸收塔进料水冷器换热至40℃后进入吸收塔以回收干气中携带的液化气，自泵来的稳定芳烃进吸收塔顶部，提供吸收塔内的液相回流，液相物经加压后，与吸收塔底的富吸收液芳烃混合，经换热器换热至102℃后送至稳定塔；
液化气和轻芳烃在稳定塔中进行分离，塔顶液化气经稳定塔顶回流泵增压后进入脱丙烷塔，C2、C3馏分从塔顶馏出，经脱丙烷塔顶冷凝器冷凝再经脱丙烷塔顶冷却器冷却后进入脱丙烷塔顶回流罐，冷凝液一部分用脱丙烷塔回流泵抽出，作为脱丙烷塔回流，另一部分作为产品去罐区；
稳定塔底轻芳烃由稳定芳烃循环泵加压，经换热后，再经稳定芳烃水冷器冷却至40℃后，一部分返回吸收塔作为吸收油，另一部分作为产品送至罐区；
所述的脱重塔进料温度为155-170℃，脱重塔塔顶温度为125-160℃，脱重塔塔底温度为300-320℃；
所述的吸收塔吸收剂流量≤3000Kg/h，吸收塔顶压力0.8-1.1Mpa，吸收塔顶温度≤30℃，吸收塔进料温度≤40℃，吸收塔塔底温度60-70℃，吸收塔塔底液位40-70%。
2.根据权利要求1所述的液化气芳构化的方法，其特征在于，所述的反应器采用并联设置，运行中采用反应器切换操作的方法，一个反应器正常反应生产，另外一个反应器进行催化剂再生操作。
3.根据权利要求1所述的液化气芳构化的方法，其特征在于，所述的脱重塔设有22块塔板。
4.根据权利要求1所述的液化气芳构化的方法，其特征在于，所述的吸收塔设有60块塔盘。
5.根据权利要求1所述的液化气芳构化的方法，其特征在于，所述的稳定塔设有42块塔板。
6.根据权利要求1所述的液化气芳构化的方法，其特征在于，所述的稳定塔塔釜设有两个再沸器，热源有两路，一路是1.0Mpa蒸汽，另一路是反应产物。
7.根据权利要求1所述的液化气芳构化的方法，其特征在于，所述的稳定塔塔顶压力0.7-0.9Mpa，稳定塔塔顶温度55-63℃，稳定塔塔底温度130-160℃，稳定塔塔底液位40-70%。
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