CN107596831A - 一种裂解油气的防聚净化工艺及系统 - Google Patents

一种裂解油气的防聚净化工艺及系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及石油、化工、裂解领域，具体涉及一种裂解油气的防聚净化工艺及系统。本发明主要是用冷却喷淋回流油对裂解油气进行逆向喷淋，通过控制其中的工艺参数，在最短的时间内急剧降低裂解油气的温度，避免了裂解油气中不饱和烃的聚合，实现了裂解油气中高沸点组分最大程度的液化，提高了油品得率和油品质量。另外，喷淋还起到了降尘的作用，可以有效除去裂解油气中携带的灰尘，尤其是Al、Ca、Co、Cr、Mg、Zn等金属元素，避免了对油气中的不饱和烃的聚合起到催化作用。采用本发明可以有效净化油气，提高出油率，提高出油质量。

Description

一种裂解油气的防聚净化工艺及系统
技术领域
本发明涉及石油、化工、裂解领域，具体涉及一种裂解油气的防聚净化工艺及系统。
背景技术
众所周知，裂解是指只通过热能将一种样品(主要指高分子有机化合物)转变成另外几种物质(主要指低分子有机化合物)的化学过程，裂解不仅为现代社会大量产生的废弃物(例如废轮胎、废橡胶等)的处理找到了良好的解决方法，而且对资源减少、能源紧张的改善提供了新的方案。但是，目前所有的裂解过程得到的裂解油气溴价一般在80-100，与石化行业的原油(溴价一般在20-30)相比，不饱和烃的含量高出3-4倍，很容易发生不饱和烃的聚合，导致裂解产生的小分子链的不饱和烃聚合为大分子链的胶质等胶粘性固态物质，这些胶质附着在设备和管道的表面，混合着油气携带的灰尘长时间累积后形成焦子，堵塞设备或管道，影响正常生产，而且油气中携带含有Al、Ca、Co、Cr、Mg、Zn等金属元素的灰尘，这些灰尘随油气进入后续的管路和设备，在冷却降温过程中，会附着在设备或管路的表面，长时间后导致设备或管路堵塞，影响正常生产，而且这些金属元素在一定的温度下也会对油气中不饱和烃的聚合起到催化作用，从而使得裂解产生的小分子链的不饱和烃迅速聚合为大分子链的胶质等胶粘性固态物质，从而使得最终出油率低，油品质量变差。
发明内容
针对上述问题，本发明提出了一种裂解油气的防聚净化工艺及系统，采用本发明，有效的阻止了裂解油气中不饱和烃的聚合，净化了油气，提高了出油率，提高了出油质量。
本发明所述的一种裂解油气的防聚净化工艺，其具体步骤为：
(1)裂解所得高温油气与冷却喷淋回流油在阻聚净化塔内逆向接触并换热，沸点高的油气变为液态油与回流油从阻聚净化塔塔底排出，经冷却后进入集油罐；沸点低的未液化油气从阻聚净化塔塔顶排出，经冷却后进入集油罐；
(2)进入集油罐的油品经冷却降尘后，部分用做步骤(1)的冷却喷淋回流油循环使用，其余液态油从集油罐出油口排出，未液化的油气从集油罐的出气口排出。
裂解油气的温度一般在420-440℃，裂解油气从裂解油气进口进入阻聚净化塔，在塔内自下而上行进，与此同时，冷却喷淋回流油自上而下喷淋，与自下而上行进的裂解油气接触，使其急剧降温液化，温度降低，使得裂解油气中的不饱和烃难以发生聚合，避免了油品得率的降低，油品质量变差；裂解油气中携带的灰尘可以通过喷淋达到有效的去除，尤其是去除其中的Al、Ca、Co、Cr、Mg、Zn等金属元素，避免了其对裂解油气中的不饱和烃的聚合起到催化作用。
由于喷淋作用，裂解油气的温度急剧降低，油气中的部分气态组分液化为液态组分，从阻聚净化塔塔底排出，而且裂解油气中携带的灰尘也随液态组分排出，进入集油罐。裂解油气中未被液化的气态组分(携带有少量液态组分)在阻聚净化塔内继续上升，从阻聚净化塔塔顶排出，进入集油罐。
进入集油罐的油气经冷却降尘后，除去了灰尘，部分液态组分用做步骤(1)的冷却喷淋回流油，其余液态油从集油罐出油口排出，未液化的油气从集油罐的出气口排出，用作他用。本发明采用集油罐中液体油作为回流油，可以实现现场取材，不需要另外准备回流油，简单方便，满足工艺要求。
为了保证裂解油气能够在最短的时间内实现喷淋除尘并急剧降温，步骤(1)中冷却喷淋回流油与裂解油气的液气比为6-12L/m3。步骤(1)中冷却喷淋回流油的温度小于60℃。液气比过低，冷却降尘效果不明显，无法有效的阻止聚合反应的发生，液气比过高，造成设备能耗过高。冷却喷淋回流油的温度高于60℃，不易对塔顶的温度进行相应控制，而且冷却效果不明显，都无法有效阻止聚合反应的发生。
为了避免裂解油气中不饱和烃的聚合反应，为了保证裂解油气中的气态组分最大程度的转化为液态组分，需要调控阻聚净化塔塔顶温度小于120℃。当然，也可以根据裂解油气来源不同以及具体的使用情况进行相应的调整。
本发明所述的裂解油气可以来源于废旧橡胶、废旧塑料等废旧高分子材料的裂解。
综上所述，本发明所述的一种裂解油气的防聚净化工艺，采用冷却喷淋回流油对裂解油气进行逆向喷淋，通过控制其中的工艺参数，在最短的时间内降低裂解油气的温度并且除去了裂解油气中的灰尘，避免了裂解油气中不饱和烃的聚合，实现了裂解油气中高沸点组分最大程度的液化，提高了得油率和油品质量。
为了配合上述裂解油气的防聚净化工艺，本发明还提出了一种裂解油气的防聚净化系统，该系统包括阻聚净化塔和集油罐；阻聚净化塔塔体上设有裂解油气进口和至少一个冷却喷淋回流油进口，冷却喷淋回流油进口处设有喷淋装置，阻聚净化塔塔顶设有出口I，阻聚净化塔塔底设有出口II；出口I通过管路I与集油罐连通，出口II通过管路II与集油罐连通，集油罐出口通过管路与冷却喷淋回流油进口连通，集油罐内一端设有冷却装置，冷却装置的另一侧依次设有高度渐低的隔板；集油罐尾端设有出气口。
所述出口I通过管路I与集油罐进口I连通，出口II通过管路II与集油罐进口II连通。
裂解油气从裂解油气进口进入阻聚净化塔，在塔内自下而上行进，与此同时，冷却喷淋回流油通过喷淋装置自上而下喷淋，与自下而上行进的裂解油气接触，使其急剧降温液化，温度降低，使得裂解油气中的不饱和烃难以发生聚合，避免了油品得率的降低，油品质量变差；裂解油气中携带的灰尘可以通过喷淋达到有效的去除，尤其是去除其中的Al、Ca、Co、Cr、Mg、Zn等金属元素，避免了其对裂解油气中的不饱和烃的聚合起到催化作用。
由于喷淋作用，裂解油气的温度急剧降低，油气中的部分气态组分液化为液态组分，从阻聚净化塔塔底出口II排出，而且裂解油气中携带的灰尘也随液态组分排出，进入集油罐。裂解油气中未被液化的气态组分(携带有少量液态组分)在阻聚净化塔内继续上升，从阻聚净化塔塔顶出口I排出，进入集油罐。
为了保证进入集油罐中的油气中的灰尘以及其他固态产物能够有效去除，保证油品质量，并且为了保证高质量油品可以被部分回用到防聚净化塔，集油罐内设有冷却装置和高度渐低的隔板。进入集油罐的油品经冷却装置冷却后，逐渐通过高度渐低的隔板，隔板在集油罐内设置，形成多个沉降空间，实现对油品中灰分等其他固态产物的沉降，固态产物从集油罐的固态产物出口排出即可。本发明中至少设置两级隔板，实现两级沉降。经过冷却沉降后，部分液态组分用做步骤(1)的冷却喷淋回流油，其余液态油从集油罐出油口排出，未液化的油气从集油罐的出气口排出。另外，集油罐的出油口出在在设备运行过程中用来排出液态油外，在整套系统刚刚开机时，还可以用做相应冷却喷淋回流油的注入口。
所述的阻聚净化塔的长径比为8～16，可以保证裂解油气能够在最短的时间内实现喷淋除尘并急剧降温，避免裂解油气中不饱和烃的聚合反应，保证裂解油气中的气态组分最大程度的转化为液态组分。
所述的阻聚净化塔塔顶设有温度控制装置，可以实现对塔顶温度的监控，进而控制回流油与裂解油气的液气比，实现对裂解油气的急剧冷却降温，避免其中的不饱和烯烃聚合。
所述的管路I和管路II上均设有冷却器，可以通过热交换带走油品的热量，将进入集油罐的油品的温度降至安全温度以下。
本发明所述的喷淋装置采用本领域的常规设置。
综上所述，本发明采用特定的设备，采用冷却回流油对裂解油气进行逆向喷淋，通过控制其中的工艺参数，在最短的时间内急剧降低裂解油气的温度，避免了裂解油气中不饱和烃的聚合，实现了裂解油气中其他组分最大程度的液化，提高了得油率和油品质量。另外，喷淋还起到了除尘的作用，可以有效除去裂解油气中携带的灰尘，尤其是Al、Ca、Co、Cr、Mg、Zn等金属元素，避免了对油气中的不饱和烃的聚合起到催化作用。采用本发明可以有效净化油气，提高出油率，提高出油质量。
附图说明
图1为发明结构示意图；
图中：1、阻聚净化塔，2、集油罐，3、裂解油气进口，4、冷却喷淋回流油进口，5、油品出口I，6、油品出口II，7、管路I，8、管路II，9、集油罐出口，10、冷却装置，11、集油罐进口I，12、集油罐进口II，13、喷淋装置，14、固态产物出口，15、冷却器，16、出气口，17、温度控制装置，18、隔板，19、出油口。
具体实施方式
工艺实施例1
一种裂解油气的防聚净化工艺，其具体步骤为：
(1)裂解所得高温油气与冷却喷淋回流油在阻聚净化塔内逆向接触并换热，沸点高的油气变为液态油与回流油从阻聚净化塔塔底排出，经冷却后进入集油罐；沸点低的未液化油气从阻聚净化塔塔顶排出，经冷却后进入集油罐；
(2)进入集油罐的油品经冷却降尘后，部分用做步骤(1)的冷却喷淋回流油循环使用，其余液态油从集油罐出油口排出，未液化的油气从集油罐的出气口排出。整个过程中产生的灰分以及其他的固态产物从固态产物出口排出。
步骤(1)中冷却喷淋回流油与裂解油气的液气比为8L/m3。
步骤(1)中冷却喷淋回流油的温度40℃。
调控阻聚净化塔塔顶温度95℃。
采用该工艺处理后，得到的油品得率提高1.2％～2％，油品的密度降低了2％～3％。
工艺实施例2
一种裂解油气的防聚净化工艺，其具体步骤为：
(1)裂解所得高温油气与冷却喷淋回流油在阻聚净化塔内逆向接触并换热，沸点高的油气变为液态油与回流油从阻聚净化塔塔底排出，经冷却后进入集油罐；沸点低的未液化油气从阻聚净化塔塔顶排出，经冷却后进入集油罐；
(2)进入集油罐的油品经冷却降尘后，部分用做步骤(1)的冷却喷淋回流油循环使用，其余液态油从集油罐出油口排出，未液化的油气从集油罐的出气口排出。整个过程中产生的灰分以及其他的固态产物从固态产物出口排出。
步骤(1)中冷却喷淋回流油与裂解油气的液气比为6L/m3。
步骤(1)中冷却喷淋回流油的温度40℃。
调控阻聚净化塔塔顶温度105℃。
工艺实施例3
一种裂解油气的防聚净化工艺，其具体步骤为：
(1)裂解所得高温油气与冷却喷淋回流油在阻聚净化塔内逆向接触并换热，沸点高的油气变为液态油与回流油从阻聚净化塔塔底排出，经冷却后进入集油罐；沸点低的未液化油气从阻聚净化塔塔顶排出，经冷却后进入集油罐；
(2)进入集油罐的油品经冷却降尘后，部分用做步骤(1)的冷却喷淋回流油循环使用，其余液态油从集油罐出油口排出，未液化的油气从集油罐的出气口排出。整个过程中产生的灰分以及其他的固态产物从固态产物出口排出。
步骤(1)中冷却喷淋回流油与裂解油气的液气比为8L/m3。
步骤(1)中冷却喷淋回流油的温度50℃。
调控阻聚净化塔塔顶温度100℃。
工艺实施例4
一种裂解油气的防聚净化工艺，其具体步骤为：
(1)裂解所得高温油气与冷却喷淋回流油在阻聚净化塔内逆向接触并换热，沸点高的油气变为液态油与回流油从阻聚净化塔塔底排出，经冷却后进入集油罐；沸点低的未液化油气从阻聚净化塔塔顶排出，经冷却后进入集油罐；
(2)进入集油罐的油品经冷却降尘后，部分用做步骤(1)的冷却喷淋回流油循环使用，其余液态油从集油罐出油口排出，未液化的油气从集油罐的出气口排出。整个过程中产生的灰分以及其他的固态产物从固态产物出口排出。
步骤(1)中冷却喷淋回流油与裂解油气的液气比为6L/m3。
步骤(1)中冷却喷淋回流油的温度50℃。
调控阻聚净化塔塔顶温度110℃。
设备实施例1
一种裂解油气的防聚净化系统，该系统包括阻聚净化塔和集油罐；阻聚净化塔塔体上设有裂解油气进口和至少一个冷却喷淋回流油进口，冷却喷淋回流油进口处设有喷淋装置，阻聚净化塔塔顶设有出口I，阻聚净化塔塔底设有出口II；出口I通过管路I与集油罐连通，出口II通过管路II与集油罐连通，集油罐出口通过管路与冷却喷淋回流油进口连通，集油罐内一端设有冷却装置，冷却装置的另一侧依次设有高度渐低的隔板；集油罐尾端设有出气口。
设备实施例2
一种裂解油气的防聚净化系统，该系统包括阻聚净化塔和集油罐；阻聚净化塔塔体上设有裂解油气进口和至少一个冷却喷淋回流油进口，冷却喷淋回流油进口处设有喷淋装置，阻聚净化塔塔顶设有出口I，阻聚净化塔塔底设有出口II；出口I通过管路I与集油罐连通，出口II通过管路II与集油罐连通，集油罐出口通过管路与冷却喷淋回流油进口连通，集油罐内一端设有冷却装置，冷却装置的另一侧依次设有高度渐低的隔板；集油罐尾端设有出气口。
所述出口I通过管路I与集油罐进口I连通，出口II通过管路II与集油罐进口II连通。
设备实施例3
一种裂解油气的防聚净化系统，该系统包括阻聚净化塔和集油罐；阻聚净化塔塔体上设有裂解油气进口和至少一个冷却喷淋回流油进口，冷却喷淋回流油进口处设有喷淋装置，阻聚净化塔塔顶设有出口I，阻聚净化塔塔底设有出口II；出口I通过管路I与集油罐连通，出口II通过管路II与集油罐连通，集油罐出口通过管路与冷却喷淋回流油进口连通，集油罐内一端设有冷却装置，冷却装置的另一侧依次设有高度渐低的隔板；集油罐尾端设有出气口。
所述出口I通过管路I与集油罐进口I连通，出口II通过管路II与集油罐进口II连通。
所述的阻聚净化塔的长径比为8。
设备实施例4
一种裂解油气的防聚净化系统，该系统包括阻聚净化塔1和集油罐2；阻聚净化塔1塔体上设有裂解油气进口3和至少一个冷却喷淋回流油进口4，冷却喷淋回流油进口4处设有喷淋装置13，阻聚净化塔1塔顶设有出口I5，阻聚净化塔1塔底设有出口II6；出口I5通过管路I7与集油罐2连通，出口II6通过管路II8与集油罐2连通，集油罐出口9通过管路与冷却喷淋回流油进口4连通，集油罐2内一端设有冷却装置10，冷却装置10的另一侧依次设有高度渐低的隔板18；集油罐2尾端设有出气口16。
所述出口I5通过管路I7与集油罐进口I11连通，出口II6通过管路II8与集油罐进口II12连通。
所述的阻聚净化塔的长径比为16。
所述的阻聚净化塔1塔顶设有温度控制装置17。
所述的管路I7和管路II8上均设有冷却器15。

Claims (9)

1.一种裂解油气的防聚净化工艺，其特征在于：其具体步骤为：
(1)裂解所得高温油气与冷却喷淋回流油在阻聚净化塔内逆向接触并换热，沸点高的油气变为液态油与回流油从阻聚净化塔塔底排出，经冷却后进入集油罐；沸点低的未液化油气从阻聚净化塔塔顶排出，经冷却后进入集油罐；
(2)进入集油罐的油品经冷却降尘后，部分用做步骤(1)的冷却喷淋回流油循环使用，其余液态油从集油罐出油口排出，未液化的油气从集油罐的出气口排出。
2.根据权利要求1所述的一种裂解油气的防聚净化工艺，其特征在于：步骤(1)中冷却喷淋回流油与裂解油气的液气比为6-12L/m3。
3.根据权利要求1所述的一种裂解油气的防聚净化工艺，其特征在于：步骤(1)中冷却喷淋回流油的温度小于60℃。
4.根据权利要求1所述的一种裂解油气的防聚净化工艺，其特征在于：调控阻聚净化塔塔顶温度小于120℃。
5.一种裂解油气的防聚净化系统，其特征在于：该系统包括阻聚净化塔(1)和集油罐(2)；阻聚净化塔(1)塔体上设有裂解油气进口(3)和至少一个冷却喷淋回流油进口(4)，冷却喷淋回流油进口(4)处设有喷淋装置(13)，阻聚净化塔(1)塔顶设有出口I(5)，阻聚净化塔(1)塔底设有出口II(6)；出口I(5)通过管路I(7)与集油罐(2)连通，出口II(6)通过管路II(8)与集油罐(2)连通，集油罐出口(9)通过管路与冷却喷淋回流油进口(4)连通，集油罐(2)内一端设有冷却装置(10)，冷却装置(10)的另一侧依次设有高度渐低的隔板(18)；集油罐(2)尾端设有出气口(16)。
6.根据权利要求1所述的一种裂解油气的防聚净化系统，其特征在于：所述出口I(5)通过管路I(7)与集油罐进口I(11)连通，出口II(6)通过管路II(8)与集油罐进口II(12)连通。
7.根据权利要求1所述的一种裂解油气的防聚净化系统，其特征在于：所述的阻聚净化塔(1)的长径比为8～16。
8.根据权利要求1所述的一种裂解油气的防聚净化系统，其特征在于：所述的阻聚净化塔(1)塔顶设有温度控制装置(17)。
9.根据权利要求1所述的一种裂解油气的防聚净化系统，其特征在于：所述的管路I(7)和管路II(8)上均设有冷却器(15)。
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