CN107987873B - 一种催化裂化干气烯烃转化脱除方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种催化裂化干气烯烃转化脱除方法，步骤如下：(1)将设定比例的催化裂化干气与重整PSA解析气混合后作为原料气送入加热炉中加热；(2)从加热炉中出来的原料气进入到反应器中，其中的烯烃在催化剂的作用下反应生成汽油和液化气；原料气在反应器中完成反应后排出，形成粗贫烯干气；(3)粗贫烯干气进入到吸收系统中，汽油和液化气被分离出来，形成贫烯干气；分离出来的汽油及液化气从吸收系统中排出，进入到下道工序；贫烯干气排出吸收系统后进入制氢装置或并入瓦斯系统；在反应器工作期间，向反应器内注入起冷却作用的重整PSA解析气。本发明通过炼厂已有的重整PSA解析气来取代原来的干气增压系统，从而降低了投资和运行成本。

Description

一种催化裂化干气烯烃转化脱除方法
技术领域
本发明涉及一种简单、节能的烯烃转化脱除方法，以将催化裂化干气中包括乙烯和丙烯在内的烯烃转化成油品，生产汽油和液化气；以降低催化裂化干气中的烯烃含量，使脱除烯烃后的催化裂化干气能够直接作为制氢原料。
背景技术
目前大多数制氢装置没有设计带有取热设备的变温-绝热加氢精制反应器，如果将催化裂化干气用作制氢原料，由于催化裂化干气中的烯烃含量高，一般含烯烃15～25％，烯烃在加氢过程中反应热高，因此就会出现加氢反应器超温、飞温等现象，因此，没有脱除烯烃的催化裂化干气不能作为制氢的原料。为此，在现有技术中，是将催化裂化干气在反应器中的分子筛催化剂的作用下，通过烯烃叠合生成液化气和汽油来脱除干气中的烯烃，但由于在该反应中烯烃反应也会放出大量的反应热，为防止反应器超温以及较精准地控制好反应温度，目前的做法是将反应完的部分干气再升压，这部分升压后的干气中，一部分混入到原料气中，以稀释烯烃浓度，另一部分作为降温载体注入到反应器中。
现有技术的流程如图2所示，含烯烃的催化裂化干气101(原料气)与经过增压的反应后的贫烯干气108以一定比例混合后进入加热炉102，加热到一定温度后进入反应器103，在反应器103内进行烯烃转化，为防止超温，在反应器103的床层间注入一定量的贫烯干气109，从反应器103出来的反应后干气通过吸收系统104分出包括汽油和少量液化气在内的混合气105，从吸收系统104出来的贫烯干气分为两路，其中一路贫烯干气106去制氢装置作为原料或并入瓦斯系统，另一部分贫烯干气通过气体压缩机107增压后分成两个支路，其中一个支路的贫烯干气108混入到原料气中，对原料气中的烯烃浓度进行稀释，另一个支路的贫烯干气109作为反应器103的床层间冷却剂。
在上述技术中，气体压缩机107的设置及运行需要较高的费用，增大了装置的运行费用和成本。
发明内容
为解决上述问题，本发明是为解决制氢原料不足提供一种更简单节能的方法，通过炼厂已有的重整PSA解析气来取代原来的干气增压系统，从而降低了投资和运行成本，具体的技术方案如下：
一种催化裂化干气烯烃转化脱除方法，其包括如下步骤：
(1)将设定比例的催化裂化干气与重整PSA解析气混合后作为原料气送入加热炉中加热；
(2)从加热炉中出来的原料气进入到反应器中，在反应器中，原料气中的烯烃在催化剂的作用下反应生成汽油和液化气；原料气在反应器中完成反应后排出，形成粗贫烯干气；
(3)粗贫烯干气进入到吸收系统中，在吸收系统中，粗贫烯干气中所携带的汽油和液化气被分离出来，形成贫烯干气；分离出来的汽油及液化气从吸收系统中排出，进入到下道工序；贫烯干气排出吸收系统后进入制氢装置或并入瓦斯系统；
在反应器工作期间，向反应器内注入重整PSA解析气，重整PSA解析气起到冷却作用，注入到反应器内的重整PSA解析气与粗贫烯干气一起排出反应器。注入到反应器内的重整PSA解析气不含有烯烃，因此重整PSA解析气不参加反应，仅起到冷却作用，并随贫烯干气一起排出反应器。
上述重整PSA解析气为重整氢气PSA提纯装置已增压后的释放气。
在本发明中，从吸收系统中排出的贫烯干气全部直接进入到制氢装置或并入瓦斯系统，不再返回到加热炉的进口，用于稀释进入加热炉的催化裂化干气中的烯烃浓度；以及作为冷却剂进入到反应器中。在本发明中引入了重整PSA解析气，将重整PSA解析气直接作为催化裂化干气的稀释气体，重整PSA解析气中不含有烯烃，不会参与在随后的脱烯烃反应，仅仅起到稀释催化裂化干气的烯烃浓度的作用，以控制反应器中的反应温度。
同时，本发明还将重整PSA解析气作为冷却剂用于调整反应器的反应温度，以进一步使反应器内的温度控制在设定的范围内，避免出现反应器出现超温现象，影响烯烃的正常转化。
本申请中所采用的重整PSA解析气为重整氢气PSA提纯装置已增压后的释放气，该重整PSA解析气利用其自身所具有的压力就可满足进入到加热炉以及反应器的压力要求，无需额外设置加压设备对重整PSA解析气进行增压，以使重整PSA解析气的压力能够满足进入到加热炉以及反应器的压力要求。
由于不再将贫烯干气作为稀释催化裂化干气中烯烃浓度的稀释剂，以及反应器的冷却剂，因此无需再对该部分贫烯干气进行加压，省却了加压设备的购置费用和运行费用，与采用现有技术相比，采用本发明中方法对催化裂化干气中的烯烃进行转化脱除，对于单位贫烯干气的成本可降低30～60％
由于贫烯干气是制氢装置的原料，在采用本发明后，由于贫烯干气不再返回作为稀释剂和冷却剂，能够有效地保证制氢装置的原料供应，使制氢装置能够满负荷运转，提高制氢装置的运行效率，并可由此保证产品的成本处于低位。
进一步，为减少对反应器中气体流动的干扰，在反应器工作期间，注入到反应器内的重整PSA解析气是注入到反应器的相邻的床层之间。具体地，在反应器工作期间，注入到反应器内的重整PSA解析气是注入到反应器的第一床层与第二床层之间，并同时注入到第二床层与第三床层之间。如果将重整PSA解析气注入到床层内，注入到床层内的重整PSA解析气会立即将所接触到的原料气进行降温，并使局部区域内的温度降低到最佳反应温度以下，影响反应的正常进行。而在床层之间具有气体的流动通道，气体在经过床层件的通道从一个床层流动到另一个床层内时，会进行气体内部的物质和能量的重新分配，使气体的各组分以及温度趋于均匀。将重整PSA解析气注入到相邻的床层之间时，重整PSA解析气会随着反应器的原料气一起经过床层件的通道，从而对原料气进行均匀地降温，同时重整PSA解析气与原料气会进行充分的混合，为下一个床层内的均匀反应提供良好的基础。
优选地，原料气中催化裂化干气与重整PSA解析气的比例为1:1～4:1。加热炉的炉内温度为250～350℃。反应器内的反应压力为0.8～0.9MPa。在上述各条件的限制下，能够使原料气在平稳、高效的情况下完成烯烃的脱除。
进一步，反应器内装填有分子筛烯烃齐聚催化剂。分子筛是一类具有分子大小孔径的硅铝酸盐体系，在烯烃齐聚反应中以质子酸形式发生作用，例如硅铝酸盐体系中的ZSM-5分子筛就可用于本发明中。
进一步，在吸收系统中盛装有用于吸收汽油和液化气的吸收剂，所述吸收剂为汽油或柴油。汽油或柴油作为吸收剂，能够将原料气反应所产生的汽油和液化气完全吸收，避免由烯烃所转化生成的汽油和液化气残留在脱烯干气中，保证了脱烯干气的纯度。
进一步，注入到反应器内的重整PSA解析气的量为原料气的10％～30％，上述比例为体积比。将重整PSA解析气的加入量控制在上述比例时，在保证将反应器的反应温度稳定地控制在设定的范围内情况下，尽量减少重整PSA解析气的加入量。
附图说明
图1是本发明的一种实施例的流程示意图。
图2是现有技术流程示意图。
附图标记：
10-催化裂化干气，20-加热炉，30-反应器，40-吸收系统，50-包括汽油及液化气的烯烃叠合产物，60-贫烯干气，70-重整PSA解析气，80-粗贫烯干气。
101-催化裂化干气，102-加热炉，103-反应器，104-吸收系统，105-包括汽油及少量液化气在内的混合气，106-去制氢装置作为原料或并入瓦斯系统的贫烯干气，107-气体压缩机，108-混入到原料气中的贫烯干气，109-作为冷却剂的贫烯干气。
具体实施方式
一种催化裂化干气烯烃转化脱除方法，请参阅图1，该方法具体包括如下步骤：
(1)将设定比例的催化裂化干气10与重整PSA解析气701混合后作为原料气送入加热炉20中加热。加热炉的炉内温度为300℃。在其它实施例中，加热炉的炉内温度可以在250-350℃范围内进行选择。
(2)从加热炉20中出来的原料气10进入到反应器30中，在反应器30中，原料气10中的烯烃在催化剂的作用下反应生成汽油和液化气；原料气10在反应器30中完成反应后排出，形成粗贫烯干气80。上述的汽油和液化气为原料气在反应炉内反应所生成的烯烃叠合产物50，这些烯烃叠合产物由原料气中的包括乙烯和丙烯在内的烯烃转化而成。
在反应器工作期间，在反应器的第一床层与第二床层之间注入重整PSA解析气702，同时在第二床层与第三床层之间注入重整PSA解析气702。
在本实施例中，进入加热炉中的原料气中的催化裂化干气10与重整PSA解析气701的比例为1:3。在其它实施例中，催化裂化干气与重整PSA解析气的比例可以在1:1-4:1。
反应器内的反应压力控制在0.8～0.85MPa之间。在其它实施例中，反应器内的反应压力可以控制在0.85-0.9MPa之间，或者在0.8～0.9MPa之间选择其它的压力范围。
(3)粗贫烯干气80进入到吸收系统40中，在吸收系统40中，粗贫烯干气中所携带的汽油和液化气被分离出来，形成贫烯干气60；分离出来的汽油及液化气从吸收系统中排出，进入到下道工序；贫烯干气60排出吸收系统40后进入制氢装置。
在反应器30工作期间，在反应器30内两个相邻的床层之间注入重整PSA解析气，重整PSA解析气由于不含烯烃所以不参加反应，仅是起到冷却的作用，重整PSA解析气与粗贫烯干气80一起排出反应器30。在床层之间注入的重整PSA解析气的量为原料气的10％。在其它实施例，在床层之间注入的重整PSA解析气的量可以为原料气的15％、20％、25％或30％，当然也可以在10-30％的选择任意的比例。
在本实施例中，盛装在吸收系统中的吸收剂为汽油，用于吸收溶解汽油和液化气，在其它实施例中，还可以采用柴油作为吸收剂。
在本实施例中，从吸收系统40排出的贫烯干气60进入到制氢装置中，在其它实施例中，从吸收系统40排出的贫烯干气60还可以并入瓦斯系统。
反应器内装填的催化剂为分子筛烯烃齐聚催化剂，在本实施例中，分子筛烯烃齐聚催化剂具体采用ZSM-5型分子筛。
在本实施例中，作为原料气的重整PSA解析气701与注入到反应器的第一床层与第二床层之间以及第二床层与第三床层之间的重整PSA解析气702均来自同一气源重整PSA解析气70。

Claims (8)

1.一种催化裂化干气烯烃转化脱除方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将设定比例的催化裂化干气与重整PSA解析气混合后作为原料气送入加热炉中加热；
(2)从加热炉中出来的原料气进入到反应器中，在反应器中，原料气中的烯烃在催化剂的作用下反应生成汽油和液化气；原料气在反应器中完成反应后排出，形成粗贫烯干气；
(3)粗贫烯干气进入到吸收系统中，在吸收系统中，粗贫烯干气中所携带的汽油和液化气被分离出来，形成贫烯干气；分离出来的汽油及液化气从吸收系统中排出，进入到下道工序；贫烯干气排出吸收系统后进入制氢装置或并入瓦斯系统；
在反应器工作期间，向反应器内注入重整PSA解析气，重整PSA解析气起到冷却作用，注入到反应器内的重整PSA解析气与粗贫烯干气一起排出反应器；
在反应器工作期间，注入到反应器内的重整PSA解析气是注入到反应器的相邻的床层之间。
2.根据权利要求1所述的转化脱除方法，其特征在于，
在反应器工作期间，注入到反应器内的重整PSA解析气是注入到反应器的第一床层与第二床层之间，并同时注入到第二床层与第三床层之间。
3.根据权利要求1所述的转化脱除方法，其特征在于，原料气中催化裂化干气与重整PSA解析气的比例为1:1～4:1。
4.根据权利要求1所述的转化脱除方法，其特征在于，加热炉的炉内温度为250～350℃。
5.根据权利要求1所述的转化脱除方法，其特征在于，反应器内的反应压力为0.8～0.9MPa。
6.根据权利要求1所述的转化脱除方法，其特征在于，反应器内装填有分子筛烯烃齐聚催化剂。
7.根据权利要求1所述的转化脱除方法，其特征在于，
在吸收系统中盛装有用于吸收汽油和液化气的吸收剂，所述吸收剂为汽油或柴油。
8.根据权利要求1所述的转化脱除方法，其特征在于，
注入到反应器内的重整PSA解析气的量为原料气的10％～30％，上述比例为体积比。
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