CN110746254B - 回收利用液化气中c3及c4组分高效生产丙烯的生产系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种回收利用液化气中C3及C4组分高效生产丙烯的生产系统。该系统包括液化气分离系统，通过管道与液化气分离系统出料口相连通的C4丁烷原料分离系统，通过管道与C4丁烷原料分离系统的出料口相连通的物料反应系统进料口，通过管道与物料反应系统相连通的反应产物分离系统，通过反应产物分离系统将产物分离，得到丙烯。该系统能够高效处理液化气中剩余的C3丙烷及C4丁烷，明显提高混合物料中C3丙烷的含量，提高了液化气中剩余物料的利用率，提高了产品的附加值，具有较好的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及充分利用液化气中C3及C4组分生产丙烯的技术，以提高其附加值。具体为回收利用液化气中C3及C4组分高效生产丙烯的生产系统。
背景技术
液化气主要用作石油化工原料，在石油化工中具有很重要的地位，可作为工业、民用、内燃机燃料。液化气是由碳氢化合物所组成，主要成分为丙烷、丁烷以及其他烷系或烃类等，其中丙烷加丁烷百分比的综合超过60％。
炼厂液化气主要来源于炼厂催化裂化、乙烯等装置，主要组分有丙烷、丙烯、丁烷和丁烯。随着石油化学工业的发展，近年来炼厂液化气用于化工原料的比例增长较快，随之在使用过程中剩余的各种成分为迅速增加，现有液化气资源主要作为气分、MTBE和甲乙酮装置原料，利用其中丙烯、异丁烯和少量正丁稀组分，剩余丙烷、丁烷和丁稀组分作为产品销售。该过程中剩的丙烷、丁烷等产品作为产品销售时由于产品中含有液化气中的杂质、纯度不高，不能作为高纯度资源利用，销售不理想、也得不到较好的应用。完成资源损失。
发明内容
本发明针对的技术问题是：液化气在使用过程中，其中的丙烷、丁烷资源得不到高效的利用，造成资源损失浪费、产品附加值低，降低了液化气在化工工业中的应用价值。由于液化气中含有的C3丙烷及C4丁烷中杂质含量较多，以这些原料采用现有装置制备丙烯时无法提高混合原料中丙烷含量，使得反应不完全，不仅降低了其中C3丙烷的利用率、也给后续分离等处理增加了负担。
为了解决上述问题，本发明提供了一种利用液化气中C3及C4组分高效生产丙烯的生产系统。该系统能够高效处理液化气中剩余的C3丙烷及C4丁烷，明显提高混合物料中C3丙烷的含量，提高了液化气中剩余物料的利用率，提高了产品的附加值，具有较好的应用前景。
本发明是通过以下技术方案实现的
一种回收利用液化气中C3及C4组分高效生产丙烯的生产系统，该系统包括液化气分离系统、C4丁烷异构系统、物料反应系统以及反应产物分离系统；
所述的液化气分离系统出料口通过管道与C4丁烷原料分离系统相连通，C4丁烷原料分离系统的出料口通过管道与物料反应系统进料口相连通，物料反应系统的出料口通过管道与反应产物分离系统相连通以将反应产物进行分离。
所述回收利用液化气中C3及C4组分高效生产丙烯的生产系统，所述的液化气分离系统包括有丁稀抽提装置，通过管道与丁稀抽提装置相连通的丁稀异构装置，通过管道与丁稀异构装置相连通的第一醚化装置，通过管道与第一醚化装置相连通的醚解装置，通过醚解装置得到高纯异丁烯；
该系统还包括通过管道与丁稀抽提装置另一出料口相连通的C4丁烷异构系统。
所述回收利用液化气中C3及C4组分高效生产丙烯的生产系统，所述的醚解装置还设有甲醇出料口，通过管道与第一醚化装置相连通以将醚解装置中的甲醇回收至第一醚化装置中进行回收再利用。
所述回收利用液化气中C3及C4组分高效生产丙烯的生产系统，C4丁烷异构系统包括有C4丁烷预处理装置，与C4丁烷预处理装置相连通的脱异丁烷塔，与脱异丁烷塔相连通的丁烷干燥器，与丁烷干燥器相连通的进料缓冲罐，与进料缓冲罐相连通的丁烷异构反应器，与丁烷异构反应器相连通的异构稳定塔；
脱异丁烷塔顶端通过管道与物料反应系统相连通、底端通过管道与C4/C5分离塔相连通，C4/C5分离塔塔顶与脱异丁烷塔相连通；异构稳定塔塔顶通过物料管道与碱洗塔相连通、塔底通过管道与脱异丁烷塔相连通。
所述回收利用液化气中C3及C4组分高效生产丙烯的生产系统，所述的物料反应系统包括有进料干燥器，与进料干燥器相连通的冷箱，与冷箱相连通的热联合换热器，与热热联合换热器相连通的进料加热炉，与进料加热炉相连通的第一反应器，与第一反应器相连通的第一加热炉，与第一加热炉相连通的第二反应器，与第二反应器相连通的第二加热炉，与第二加热炉相连通的第三反应器，第三反应器通过管道与热联合换热器相连通，热联合换热器通过管道与油洗冷却塔相连通，油洗冷却塔与产品气压缩机相连通，产品气压缩机与脱氯罐相连通，脱氯罐与反应产物干燥器相连通，反应产物干燥器干燥后得到粗产品，通过分离单元分离分到丙烯。
所述回收利用液化气中C3及C4组分高效生产丙烯的生产系统，进料干燥器与C3丙烷原料进料管道及C4丁烷原料进料管道相连通，所述C3丙烷原料进料管道上依次设有进料保护床和脱汞床，C4丁烷原料进料管道上设有丁烷缓冲罐。
所述回收利用液化气中C3及C4组分高效生产丙烯的生产系统，所述的物料反应系统还设有轻组分出料口，所述的轻组分出料口通过管道与PSA装置相连通。
所述回收利用液化气中C3及C4组分高效生产丙烯的生产系统，所述的反应产物分离系统包括有与物料反应系统出料口相连通的冷箱，通过管道与冷箱相连通的分馏精制装置，通过管道与分馏精制装置相连通的第二醚化装置，通过管道与第二醚化装置相连通的脱氧脱氢吸附罐，通过管道与脱氧脱氢吸附罐相连通的饱和加氢装置，饱和加氢装置还通过管道与C4丁烷异构系统连通。
所述回收利用液化气中C3及C4组分高效生产丙烯的生产系统，所述PSA装置的氢气出口通过两条气体管道分别与饱和加氢装置和丁烷异构反应器相连通。
一种回收利用液化气中C3及C4组分高效生产丙烯的方法，该方法采用权利要求1～9任一项所述的高效生产丙烯的生产系统进行操作完成。
与现有技术相比，本发明具有以下积极有益效果
该系统将炼厂液化气进行回收，作为脱氢制备丙烯的原料制备丙烯，实现了对液化气的高效回收，大大提高了其附加值。
该系统通过对炼厂液化气进行高效较为彻底的处理，不仅有效利用了液化气中的丙烷、丁烷，也将液化气中其他剩余成分进行了有效回收处理，得到高纯度原料，极大的提高了原料利用率，提高了液化气的附加值。
系统具有较好的整体循环，减少了其中废料的产生、避免了对环境造成的影响及废料后处理成本，明显提高了经济效益。该系统为行业内液化气高效使用、提高其附加值提供了较好的操作程序，具有较好的实际应用效果。
附图说明
图1表示回收利用液化气中C3及C4组分高效生产丙烯的生产系统流程图，
图2表示回收利用液化气中C3及C4组分高效生产丙烯的生产系统示意图，
图3表示图1所示C4丁烷异构系统的示意图，
图4表示图1所示物料反应系统的示意图，
图中符号表示的意义为：1表示液化气分离系统，2表示C4丁烷异构系统，3表示物料反应系统，4表示反应产物分离系统，5表示PSA装置，101表示丁稀抽提装置，102表示丁稀异构装置，103表示第一醚化装置，104表示醚解装置，201表示C4丁烷预处理装置，202表示脱异丁烷塔，203表示丁烷干燥器，204表示进料缓冲罐，205表示丁烷异构反应器，206表示异构稳定塔，207表示碱洗塔，208表示C4/C5分离塔，209表示回流罐，301表示进料保护床，302表示脱汞床，303表示丁烷缓冲罐，304表示进料干燥器，305表示冷箱，306表示热联合换热器，307表示进料加热炉，308表示第一反应器，309表示第一加热炉，310表示第二反应器，311表示第二加热炉，312表示第三反应器，313表示油洗冷却塔，314表示产品气压缩机，315表示脱氯罐，316表示反应产物干燥器，401表示分馏精制装置，402表示第二醚化装置，403表示脱水脱氧单元，404表示饱和加氢单元。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明进行更加详细的说明，以便于对本发明进行更加详细的理解，但是并不用于对本发明保护范围的限制。
本发明的一个实施例提供了一种回收利用液化气中C3及C4组分高效生产丙烯的生产系统，如图1～图4所示，该系统包括液化气分离系统，与液化气分离系统相连通的C4丁烷异构系统，与C4丁烷异构系统相连通的物料反应系统，与物料反应系统相连通的反应产物分离系统。
其中，所述的液化气分离系统具体如下：所述的液化气分离系统包括有丁稀抽提装置，通过管道与丁稀抽提装置相连通的丁稀异构装置，通过管道与丁稀异构装置相连通的第一醚化装置，通过管道与第一醚化装置相连通的醚解装置；丁稀抽提装置还通过管道与C4丁烷异构系统相连通。所述的醚解装置还设有甲醇出料口，通过管道与第一醚化装置相连通以将醚解装置中的甲醇回收至第一醚化装置中进行回收再利用。
该过程中，炼厂出来的液化气通过管道进入到丁稀抽提装置中，抽提的丁稀进入丁稀异构装置进行异构反应，反应后产物进入到第一醚化装置中、与加入第一醚化装置中的甲醇反应得到醚化物，部分醚化物外排作为原料使用，另部分醚化物进入醚解装置进行醚解，醚解后得到高纯异丁烯可以作为原料使用。其中醚解装置设有甲醇出料口，通过物料管道与第一醚化装置相连通，醚解后得到的甲醇可以由醚解装置进入到第一醚化装置中，使原料得到较好的回收利用。
经过丁稀抽提后得到的丁烷及丙烷进入到C4丁烷异构系统的C4丁烷预处理装置中。
该系统将炼厂出来的液化气首先进行初步分离，分离得到的丁稀进行异构反应及醚化后得到可以作为原料使用的高纯异丁烯，分离得到的其中的丁烷及丙烷进入后续进行混合脱氢反应。即对液化气中剩余物质进行了较好的回收利用，明显增加了附加值。
如图3所示，所述的C4丁烷异构系统具体如下：C4丁烷异构系统包括有C4丁烷预处理装置，与C4丁烷预处理装置相连通的脱异丁烷塔，与脱异丁烷塔相连通的丁烷干燥器，与丁烷干燥器相连通的进料缓冲罐，与进料缓冲罐相连通的丁烷异构反应器，与丁烷异构反应器相连通的异构稳定塔。脱异丁烷塔顶端通过管道及回流罐与物料反应系统相连通、底端通过管道与C4/C5分离塔相连通，C4/C5分离塔塔顶与脱异丁烷塔相连通，塔底排出重组分物质；异构稳定塔塔顶通过物料管道与碱洗塔相连通、塔底通过管道与脱异丁烷塔相连通。
优选地，所述C4/C5分离塔填料采用的是IMTP25，共两段填料床层，每层填料高度为3000mm，两层之间的间距为3000mm，该C4/C5分离塔的操作范围为设计负荷的40～210％，具有较大的可操作的调节余量。
即液化气中的丙烷及丁烷以及加入的碳四丁烷一起进入C4预处理装置中进行预处理(预处理的目的是将碱性氮化物、有机金属化合物、水聪丙烷肿脱除，将水从异丁烷中脱除)，预处理后进入脱异丁烷塔中进行处理，在脱异丁烷塔中脱除的异丁烷由于塔顶排出进入到物料反应系统中参与反应，脱异丁烷塔中的丁烷排出后进入丁烷干燥器进行干燥，干燥后通过异构进料缓冲罐进入到丁烷异构反应器中进行异构反应(反应时向反应器中加入氯气及氢气)，异构反应得到的产物进入异构稳定塔进行分离处理(脱除轻组分)，分离的轻组分由异构稳定塔塔顶排出进入到碱洗塔中进行回收，异丁烷由异构稳定塔塔底排出进入到脱异丁烷塔中，然后由脱异丁烷塔进入到物料反应系统，即该过程讲丁烷及丙烷进行了非常充分的利用，提高了原料利用率，有效回收了液化气中剩余的丙烷及丁烷。
同时，脱异丁烷塔塔底排出重组分与丁烷混合物，由物料管道进入到C4/C5分离塔中，经过C4/C5分离塔进行分离(分离时该塔的工作温度为114～117℃，塔内压力为0.853MPaG、塔顶压力为0.50MPaG)，该塔将混合物中的丁烷进行高效分离，丁烷由C4/C5分离塔塔顶排出，进入到脱异丁烷塔中，然后由脱异丁烷塔进入后续的丁烷异构反应中，即其中的丁烷得到了非常高效的回收，将液化气中的成分进行了非常高效的回收利用，具有明显的经济效益。分离后的重组分由C4/C5分离塔塔底排出(其中丁烷含量≤0.1％)。
如图4所示，所述的物料反应系统包括有进料干燥器，与进料干燥器相连通的冷箱，与冷箱相连通的热联合换热器，与热联合换热器相连通的进料加热炉，与进料加热炉相连通的第一反应器，与第一反应器相连通的第一加热炉，与第一加热炉相连通的第二反应器，与第二反应器相连通的第二加热炉，与第二加热炉相连通的第三反应器，第三反应器通过管道与热联合换热器相连通，热联合换热器通过管道与油洗冷却塔相连通，油洗冷却塔与产品气压缩机相连通，产品气压缩机与脱氯罐相连通，脱氯罐与反应产物干燥器相连通，反应产物干燥器与冷箱相连通，冷箱与反应产物分离单元相连通，通过分离单元分离分到丙烯。其中，原料丙烷通过进料管道及进料保护床、脱汞床，进入到进料干燥器中，同时，经过C4丁烷异构系统处理后的丙烷及丁烷通过进料管道及缓冲罐也进入到进料干燥器中。
即液化气中回收到的丙烷与丁烷以及丙烷及丁烷原料共同进入到进料干燥器中进行干燥处理(干燥至水含量小于1ppm)，干燥后进入冷箱气化；气化后的气体进入到热联合换热器中与反应后嗯产物进行热交换升温至520～525℃，然后进入到进料加热炉加热至610±5℃、再进入第一反应器进行反应，反应后产品出料后进入到第一加热炉进行加热至624±5℃、再进入第二反应器中进行反应，反应后产品出料后进入到第二加热炉进行加热至629±5℃、再进入第三反应器中进行反应；第三反应器反应后的产品通过物料管道进入到热联合换热器中与同时通过的混合进料进行热交换对进料进行加热(同时产品得到降温)，经过热联合换热器后进入到油洗冷却塔中进一步冷却到42±5℃，冷却后进入到产品压缩机中，在产品压缩机中经过压缩及冷却，由产品压缩机排出时其气体的温度为52±5℃、压力为1.17MPaG；然后由产品压缩机进入到脱氯罐中脱除产品气中的氯化氢气体等物质，脱除氯化氢后的气体进入到反应产物干燥器中进行干燥、除去其中的水和硫，干燥后的产品进入分离系统进行分离。该过程将液化气中丙烷和丁烷(已经过异构处理)及丙烷和丁烷原料进行高效脱氢处理，制备得到丙烯产品。
经过燥后的产品进入到冷箱中进行初步分离，分离出其中的C1、C2等轻组分，剩余C3(主要为丙烷与丙烯)及C4(主要为异丁烷及异丁烯)产物进入分馏精制装置中进行分离，精馏得到丙烯产品排出，剩余物料进入第二醚化装置在甲醇存在下进行醚化处理，醚化处理后得到醚化物及醚后碳四，醚后碳四(及未反应的丙烷，丁烷及丙烯丁稀风混合物)进入到脱水脱氧单元中进行脱水脱氧处理，处理后进入到饱和加氢单元中进行饱和加氢处理，加氢至烷烃后进入到C4丁烷异构系统中进行再次利用，即系统中的所有原料具有很好的循环利用效果，不仅高效的回收了液化气中剩余的丙烷及丁烷等物质，而且整个系统的原料得到了很好的循环，具有很好的经济效益。
本发明的另一个实施例提供了采用一种回收利用液化气中C3及C4组分高效生产丙烯的方法，该方法采用上述的高效生产丙烯的生产系统进行操作完成。
Claims (3)
1.一种回收利用液化气中C3及C4组分高效生产丙烯的生产系统，其特征在于，该系统包括液化气分离系统、C4丁烷异构系统、物料反应系统以及反应产物分离系统；
所述的液化气分离系统出料口通过管道与C4丁烷异构系统相连通，C4丁烷异构系统的出料口通过管道与物料反应系统进料口相连通，物料反应系统的出料口通过管道与反应产物分离系统相连通以将反应产物进行分离；
所述的液化气分离系统包括有丁稀抽提装置，通过管道与丁稀抽提装置相连通的丁稀异构装置，通过管道与丁稀异构装置相连通的第一醚化装置，通过管道与第一醚化装置相连通的醚解装置，通过醚解装置得到高纯异丁烯；
丁稀抽提装置另一出料口通过管道与C4丁烷异构系统相连通；
所述的醚解装置还设有甲醇出料口，通过管道与第一醚化装置相连通以将醚解装置中的甲醇回收至第一醚化装置中进行回收再利用；
C4丁烷异构系统包括有C4丁烷预处理装置，与C4丁烷预处理装置相连通的脱异丁烷塔，与脱异丁烷塔相连通的丁烷干燥器，与丁烷干燥器相连通的进料缓冲罐，与进料缓冲罐相连通的丁烷异构反应器，与丁烷异构反应器相连通的异构稳定塔；
脱异丁烷塔顶端通过管道及回流罐与物料反应系统相连通、底端通过管道与C4/C5分离塔相连通，C4/C5分离塔塔顶与脱异丁烷塔相连通；异构稳定塔塔顶通过物料管道与碱洗塔相连通、塔底通过管道与脱异丁烷塔相连通；
所述的物料反应系统包括有进料干燥器，与进料干燥器相连通的冷箱，与冷箱相连通的热联合换热器，与热联合换热器相连通的进料加热炉，与进料加热炉相连通的第一反应器，与第一反应器相连通的第一加热炉，与第一加热炉相连通的第二反应器，与第二反应器相连通的第二加热炉，与第二加热炉相连通的第三反应器，第三反应器通过管道与热联合换热器相连通，热联合换热器通过管道与油洗冷却塔相连通，油洗冷却塔与产品气压缩机相连通，产品气压缩机与脱氯罐相连通，脱氯罐与反应产物干燥器相连通，反应产物干燥器干燥后得到粗产品，通过分离单元分离分到丙烯；
所述的物料反应系统还设有轻组分出料口，所述的轻组分出料口通过管道与PSA装置相连通；
所述PSA装置的氢气出口通过两条气体管道分别与饱和加氢单元和丁烷异构反应器相连通；
所述的反应产物分离系统包括有与物料反应系统出料口相连通的冷箱，通过管道与冷箱相连通的分馏精制装置，通过管道与分馏精制装置相连通的第二醚化装置，通过管道与第二醚化装置相连通的脱氧脱氢吸附罐，通过管道与脱氧脱氢吸附罐相连通的饱和加氢装置，饱和加氢装置还通过管道与C4丁烷异构系统连通。
2.根据权利要求1所述回收利用液化气中C3及C4组分高效生产丙烯的生产系统，其特征在于，进料干燥器与C3丙烷原料进料管道及C4丁烷原料进料管道相连通，所述C3丙烷原料进料管道上依次设有进料保护床和脱汞床，C4丁烷原料进料管道上设有丁烷缓冲罐。
3.一种回收利用液化气中C3及C4组分高效生产丙烯的方法，其特征在于，该方法采用权利要求1～2任一项所述的高效生产丙烯的生产系统进行操作完成。
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Denomination of invention: Production system of recovering C3 and C4 components from liquefied gas to produce propylene efficiently Effective date of registration: 20221222 Granted publication date: 20221011 Pledgee: Industrial and Commercial Bank of China Limited Dongming sub branch Pledgor: SHANDONG DONGMING PETROLEUM & CHEMICAL GROUP CO.,LTD. Registration number: Y2022980028541 |
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Date of cancellation: 20231228 Granted publication date: 20221011 Pledgee: Industrial and Commercial Bank of China Limited Dongming sub branch Pledgor: SHANDONG DONGMING PETROLEUM & CHEMICAL GROUP CO.,LTD. Registration number: Y2022980028541 |
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