CN111196936A - 一种原油直接生产烯烃的组合加工方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种原油直接裂解生产烯烃的组合加工方法及装置，用于采用原油直接生产烯烃，其先采用脱盐脱水等前处理脱除进料中的水分、金属、非金属等杂质，然后将改善后的进料送入乙烯裂解对流段第一管排进行加热，加热后的进料送入气液分离器中，分出的柴油以及更轻的烃类气体送入对流段第二管排以及辐射段，进行蒸汽裂解反应以产生烯烃。而气液分离器出来的液体含常压渣油等组分，送入加氢单元进一步裂化，裂化产生的加氢尾油、轻石脑油等作为乙烯裂解的原料送回到对流段第二管排，产生的其它馏分则作为副产品或其它原料外送。上述组合装置采用热联合，互相为产品和原料，以最短的流程、最小的能耗，最大限度地多产烯烃。

Description

一种原油直接生产烯烃的组合加工方法和装置

技术领域

本发明属于石油化工技术领域，特别涉及一种原油预处理、蒸汽裂解、加氢反应的原油直接生产烯烃的组合加工方法和装置，适用于以原油为原料、直接生产烯烃为目标，以最短的流程、最少的投资实现经济效益的最大化。

背景技术

乙烯、丙烯、丁二烯是石油化工行业的基本原料，随着经济的发展，其使用量逐年快速增长。为了满足这些低碳烯烃的需要，常规的轻烃蒸汽裂解技术仍在不断的建设与发展，目前仍然是低碳烯烃的最大来源。与此同时催化裂解多产烯烃技术也得到了快速发展，成为了低成本烯烃的来源之一，但其产量有限，对低碳烯烃的市场供应尚没有决定性影响。除此之外，以MTO、MTP为代表的煤化工也异军突起，也成为了烯烃的重要来源。但国内这些装置的原料大量依赖煤制甲醇，而煤气化制甲醇投资高、水耗高、污染大，在低油价下相对于轻烃裂解制烯烃其经济性不高。因此，石化行业对低成本烯烃的来源仍然非常迫切。

现状的轻烃裂解制烯烃是以优质石脑油为原料，或者依赖于进口的乙烷、丙烷，原料成本较高，而且还存在多种制约。如果能将生产烯烃的原料拓展为供应充足且价格低廉的常规原油，并以最短的工艺流程、生产出高附加值的低碳烯烃，无疑在市场上会有广泛的前景。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种原油直接裂解生产烯烃的组合加工方法，含原油预处理、蒸汽裂解、加氢反应等单元，以轻质或重质原油为原料，经蒸汽裂解、加氢裂化等反应，再经过气体精分离等过程，最终生产出乙烯、丙烯、丁二烯等高附加值的化工产品，实现全厂经济效益的最大化。

本发明的目的之二是提供一种原油直接裂解生产烯烃的组合加工装置。

作为本发明第一方面的原油直接裂解生产烯烃的组合加工方法，包括如下步骤：

步骤一：对原油尽心脱水脱盐预处理，以脱除水分、金属、非金属等杂质，改善原料性质，得到脱水脱盐后的原油，使其适宜于进入裂解炉对流段；

步骤二：将步骤一的脱水脱盐后的原油送入乙烯裂解炉对流段的第一管排进行加热得到加热后的原油；

步骤三：将步骤二得到的加热后的原油进入第一气液分离器进行气液分离，分离出的气体部分包括柴油以及更轻的组分，液体部分为常压蜡油以及渣油馏分；

步骤四：将步骤三得到的柴油以及更轻的组分作为乙烯裂解原料送入乙烯裂解炉对流段的第二管排中，进一步加热至横跨温度得到加热至横跨温度的乙烯反应进料；

步骤五：将步骤四得到的加热至横跨温度的乙烯反应进料送入乙烯裂解炉辐射段发生裂解反应；

步骤六：将步骤五的乙烯裂解炉辐射段出口的反应产物被送入急冷器及精分离器，分离出烯烃、氢气、裂解汽油及裂解焦油，其中氢气送入步骤七的加氢反应器；

步骤七：将步骤三的液体部分即蜡油及渣油馏分送入加氢反应器进行加氢反应得到加氢反应产物；

步骤八：将步骤七得到的加氢反应产物被送入第二气液分离器，分离出的液体部分即加氢尾油，作为乙烯裂解原料送入乙烯裂解炉对流段的第二管排中，分离出的气体送入分离装置进行进一步分离；分离装置分离出来的氢气经加压后作为循环氢返回所述加氢反应器，分离出的H₂S被送入硫磺回收装置，被分离出的轻石脑油作为乙烯裂解原料送入乙烯裂解炉对流段的第二管排中，分离出的重石脑油、煤油等不适合裂解的组分作为副产品送出。

在本发明的一个优选实施例中，所述第一气液分离器的工作温度在200-380℃之间。

在本发明的一个优选实施例中，所述第二气液分离器的工作温度在350-400℃之间。

在本发明的一个优选实施例中，所述加氢反应器的反应温度为300-480℃，反应压力为2.0-20.0MPa。

在本发明的一个优选实施例中，所述乙烯裂解炉辐射段的反应出口温度700～900℃，在反应区的停留时间为0.05～1秒。

作为本发明第二方面的原油直接裂解生产烯烃的组合加工装置，包括脱水脱盐装置、乙烯裂解炉、第一气液分离器、加氢反应七、第二气液分离器、急冷器、精分离器和分离器；所述脱水脱盐装置的入口接原油，所述脱水脱盐装置的出口接乙烯裂解炉对流段的第一管排的入口，所述乙烯裂解炉对流段的第一管排的出口接第一气液分离器的入口，第一气液分离器的液体出口接加氢反应器的入口，第一气液分离器的气体出口接乙烯裂解炉对流段的第二管排的入口；乙烯裂解炉对流段的第二管排的出口接乙烯裂解炉辐射段的入口，乙烯裂解炉辐射段的出口接急冷器的入口，急冷器的出口接精分离器的入口，所述精分离器的氢气出口接加氢反应器的氢气入口，所述精分离器还送出甲烷、乙烯、丙烯、丁二烯、裂解汽油和裂解焦油；所述加氢反应器的出口接所述第二气液分离器的入口，所述第二气液分离器的液体出口接乙烯裂解炉对流段的第二管排的入口，所述第二气液分离器的气体出口接所述分离器的入口，所述分离器的氢气出口接加氢反应器的氢气入口，所述分离器的轻石脑油出口接所述乙烯裂解炉对流段的第二管排的入口；所述分离器还送出H₂S、重石脑油和煤油。

在本发明的一个优选实施例中，所述第一气液分离器和第二气液分离器均为旋风分离器或闪蒸罐。

在本发明的一个优选实施例中，所述加氢反应器为固定床、浆态床或沸腾床。

在本发明的一个优选实施例中，在乙烯裂解炉对流段的底部适当位置设置有调节火嘴。

综上所述，本发明将原料预处理、加氢反应以及蒸汽裂解等加工单元有机地整合到一起，组成一个系统，他们的产物和原料相互依托，相互之间采用热进料，能够以最短的流程、以原油为原料直接生产烯烃。

附图说明

图1是本发明原油直接裂解生产烯烃的组合加工装置及工艺流程图。

具体实施方式

结合附图1，说明本发明的具体实施例。

附图1所示的实施例中，原油直接裂解生产烯烃的组合加工装置，包括脱水脱盐装置1、乙烯裂解炉2、第一气液分离器3、加氢反应器4、第二气液分离器5、急冷器6、精分离器7和分离器8。

脱水脱盐装置1的入口接原油，出口接乙烯裂解炉2对流段的第一管排2a的入口，乙烯裂解炉2对流段的第一管排2a的出口接第一气液分离器3的入口，第一气液分离器3的液体出口接加氢反应器4的入口，第一气液分离器3的气体出口接乙烯裂解炉2对流段的第二管排2b的入口。

乙烯裂解炉2对流段的第二管排2b的出口接乙烯裂解炉2辐射段2c的入口，乙烯裂解炉2辐射段2c的出口接急冷器6的入口，急冷器6的出口接精分离器7的入口，精分离器7的氢气出口接加氢反应器4的氢气入口，精分离器7还送出甲烷、乙烯、丙烯、丁二烯、裂解汽油和裂解焦油。

加氢反应器4的出口接第二气液分离器5的入口，第二气液分离器5的液体出口接乙烯裂解炉2对流段的第二管排2b的入口，第二气液分离器5的气体出口接分离器8的入口，分离器8的氢气出口接加氢反应器4的氢气入口，分离器8的轻石脑油出口接乙烯裂解炉2对流段的第二管排2b的入口；分离器还送出H₂S、重石脑油和煤油。

本发明的原油直接裂解生产烯烃的组合加工方法是：

原油在经过脱水脱盐装置1脱水脱盐后进入乙烯裂解炉2对流段第一管排2a进行加热。

经过加热后的原油进入第一气液分离3中进行气液分离。第一气液分离器3可以为旋风分离器或闪蒸罐，其工作压力应满足乙烯进料后续工艺流程的压降要求，其工作温度则应满足最大限度分离出合格乙烯裂解进料的要求。根据原油的性质不同，该工作温度可以在200-380℃之间。

第一气液分离器3分离出来的气体部分包括液化气、直馏石脑油、煤油、柴油等馏分，可以作为乙烯裂解进料送往乙烯裂解炉2对流段第二管排2b。

第一气液分离器3分离出来的液体部分则包括常压蜡油及渣油馏分，在不降温的情况下直接送往加氢反应器4进行加氢反应。加氢反应器4可以为固定床、浆态床或沸腾床，优选为沸腾床。反应强度以最大量生产乙烯裂解原料为原则，反应温度为300-480℃，反应压力为2.0-20.0MPa。

加氢反应的产物先进入第二气液分离器5中进行气液分离。第二气液分离器5可以为旋风分离器或闪蒸罐，其工作压力应满足乙烯进料后续的压降要求，其工作温度则应满足分离出加氢尾油与其它组分，该温度一般为350-400℃之间。

第二气液分离器5分离出来的液体部分即加氢尾油，可以作为乙烯裂解进料送往乙烯裂解炉2对流段第二管排2b。

第二气液分离器5分离出的气体部分，送往分离器8分离出H₂、H₂S、轻石脑油、重石脑油、煤油、柴油等馏分。其中的轻石脑油可以作为乙烯裂解进料，送往乙烯裂解炉2对流段第二管排2b，H₂可以作为循环氢送回加氢反应器4，H₂S送往硫磺回收单元，其余的馏分则可以作为副产品送出。

乙烯裂解炉2辐射段2c为烃类和水蒸汽在高温条件下发生分子断裂和脱氢的过程，反应出口温度700～900℃，在反应区的停留时间为0.05～1秒。裂解原料来自第一气液分离器3的轻质烃类，以及第二气液分离5送过来的加氢尾油及由分离器8送过来的轻石脑油。

乙烯裂解炉2辐射段2c的蒸汽裂解出口反应产物经急冷器6急冷后进入精分离器7，分离出H₂、CH₄、乙烯、丙烯、丁二烯、裂解石脑油、裂解焦油等馏分。

在乙烯裂解炉2对流段的底部适当位置设置有调节火嘴2d，作为辅助手段用于保证对流段工艺介质的加热温度。

当全厂设置多台蒸汽裂解炉时，原料预处理部分、加氢部分、精分离部分等可以采用各炉共用一套以节约投资并简化操作。

为了清晰表示本发明起见，流程图中没有表示诸如裂解炉空气预热、裂解气急冷产汽、蒸汽过热、介质换热等详细流程。这些流程可以依据业界通用知识自行完善，不对本专利的权利构成影响。

上述应用实例中提到的切割温度、切割馏分、乙烯裂解进料构成等，仅为了说明本发明的技术构思。具体的乙烯进料的切割应根据原油的具体性质，根据具体馏分的BMCI值进行判断。

应当理解，上述示例仅为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于供本领域技术人员了解本发明的内容并据此决策实施，而并非是具体实施方式的穷举，不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明的技术方案进行局部修改或者局部等效替换、而未脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应包含在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.原油直接裂解生产烯烃的组合加工方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：对原油尽心脱水脱盐预处理，以脱除水分、金属、非金属等杂质，改善原料性质，得到脱水脱盐后的原油，使其适宜于进入裂解炉对流段；

步骤二：将步骤一的脱水脱盐后的原油送入乙烯裂解炉对流段的第一管排进行加热得到加热后的原油；

步骤三：将步骤二得到的加热后的原油进入第一气液分离器进行气液分离，分离出的气体部分包括柴油以及更轻的组分，液体部分为常压蜡油以及渣油馏分；

步骤四：将步骤三得到的柴油以及更轻的组分作为乙烯裂解原料送入乙烯裂解炉对流段的第二管排中，进一步加热至横跨温度得到加热至横跨温度的乙烯反应进料；

步骤五：将步骤四得到的加热至横跨温度的乙烯反应进料送入乙烯裂解炉辐射段发生裂解反应；

步骤六：将步骤五的乙烯裂解炉辐射段出口的反应产物被送入急冷器及精分离器，分离出烯烃、氢气、裂解汽油及裂解焦油，其中氢气送入步骤七的加氢反应器；

步骤七：将步骤三的液体部分即蜡油及渣油馏分送入加氢反应器进行加氢反应得到加氢反应产物；

步骤八：将步骤七得到的加氢反应产物被送入第二气液分离器，分离出的液体部分即加氢尾油，作为乙烯裂解原料送入乙烯裂解炉对流段的第二管排中，分离出的气体送入分离装置进行进一步分离；分离装置分离出来的氢气经加压后作为循环氢返回所述加氢反应器，分离出的H₂S被送入硫磺回收装置，被分离出的轻石脑油作为乙烯裂解原料送入乙烯裂解炉对流段的第二管排中，分离出的重石脑油、煤油等不适合裂解的组分作为副产品送出。

2.如权利要求1所述的原油直接裂解生产烯烃的组合加工方法，其特征在于，所述第一气液分离器的工作温度在200-380℃之间。

3.如权利要求1所述的原油直接裂解生产烯烃的组合加工方法，其特征在于，所述第二气液分离器的工作温度在350-400℃之间。

4.如权利要求1所述的原油直接裂解生产烯烃的组合加工方法，其特征在于，所述加氢反应器的反应温度为300-480℃，反应压力为2.0-20.0MPa。

5.如权利要求1所述的原油直接裂解生产烯烃的组合加工方法，其特征在于，所述乙烯裂解炉辐射段的反应出口温度700～900℃，在反应区的停留时间为0.05～1秒。

6.原油直接裂解生产烯烃的组合加工装置，其特征在于，包括脱水脱盐装置、乙烯裂解炉、第一气液分离器、加氢反应七、第二气液分离器、急冷器、精分离器和分离器；所述脱水脱盐装置的入口接原油，所述脱水脱盐装置的出口接乙烯裂解炉对流段的第一管排的入口，所述乙烯裂解炉对流段的第一管排的出口接第一气液分离器的入口，第一气液分离器的液体出口接加氢反应器的入口，第一气液分离器的气体出口接乙烯裂解炉对流段的第二管排的入口；乙烯裂解炉对流段的第二管排的出口接乙烯裂解炉辐射段的入口，乙烯裂解炉辐射段的出口接急冷器的入口，急冷器的出口接精分离器的入口，所述精分离器的氢气出口接加氢反应器的氢气入口，所述精分离器还送出甲烷、乙烯、丙烯、丁二烯、裂解汽油和裂解焦油；所述加氢反应器的出口接所述第二气液分离器的入口，所述第二气液分离器的液体出口接乙烯裂解炉对流段的第二管排的入口，所述第二气液分离器的气体出口接所述分离器的入口，所述分离器的氢气出口接加氢反应器的氢气入口，所述分离器的轻石脑油出口接所述乙烯裂解炉对流段的第二管排的入口；所述分离器还送出H₂S、重石脑油和煤油。

7.如权利要求6所述的原油直接裂解生产烯烃的组合加工装置，其特征在于，所述第一气液分离器和第二气液分离器均为旋风分离器或闪蒸罐。

8.如权利要求7所述的原油直接裂解生产烯烃的组合加工装置，其特征在于，所述加氢反应器为固定床、浆态床或沸腾床。

9.如权利要求6所述的原油直接裂解生产烯烃的组合加工装置，其特征在于，在乙烯裂解炉对流段的底部适当位置设置有调节火嘴。

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