CN113150825B - 一种汽油轻馏分深加工工艺 - Google Patents

一种汽油轻馏分深加工工艺 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种汽油轻馏分深加工工艺，步骤为：(1)C5分离工序：将正构C5/C6烷烃送至脱戊烷塔，脱戊烷塔的塔底油作为正构C6烷烃；(2)加氢脱苯工序：正构C6烷烃与新鲜氢混合后形成加氢原料，加氢原料进入到加氢精制反应器内，进行芳烃饱和反应，由加氢精制反应器的底部排出的反应物经过氢气分离后，获得粗品正己烷；(3)精馏工序：粗品正己烷进入到精馏塔内，精馏塔的塔顶的第二回流罐产生的第二液相部分相成为99.5wt％正己烷；由精馏塔的塔侧线获得98.5wt％正己烷，精馏塔的塔底重质油排出精馏塔。通过该工艺可以生产出98.5wt％和99.5wt％两种不同浓度规格的正己烷，通过实施该加工工艺，可有效生产出优质正己烷产品，优化炼厂产品分布。

Description

一种汽油轻馏分深加工工艺
技术领域
本发明涉及一种汽油轻馏分深加工工艺。
背景技术
正常的汽油组分包含C5-C12的正构烷烃、异构烷烃、单环烷烃和单环芳烃等，汽油轻馏分主要是C5和C6正、异构组分。现有的汽油轻馏分装置以连续重整装置抜头油、连续重整装置戊烷油和加氢裂化装置轻石脑油作为原料，各种原料的组分主要为正构、异构C5/C6烷烃，经过现有装置分离，生成正构C5/C6烷烃和异构C5/C6烷烃。C5/C6异构油作为清洁汽油的调和组分，正构C5/C6烷烃作为蒸汽裂解制乙烯的原料。
目前，正己烷市场虽总体处于供大于求格局，但高品质正己烷具有较好的应用市场，但是由于97wt％以上高含量正己烷主要是煤制正己烷，但是煤制正己烷含有醇类等杂质，在部分行业，这些杂质是不被容许的，尤其是在食品医药行业。因此，仍需要大量的高品质石油制正己烷，但是在现有的石化加工中，正己烷主要用于蒸汽裂解制乙烯的原料，其中大量的正己烷组分未被合理利用。
发明内容
为扩大正己烷的产量，本申请提出了一种汽油轻馏分深加工工艺，其包括如下步骤：
(1)C5分离工序：
将C5/C6烷烃正、异构分离后的正构C5/C6烷烃作为原料，然后将正构C5/C6烷烃送至脱戊烷塔，脱戊烷塔的塔顶的第一回流罐产生的第一液相分为两部分，其中一部分第一液相回流至脱戊烷塔内，另一部分第一液相作为正构C5烷烃排出，脱戊烷塔的塔底油作为正构C6烷烃；
(2)加氢脱苯工序：
正构C6烷烃与新鲜氢混合后形成加氢原料，该加氢原料经加热后、进入到加氢精制反应器内，进行少部分杂质芳烃饱和反应，由加氢精制反应器的底部排出的反应物经过氢气分离后，获得呈液相的粗品正己烷；
(3)精馏工序：
粗品正己烷进入到精馏塔内，精馏塔的塔顶的第二回流罐产生的第二液相分为两部分，其中一部分第二液相回流至精馏塔内，另一部分第二液相成为99.5wt％正己烷；由精馏塔的塔侧线获得98.5wt％正己烷，精馏塔的塔底重质油排出精馏塔。具体地，原料中正己烷的质量百分比为23-25％。
本申请中，C5/C6属于汽油中的轻组分，在现有的C5/C6烷烃正、异构分离流程的基础上，以抽出液塔所出的正构C5/C6烷烃为原料，在首先脱除C5成分后，再对C6组分油进行加氢脱苯，以脱除C6组分油中的杂质苯，最后利用单一的蒸馏塔同时分离出包括99.5wt％正己烷和98.5wt％正己烷产品在内的两种产品，扩大了正己烷产品的来源。利用本申请，正己烷的收率可以达到93％。
通过该工艺可以生产出两种不同浓度规格的正己烷，该98.5wt％正己烷用于橡胶行业，99.5wt％正己烷可作为食品级粮油、医药级白油或溶剂油组分油。通过实施该加工工艺，可有效生产出优质正己烷产品，优化炼厂产品分布。
具体地，为保证戊烷的分离效果，脱戊烷塔的进料温度为55±10℃，塔顶温度为72±1℃，塔底温度为112±1℃，压力为0.2±0.01MPa。
通过上述工艺参数，能够将原料中的戊烷组分尽量脱出，保证脱戊烷塔塔底的正己烷纯度。
进一步，加氢精制反应器的进口温度为50-220℃，出口温度为50-230℃，反应压力为1.8-2.2MPa。具体地，在加氢精制反应器内的催化剂的使用周期内，随着使用时间的延长，加氢精制反应器的进口温度由50℃逐渐升至220℃，出口温度由50℃逐渐升至230℃。
在上述条件下，能够有效地将正构C6烷烃中的苯成分脱除，以便于后续的蒸馏提纯。为充分利用加氢脱苯催化剂的活性，且降低生产成本，本申请加氢精制反应器的进口温度和出口温度均是随着催化剂的使用时间的延长而逐步提高。由于加氢精制反应器内的反应温度控制在进口温度与出口温度之间，使得加氢精制反应器内的反应温度也逐步提高。在催化剂的使用周期内，催化剂的加氢效果会逐渐降低，使加氢精制反应器的进口温度和出口温度逐渐升高，以最大化地挖掘现有催化剂的寿命潜力。操作温度同时兼顾装置运行的经济性，在催化剂使用周期的末端，继续提高反应温度，不但导致能源消耗的大幅增加，而且产品中的苯脱除率下降，使得反应装置整体效益下降。
进一步，加氢精制反应器的底部排出的反应物首先进入到热高分罐内，该热高分罐所排出的气相经冷却后进入到冷高分罐内，由冷高分排出的氢气进入到氢气循环网，回收利用；热高分罐所排出的液相和冷高分罐所排出的液相混合后作为粗品正己烷，该粗品正己烷能够作为98wt％正己烷产品。
根据市场需要，可以调整98.5wt％正己烷与99.5wt％正己烷两种产品的比例。当只需要生产98wt％正己烷产品时，可以停开后续的精馏塔，以节约能源消耗。或者同时生成98wt％正己烷、98.5wt％正己烷和99.5wt％正己烷三种产品。
在精馏塔的塔底设置有塔底加热器，用于对精馏塔进行加热。采用热高分和冷高分相结合的工艺来分离C6成分，可以充分回收反应物中的热量，降低后续蒸馏工序中的正己烷塔塔底所需的加热量，从而可以采用低品位热水作为正己烷塔塔底加热器的热源，以节约品位相对较高的1.0MPa蒸汽的耗量。
进一步，为了保证产品的纯度，正己烷精馏塔的塔顶温度为107±1℃，塔顶压力为0.20±0.01MPa；正己烷精馏塔的塔底温度为115±1℃，进料温度为80±10℃。通过上述工艺参数，可有效保证目标产品质量及收率，提升运行经济性。
具体地，为保证脱苯效果，加氢精制反应器内，氢气与油体积比为100-200，汽油轻馏分进料体积与催化剂装填体积比为0.36-0.66。通过上述工艺参数，可以有效地降低催化剂表面的积碳，延长催化剂使用周期，同时也可有效降低氢气耗量，降低装置运行成本。
进一步，为充分回收资源，第一回流罐所分离出的正构C5烷烃和精馏塔的塔底重质油均送入到乙烯裂解装置作为原料。该设计能够有效提升乙烯产品的目标产率，实现炼厂产品优化配置，提升装置整体经济效益。
具体地，第一回流罐的回流温度为62±1℃，压力为0.19±0.01MPa，回流比为1.0-1.5；第二回流罐的回流温度为40±1℃，压力为0.19±0.01MPa，回流比为3.0-3.5。上述工艺参数的设置，能够有效实现脱戊烷塔和精馏塔的轻、重关键组分的分离，保证高纯度正己烷产品的纯度与收率。
附图说明
图1是本发明的一实施例的流程示意图。
具体实施方式
参阅图1，一种汽油轻馏分深加工工艺，其包括如下步骤：
(1)C5分离工序：
将C5/C6烷烃正异构分离后的正构C5/C6烷烃810作为原料，然后将正构C5/C6烷烃经第一换热器11送至脱戊烷塔10，在脱戊烷塔10的顶部设置有第一回流罐14，脱戊烷塔10的塔顶气经第一冷却器13进入到第一回流罐内，从第一回流罐14顶部排出的第一轻烃A920作为燃料气，进入到燃料气系统。
第一回流罐14底部的第一回流液出口141安装有第一回流泵15，第一回流泵15将第一回流罐14产生的第一液相分为两部分，其中一部分第一液相回流至脱戊烷塔10内，另一部分第一液相作为正构C5烷烃820排出，脱戊烷塔的塔底油作为正构C6烷烃。第一回流罐的回流温度为62±1℃，压力为0.19±0.01MPa，回流比为1.0-1.5。
正构C6烷烃在第一物料泵16的驱动下，经过第一换热器11，对经过第一换热器11的正构C5/C6烷烃进行加热，以降低温度。
在脱戊烷塔10的塔底设置有第一塔底加热器12，该第一塔底加热器12采用热水为热源，对脱戊烷塔10内的物料进行加热。
本实施例中，脱戊烷塔的塔顶温度为72±1℃，压力为0.2±0.01MPa，塔底温度为112±1℃，进料温度为55℃。可以理解，在其它实施例中，进料温度还可以为45℃、50℃、53℃、60℃或65℃。
(2)加氢脱苯工序：
正构C6烷烃与新鲜氢910混合后形成为加氢原料，该加氢原料依次经过中间换热器24和塔顶加热器25后，进入到加氢精制反应器20内，进行芳烃饱和反应，由加氢精制反应器的底部排出的反应物经过氢气分离后，获得呈液相的粗品正己烷，此粗品正己烷860能够直接作为98wt％正己烷产品。
本实施例中，上述的新鲜氢910是首先进入到分液罐21内，以分离所含有的水分，从分液罐21排出的新鲜氢分为两股，其中一股新鲜氢与正构C6烷烃混合，形成加氢原料，另一股新鲜氢直接经加氢精制反应器20的中部进入到加氢精制反应器20内，以调节反应温度，防止飞温。
本实施例中，加氢精制反应器20的底部排出的反应物是首先进入到中间换热器24内，对加氢原料进行加热，从中间换热器24排出的反应物进入到热高分罐26内进行第一次分离，从热高分罐26顶部排出的气相经中间冷却器27后进入冷高分罐28内进行第二次分离。
由冷高分罐28顶部排出的氢气连通氢气循环网281和火炬282，正常生产情况下，冷高分罐28顶部排出的氢气进入到氢气循环网281内，回收利用；在异常情况下冷高分罐28顶部排出的氢气可进入到火炬282内，燃烧排放。
热高分罐26所排出的液相和冷高分罐28所排出的液相混合后作为粗品正己烷。
加氢精制反应器的进口温度为50-220℃，出口温度为50-230℃，反应压力为1.8-2.2MPa。
具体在本实施例中，在加氢精制反应器内的催化剂的使用周期内，随着使用时间的延长，加氢精制反应器的进口温度由50℃逐渐升至220℃，出口温度由50℃逐渐升至230℃，反应压力为2.0MPa。可以理解在其它实施例中，压力为还可以为1.8MPa、1.9MPa或2.0MPa。
(3)精馏工序：
粗品正己烷经第二换热器31进入到精馏塔30内，在精馏塔30的顶部设置有第二回流罐37，精馏塔30的塔顶气经第二冷却器36进入到第二回流罐37内，从第二回流罐37顶部排出的第二轻烃930作为燃料气，进入到燃料气系统。
在精馏塔30的塔底设置有第二塔底加热器32，该第二塔底加热器32采用热水为热源，对精馏塔30内的物料进行加热。
第二回流罐37底部的第二回流液出口371安装有第二回流泵35，第二回流泵35将第二回流罐37产生的第二液相分为两部分，其中一部分第二液相回流至精馏塔30内，另一部分第二液相成为99.5wt％正己烷830。第二回流罐的回流温度为40±1℃，压力为0.19±0.01MPa，回流比为3.0-3.5。
在精馏塔的塔侧线上获得98.5wt％正己烷840，该98.5wt％正己烷由第二物料泵34送入到第二换热器31内与粗品正己烷进行换热，完成换热的98.5wt％正己烷进入存储罐。
精馏塔30的塔底重质油850经出料泵33排出精馏塔。本实施例中，由第一回流罐排出的正构C5烷烃820和塔底重质油850均送入到乙烯裂解装置作为原料。
本实施例中，精馏塔的塔顶温度为107±1℃，塔顶压力为0.2±0.01MPa；精馏塔的塔底温度为115±1℃，进料温度为70-90℃。加氢精制反应器内，氢气与油体积比为150，汽油轻馏分进料体积与催化剂装填体积比为0.5。可以理解，在其它实施例中，加氢精制反应器内，氢气与油体积比还可以为100、130、170、180或200；汽油轻馏分进料体积与催化剂装填体积比还可以为0.36、0.4、0.6或0.66。
以下的表1和表2分别为原料和产品的相关数据表。
表1原料的相关数据
Figure BDA0003036895130000051
表2正己烷产品的指标
产品 99.5wt％正己烷 98.5wt％正己烷
相态 液相 液相
温度/℃ 40 40
压力/MPa 0.8 0.5
组分
氢气 0.006 0
氮气 0.001 0
甲烷 0.003 0
乙烷 0 0
丙烷 0 0
正丁烷 0 0
异丁烷 0 0
正戊烷 0.005 0
异戊烷 0 0
环戊烷 0 0
异己烷 0.335 0.117
正己烷 99.5 98.564
甲基环戊烷 0 0.000
苯 0.002 0.002
环己烷 0.148 1.311
2-甲基己烷 0 0.000
壬烷 0 0.006
水 0 0
合计 100 100
正常生产过程中，汽油轻馏分深加工工艺产品分布占比方面，99.5wt％正己烷约占据原料8.5wt％，98.5wt％正己烷约占据原料14.5wt％，两者的总占比约为23wt％。正己烷回收率方面，99.5wt％正己烷约占据34％，98.5wt％正己烷约占据59％，两种正己烷产品总回收率约为93％。

Claims (3)

1.一种汽油轻馏分深加工工艺，其特征在于，包括如下步骤：
(1)C5分离工序：
将C5/C6烷烃正异构分离后的正构C5/C6烷烃作为原料，然后将正构C5/C6烷烃送至脱戊烷塔，脱戊烷塔的塔顶的第一回流罐产生的第一液相分为两部分，其中一部分第一液相回流至脱戊烷塔内，另一部分第一液相作为正构C5烷烃排出，脱戊烷塔的塔底油作为正构C6烷烃；
(2)加氢脱苯工序：
正构C6烷烃与新鲜氢混合后形成气液混合相态加氢原料，该加氢原料经加热后、进入到加氢精制反应器内，进行芳烃饱和反应，由加氢精制反应器的底部排出的反应物经过氢气分离后，获得呈液相的粗品正己烷；
(3)精馏工序：
粗品正己烷进入到精馏塔内，精馏塔的塔顶的第二回流罐产生的第二液相分为两部分，其中一部分第二液相回流至精馏塔内，另一部分第二液相成为99.5wt％正己烷；
由精馏塔的塔侧线获得98.5wt％正己烷，精馏塔的塔底重质油排出精馏塔；
脱戊烷塔的进料温度为45-65℃，塔顶温度为72±1℃，塔底温度为112±1℃，压力为0.2±0.01MPa；
加氢精制反应器的进口温度为50-220℃，出口温度为50-230℃，反应压力为1.8-2.2MPa；
在加氢精制反应器内的催化剂的使用周期内，随着使用时间的延长，加氢精制反应器的进口温度由50℃逐渐升至220℃，出口温度由50℃逐渐升至230℃；
精馏塔进料温度为70-90℃，塔顶温度为107±1℃，塔底温度为115±1℃，塔顶压力为0.2±0.01MPa；
加氢精制反应器内，氢气与油体积比为100-200，汽油轻馏分进料体积与催化剂装填体积比为0.36-0.66；
第一回流罐的回流温度为62±1℃，压力为0.19±0.01MPa，回流比为1.0-1.5；
第二回流罐的回流温度为40±1℃，压力为0.19±0.01MPa，回流比为3.0-3.5；
原料中正己烷的质量百分比为23-25％。
2.根据权利要求1所述的汽油轻馏分深加工工艺，其特征在于，
加氢精制反应器的底部排出的反应物首先进入到热高分罐内，该热高分罐所排出的气相经冷却后进入到冷高分罐内，由冷高分排出的氢气进入到氢气循环网，回收利用；
热高分罐所排出的液相和冷高分罐所排出的液相混合后作为粗品正己烷，该粗品正己烷作为98wt％正己烷产品。
3.根据权利要求1所述的汽油轻馏分深加工工艺，其特征在于，
第一回流罐所分离出的正构C5烷烃和精馏塔的塔底重质油均送入到乙烯裂解装置作为原料。
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