CN114432844A - 净化裂解气的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及石油化工领域，公开了一种净化裂解气的方法，该方法包括：将含碳二和碳三的裂解气与初馏点在150℃以上的重油接触进行油洗，油洗后得到的轻组分经冷却除去含油水得到冷却后的气相产物；还公开一种净化裂解气的系统，该系统包括重油罐和/或炼油装置和依次连接的裂解炉、油洗塔和后续分离设备，重油罐或炼油装置的重油采出口与油洗塔的上部连接，用于向油洗塔提供重油作为洗液。采用本发明方法能够有效吸收裂解气中重组分，降低油洗塔结焦倾向，得到的含油水不出现乳化现象，省去了水洗步骤，可解决水洗塔乳化问题，简化流程及设备，操作方便。本发明使用的重油最终返回炼油装置为催化裂化提供原料和热量，降低了催化裂化的能耗。

Description

净化裂解气的方法和系统
技术领域
本发明涉及石油化工领域，具体地，涉及一种净化裂解气的方法和系统。
背景技术
目前，乙烷/丙烷等饱和烷烃主要的利用方式是通过热裂解，生产高品质的乙烯、丙烯等基本化工原料。饱和烷烃/轻烃/石脑油/加氢尾油/轻柴油等裂解原料与水蒸气混合后，在裂解炉中发生热裂解反应，生成氢气、甲烷、碳二、碳三、碳四、以及炔烃、二烯烃等裂解产物。裂解产物在后续的分离系统中分离提纯，得到不同碳原子数的馏分，再从碳二、碳三馏分中分离出乙烯和丙烯产品。
急冷系统是乙烯装置的咽喉，它由急冷器、油洗塔、水洗塔等设备组成，承担着分离裂解馏分油(汽油、柴油、燃料油)组分和回收工艺水的任务，同时还是分离过程中回收热量的关键系统。工业裂解炉废热锅炉出口的裂解气在急冷器经急冷油(装置自产的燃料油)喷淋冷却后送入油洗塔，经急冷油、汽油回流冷却后，裂解产物中的轻组分从油洗塔顶部引出，进入水洗塔继续冷却至40℃左右，分离出汽油后，进入后续的压缩分离系统。
实际运行过程中，油洗塔容易结焦，使塔的压降逐渐增大，不仅影响油洗塔的操作，而且还影响裂解炉系统的操作，使得裂解炉出口压力增高，从而降低裂解反应的选择性和烯烃产品的收率，加快炉管和急冷锅炉的结焦，缩短裂解炉和急冷锅炉的运转周期。此外，油洗塔还会出现塔顶温度较高，塔釜温度较低，重组份进入水洗塔，造成急冷水乳化。特别是乙烷裂解气的分离，由于裂解气中重组分含量低，通常不设置油洗塔，裂解气进入水洗塔系统，急冷水更易乳化。
为了解决油洗塔问题，通常采用向塔内添加阻聚剂，以控制聚合，降低塔压降，但实际中改进效果有限。
综上所述，裂解气在油洗、水洗部分问题较多，常常成为影响整个装置运行的瓶颈。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的存在的上述问题，提供一种净化裂解气的方法和系统，该方法能够有效吸收裂解气中的重组分，降低了油洗塔结焦倾向，并且可省去后续的水洗步骤，解决了水洗塔乳化问题，简化了流程及设备，操作方便。
为了实现上述目的，本发明一方面提供一种净化裂解气的方法，该方法包括：将含碳二和碳三的裂解气与初馏点在150℃以上的重油接触进行油洗，油洗后得到的轻组分经冷却除去含油水后得到冷却后的气相产物。
本发明第二方面提供一种净化裂解气的系统，该系统包括重油罐和依次连接的裂解炉、油洗塔和冷却器，所述重油罐与所述油洗塔的上部连接，用于向油洗塔提供重油作为洗液；
或者，该系统包括炼油装置和依次连接的裂解炉、油洗塔和冷却器，所述炼油装置的重油采出口与所述油洗塔的上部连接，用于向油洗塔提供重油作为洗液。
采用本发明的方法能够有效的吸收裂解气中的重组分，降低了油洗塔的结焦倾向，另外，采用本发明的方法可以省去后续的水洗步骤，从而解决水洗塔乳化问题，简化了流程及设备，操作方便。
在优选地情况下，本发明中使用来自炼油装置的重油，吸收裂解气的热量对重油自身进行加热，最终重新返回炼油装置，同时为炼油装置提供热量，降低了炼油装置的能耗。
附图说明
图1是一种净化裂解气的系统的流程图。
附图标记说明
1、裂解炉 2、废锅 3、急冷器
4、油洗塔 5、水冷器
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
本发明中，在未作相关说明的情况下，使用的术语“碳二”指的是碳原子数为两个的烃类化合物(主要包括乙烷、乙烯)的统称；术语“碳三”指的是碳原子数为三个的烃类化合物(主要包括丙烷、丙烯)的统称。
第一方面，本发明提供了一种净化裂解气的方法，该方法包括：将含碳二和碳三的裂解气与初馏点在150℃以上的重油接触进行油洗，油洗后得到的轻组分经冷却除去含油水后得到冷却后的气相产物。
本发明中，所述重油的用量可以在较宽的范围进行选择，为了更利于吸收裂解气中的重组分，进一步降低油洗塔结焦的倾向，有效解决含油水乳化问题，优选地，相对于每千克的裂解气，所述重油的用量≥1千克，优选为1-8千克。
本发明中，优选地，与裂解气接触前所述重油的温度为80-350℃，更优选温度为90-300℃(如100℃、150℃、200℃、250℃、300℃或上述数值之间的任意值)。
本发明中，所述重油的初馏点可在较宽的范围进行选择，为了更利于吸收裂解气中的重组分，进一步降低油洗塔结焦的倾向，有效解决含油水乳化问题，优选地，所述重油的初馏点为150-450℃(如150℃、200℃、250℃、300℃、350℃、400℃、450℃或上述数值之间的任意值)。
本发明中，优选地，所述重油选自蜡油、重柴油、渣油和燃料油中的至少一种。
本发明中，对所述油洗的条件没有特别的限制，优选地，所述油洗的条件包括：压力为0.01-2MPa，优选为0.1-1MPa；理论塔板数为5-50，优选为10-30。采用该优选地油洗条件进一步提高了重油对裂解气中的重组分的吸收效果，并降低了裂解气的温度，进一步降低了油洗塔结焦的倾向，有效解决了含油水乳化问题。
本发明中的一种特别优选的实施方式，将含碳二和碳三的裂解气与初馏点在150℃以上的重油接触进行油洗，重油吸收裂解气中的重组分和热量后送往炼油装置处理，进一步降低了油洗塔结焦趋势，并有效解决了含油水乳化问题，并为炼油装置提供热量，降低了炼油装置的能耗。
本发明中，优选地，所述冷却的方式为水冷。
更优选地，所述油洗后的轻组分进行水冷处理后冷却至40℃左右，冷凝出的含油水送炼油装置进行处理，可省去常规的水洗塔及配套的稀释蒸汽发生系统，极大的简化了流程及设备，操作方便。
本发明中，优选地，所述方法不包括水洗。采用该优选的方法能够彻底解决水洗塔中急冷水乳化的问题。
本发明中，所述方法还可以包括后续分离过程以分离所得气相产物中的各组分，对于后续分离过程并没有特别的限制，可以为本领域常规使用的分离方法，比如，蒸馏分离，萃取蒸馏分离，油吸收分离等方法。
本发明中，优选情况下，所述方法还包括：在与重油接触前，回收裂解气的热量使裂解气的温度降至350-600℃。所回收的裂解气的热量用于产生超高压蒸汽，降低了工艺的能耗，提高了热量回收效率。
本发明对所述裂解气的组成没有特别的限制，所述裂解气一般含有氢气、氮气、一氧化碳、硫化氢、C1-C5的烷烃、C1-C5的烯烃、乙炔、C6以上重组分等中的一种或多种。
本发明中，优选地，所述方法还包括：在油洗之前，对裂解气进行急冷，使得裂解气的温度降至350-600℃。采用该方法能够有效防止烃类物质在高温下二次反应，以及防止聚合结焦，降低或避免进一步产生重组分。
本发明中，对所述急冷的方式没有特别的限制，优选地，所述急冷的方式为：采用所述重油进行喷淋冷却。采用重油进行急冷不但能够有效降低裂解气的温度，提高热量回收率，还能够进一步提高对裂解气中重组分的吸收率，更有利于降低油洗塔结焦的倾向和解决水洗塔的乳化问题。
第二方面，本发明提供了一种净化裂解气的系统，如图1所示，该系统包括重油罐和依次连接的裂解炉1、油洗塔4和冷却器5，所述重油罐与所述油洗塔4的上部连接，用于向油洗塔提供重油作为洗液；
或者，该系统包括炼油装置和依次连接的裂解炉、油洗塔和冷却器，所述炼油装置的重油采出口与所述油洗塔的上部连接，用于向油洗塔提供重油作为洗液。
其中，所述重油罐中的重油可来自炼油装置。
本发明中，优选地，所述油洗塔4的塔釜出口与炼油装置连通，以使油洗塔4中的重油吸收裂解炉1产生的裂解气中的重组分和热量后得到的重油洗液返回炼油装置进行处理。吸收重组分的重油洗液从油洗塔4直接采出可有效降低油洗塔4结焦的倾向，并且可作为炼油装置中催化裂化的原料；重油吸收的热量可为炼油装置所用，节省了炼油装置能耗，提高了热量回收效率。
本发明中，优选地，所述油洗塔4的塔顶出口与冷却器5相连，油洗后得到的轻组分进入冷却器5冷却降温得到气相产物，冷凝出的含油水送入炼油装置。其中，冷却后得到的气相产物可进入后续分离装置。
本发明中，优选地，所述裂解炉与所述油洗塔之间设置有废锅2和/或急冷器3，所述废锅用于回收裂解炉1产生的裂解气的热量，所述急冷器3用于对裂解气进行急冷。
本发明中，优选地，所述急冷器3与重油罐或炼油装置的重油采出口相连，以使重油罐或炼油装置中的重油能够进入急冷器3对裂解气进行喷淋冷却。所述重油在急冷器3中吸收裂解气中的重组分和热量后得到的重油洗液返回炼油装置，能够进一步降低油洗塔4的结焦倾向和炼油装置的能耗，并且吸收重组分的重油洗液可用于炼油装置中催化裂化的原料。
本发明中，优选地，所述冷却器为水冷器。
本发明中，优选地，所述油洗塔的理论塔板数为5-50，优选为10-30。
根据本发明的一种特别优选的实施方式，所述方法包括：
(1)将含碳二和碳三的裂解气送入废锅、急冷器回收热量；
(2)从急冷器中采出裂解气送入油洗塔，在油洗塔中裂解气与来自炼油装置的蜡油(初馏点为310-330℃；温度为100-110℃)接触进行油洗，经油洗后的轻组分从油洗塔塔顶采出，从塔釜采出的蜡油返回炼油装置用作催化裂化的原料；其中，蜡油用量与进入油洗塔的裂解气的重量比为2-4：1；油洗的条件包括：压力为0.15-0.35MPa，理论塔板数为13-17；
(3)将从油洗塔塔顶采出的油洗后的轻组分送入水冷器冷却至38-42℃，得到气相产物和凝结的含油水，含油水送往炼油装置中的催化裂化装置进行处理。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
饱和烃的进料量为12703kg/h，为富乙烷气，其裂解产生的裂解气具体组分见表1。
实施例1
(1)饱和烃在裂解炉中进行裂解反应得到裂解气(组成及各组分含量如表1所示)，所得裂解气从裂解炉采出后送入废锅回收热量，使得裂解气的温度降至450℃，然后将裂解气从废锅中采出送入急冷器进行急冷，在急冷器中采用来自炼油装置中的蜡油喷淋裂解气进行急冷，使得裂解气的温度降至350℃，喷淋后的蜡油返回炼油装置用作催化裂化的原料；
(2)从急冷器中采出裂解气送入油洗塔，在油洗塔中裂解气与来自炼油装置的蜡油(初馏点为320℃；温度为100℃)接触进行油洗，经油洗后的轻组分从油洗塔塔顶采出，采出的轻组分的组成及各组分含量见表1，其中轻组分的温度为101℃，从塔釜采出的蜡油的温度为195℃，返回炼油装置用作催化裂化的原料；其中，蜡油用量与进入油洗塔的裂解气的重量比为3：1；油洗的条件包括：压力为0.25MPa，理论塔板数为15；
(3)将从油洗塔塔顶采出的油洗后的轻组分送入水冷器冷却至40℃，得到气相产物和凝结的含油水，含油水送往炼油装置中的催化裂化装置进行处理。
实施例2
(1)饱和烃在裂解炉中进行裂解反应得到裂解气(组成及各组分含量如表1所示)，所得裂解气从裂解炉采出后送入废锅回收热量，使得裂解气的温度降至500℃，然后将裂解气从废锅中采出送入急冷器进行急冷，在急冷器中采用来自炼油装置中的蜡油喷淋裂解气进行急冷，使得裂解气的温度降至400℃，喷淋后的蜡油返回炼油装置用作催化裂化的原料；
(2)从急冷器中采出裂解气送入油洗塔，在油洗塔中裂解气与来自炼油装置的蜡油(初馏点为320℃；温度为150℃)接触进行油洗，经油洗后的轻组分从油洗塔塔顶采出，采出的轻组分的组成及各组分含量见表1，轻组分温度为150.6℃，从塔釜采出的蜡油的温度为222℃，返回炼油装置用作催化裂化的原料；其中，蜡油用量与进入油洗塔的裂解气的重量比为4：1，油洗的条件包括：压力为0.1MPa，理论塔板数为10；
(3)将从油洗塔塔顶采出的油洗后的轻组分送入水冷器冷却至40℃，得到气相产物和凝结的含油水，含油水送往炼油装置中的催化裂化装置进行处理。
对比例1
按照实施例1的方法净化裂解气，不同的是，步骤(2)中，将蜡油替换为汽油。从油洗塔塔顶采出的轻组分温度为87℃，轻组分组成及各组分含量见表1，从塔釜采出的汽油的温度为136℃。
表1
Figure BDA0002761149800000081
Figure BDA0002761149800000091
通过以上的结果可以看出，相比于对比例1，采用本发明方法得到的轻组分中乙烯和乙烷具有更高的含量，分别可达到23.32mol％和17.11mol％，且油品含量为0；并且采用本发明方法能够有效的吸收裂解气中的重组分和热量，C6+(碳六以上组分)组分可从0.24mol％降至0.15mol％，即至少下降了37.5％，并且从油洗塔塔釜采出的蜡油可以直接送往催化裂化装置进行处理，重组分不会发生循环回到油洗塔，降低了油洗塔结焦倾向；从油洗塔釜采出的蜡油温度能达到190℃以上，仅通过油洗塔，蜡油温度升高了70℃以上，从油洗塔塔釜采出的蜡油返回到催化裂化装置，可减少用于加热蜡油的热量，提高了热量回收效率。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种净化裂解气的方法，其特征在于，该方法包括：将含碳二和碳三的裂解气与初馏点在150℃以上的重油接触进行油洗，油洗后得到的轻组分经冷却除去含油水得到冷却后的气相产物。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，相对于每千克的裂解气，所述重油的用量≥1千克，优选为1-8千克；
和/或，与裂解气接触前所述重油的温度为80-350℃，优选温度为90-300℃；
和/或，所述重油的初馏点为150-450℃；
和/或，所述重油选自蜡油、重柴油、渣油和燃料油中的至少一种。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述油洗的条件包括：压力为0.01-2MPa，优选为0.1-1MPa；理论塔板数为5-50，优选为10-30。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，所述方法不包括水洗。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的方法，其中，所述方法还包括：在与重油接触前，回收裂解气的热量使裂解气的温度降至350-600℃。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的方法，其中，所述方法还包括：在油洗之前，对裂解气进行急冷；
和/或，所述急冷的方式为：采用所述重油进行喷淋冷却。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的方法，其中，所述冷却的方式为水冷。
8.一种净化裂解气的系统，其特征在于，该系统包括重油罐和依次连接的裂解炉、油洗塔和冷却器，所述重油罐与所述油洗塔的上部连接，用于向油洗塔提供重油作为洗液；
或者，该系统包括炼油装置和依次连接的裂解炉、油洗塔和冷却器，所述炼油装置的重油采出口与所述油洗塔的上部连接，用于向油洗塔提供重油作为洗液。
9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述冷却器为水冷器；
和/或，所述油洗塔的理论塔板数为5-50，优选为10-30。
10.根据权利要求8或9所述的系统，其中，所述裂解炉与所述油洗塔之间设置有废锅和/或急冷器，所述废锅用于回收裂解炉产生的裂解气的热量，所述急冷器用于对裂解气进行急冷；
和/或，所述急冷器与重油罐或炼油装置的重油采出口相连，以使重油罐或炼油装置中的重油能够进入急冷器对裂解气进行喷淋冷却。
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Title
黄玲: "《烯烃生产装置油洗塔结焦物的分析》", 《燕山油化》 *

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CN114432844B (zh) 2023-05-12

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