CN114436746A - 净化含乙烯原料气的方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及炼油、化工领域，公开了一种净化含乙烯原料气的方法及系统，该方法包括：(1)从含乙烯原料气中分离含碳二及以下烃的轻组分；(2)将含碳二及以下烃的轻组分进行选择性加氢以脱除炔烃和二烯烃；(3)使用芳烃吸收所得加氢产物中的碳三及以上的重组分；所述系统包括依次连接的碳二回收单元、加氢单元和吸收单元，所述吸收单元设置有芳烃入口以使芳烃作为吸收剂进入。采用本发明的方法可以有效脱含乙烯原料气中的不乙炔碳三及以上的重组分以及加氢产物中的绿油，且脱除绿油后的加氢产物中的丙烯含量低于0.01重量％。
Description
技术领域
本发明涉及炼油、化工，具体地，涉及一种净化含乙烯原料气的方法和系统。
背景技术
炼油生产过程中会产生大量干气，其中有些干气，比如催化裂化、热裂化、延迟焦化、加氢裂化等生产过程产生的干气，含有不少碳二、碳三组分，回收价值较高，但目前大量干气作为燃料烧掉，造成资源的浪费。
目前炼厂干气的利用方式主要有两种，一种是将催化干气用作乙苯/苯乙烯装置原料，但该方法仅仅利用了干气中的乙烯，乙烷等其他组分仍作为燃料气烧掉。另一种干气利用方式是将其中的碳二及以上组分回收，送往乙烯装置作为原料，目前已实现工业化的从干气中回收乙烷、乙烯组分的方法主要有深冷分离法、变压吸附法、浅冷油吸收法。此种干气利用方式仅适用于配套乙烯装置的炼化一体化企业，对于无配套乙烯装置的燃料型炼油企业并不适用。
目前，燃料型炼油企业干气中的乙烷资源未得到充分利用。如果将乙烷裂解，对裂解气进行简单精制后，达到进入乙苯/苯乙烯装置的要求，可充分利用炼厂乙烷资源，增产乙苯/苯乙烯、氢气等高附加值产品，但裂解产物中含有炔烃、二烯烃等组分，对乙苯/苯乙烯催化剂属于毒物，因此研究能够将乙烷资源净化用于增产乙苯/苯乙烯的方法具有重要的意义。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的存在上述的问题，提供一种净化含乙烯原料气的方法和系统，该方法可有效脱除含乙烯原料气中的乙炔和碳三及以上的重组分，以及有效脱除加氢产物中的绿油等杂质，使得脱除绿油等杂质的加氢产物可直接进入乙苯/苯乙烯反应器制备乙苯，流程简单，易于操作和控制。
为了实现上述目的，本发明一方面提供一种净化含乙烯原料气的方法，该方法包括：
(1)从含乙烯原料气中分离含碳二及以下烃的轻组分；
(2)将含碳二及以下烃的轻组分进行选择性加氢以脱除炔烃和/或二烯烃；
(3)使用芳烃吸收所得加氢产物中的碳三及以上的重组分。
本发明第二方面提供一种净化含乙烯原料气的系统，该系统包括依次连接的碳二回收单元、加氢单元和吸收单元，所述吸收单元设置有芳烃入口以使芳烃作为吸收剂进入。
采用本发明的方法可以有效脱除含乙烯原料气中的乙炔和碳三及以上的重组分，以及有效脱除加氢产物中的绿油，且脱除绿油后的加氢产物中的丙烯含量低于0.03重量％，甚至更低，可直接进入乙苯/苯乙烯反应器制备乙苯，流程简单，易于操作和控制，节省了乙苯/苯乙烯装置的能耗。本发明的方法特别适用于无配套乙烯装置的燃料型炼油企业。
附图说明
图1是本发明的一种制备乙苯的系统的示意图。
附图标记说明
1、碳二回收单元 2、加氢单元 3、吸收单元
4、芳烃供应单元 5、烷基化反应单元
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。
第一方面，本发明提供了一种净化含乙烯原料气的方法，该方法包括：
(1)从含乙烯原料气中分离含碳二及以下烃的轻组分；
(2)将含碳二及以下烃的轻组分进行选择性加氢以脱除炔烃和/或二烯烃；
(3)使用芳烃吸收所得加氢产物中的碳三及以上的重组分。
本发明中，优选地，步骤(1)中分离的条件使得含碳二及以下烃的轻组分中丙烯的重量含量小于300ppm。
本发明中，任意能够吸收含乙烯原料气中丙烯的方法均适合用于本发明，优选地，步骤(1)中分离的方式为冷冻分离、精馏分离、浅冷苯洗分离或吸收稳定系统分离，优选为浅冷苯洗分离。
本发明中，优选地，所述浅冷苯洗法中苯吸收塔的条件包括：温度为10-60℃，压力为0.5-4MPa，理论塔板数为10-60。
本发明中，优选地，所述浅冷苯洗工艺使用的吸收剂选自碳原子数为6-10的苯系物，更优选为苯、乙苯、甲苯和二甲苯中的至少一种。
本发明中，对步骤(2)中所述选择性加氢使用的催化剂的种类没有特别的限制，可以为本领域常规使用的催化剂，比如采用CN107970927A、CN102408916A、CN101451077A等公开的加氢催化剂。
本发明中，对所述选择性加氢的条件没有特别的限制，本领域技术人员能够根据实际需求以及催化剂的种类进行选择，在此不再赘述。
本发明中，对所述芳烃的种类没有特别的限制，为了进一步提高对加氢产物中绿油等杂质的脱除效果，优选地，所述芳烃选自碳原子数为6-10的苯系物，更优选选自苯、乙苯、甲苯和二甲苯中的至少一种，进一步优选为苯。吸收剂优选为苯的情况下，加氢反应产生的反应热可将苯汽化，降低了乙苯/苯乙烯装置中苯汽化的耗能，反应热得到了充分利用，且不会在加氢产物的气相中引入其他杂质。
所述吸收使用的吸收剂来自吸收装置界区外，更优选来自炼油装置，进一步优选为待进入乙苯/苯乙烯装置中的苯或乙苯。
本发明中一种优选地实施方式，所述方法不包括：对加氢产物进行冷却的步骤。无需冷却步骤(2)所得加氢产物即可直接进行步骤(3)烷基化反应的操作，更加有利于充分利用加氢产生的反应热，降低装置的能耗。
本发明中，对步骤(3)中所述吸收的条件没有的限制，为了进一步提高芳烃对加氢产物中的绿油等杂质的吸收效果，优选地，所述吸收的条件包括：温度为10-200℃，压力为0.01-6MPa，理论塔板数为0-10。
本发明中，所述吸收的温度可以在较宽的范围进行选择，优选地，所述吸收的温度为10-200℃。
本发明中，所述吸收的压力可以在较宽的范围进行选择，优选地，所述吸收的压力为0.01-6MPa。
本发明中，优选地，所述吸收在吸收塔中进行，所述吸收塔的理论塔板数为0-10。
本发明对含乙烯原料气的组成没有特别的限制，所述含乙烯原料气一般含有氢气、氮气、一氧化碳、C1-C5的烷烃、C1-C5的烯烃、炔烃、二烯烃、C6以上重组分等中的一种或多种。本发明中，对所述含乙烯原料气的来源没有特别的限制，例如可以为干气、粗裂解气、其他来源的烃类物料等，优选为干气和/或裂解气。
第二方面，本发明提供了一种净化含乙烯原料气的系统，如图1所示，该系统包括依次连接的碳二回收单元1、加氢单元2和吸收单元3，所述吸收单元3设置有芳烃入口以使芳烃作为吸收剂进入。
本发明中，优选地，所述吸收单元3的吸收液采出口与炼油装置相连以将吸收液送入炼油装置进行处理。其中，吸收剂吸收加氢产物中的绿油等杂质后的液相为吸收液。
本发明中，优选地，所述系统不包括设置于加氢单元2和吸收单元3之间的冷却单元。
本发明中，该系统还包括一些其他设备，比如：连接管、换热器、泵、罐、塔、压缩机、阀门、控制系统、干燥等。
本发明中，优选地，所述系统还可以包括：与吸收单元3相连的烷基化反应单元，从吸收单元3采出的脱除碳三及以上的重组分后的加氢产物进入烷基化单元生产乙苯。
根据本发明的一种特别优选的实施方式，所述方法包括：
(1)碳二回收：采用浅冷苯洗法从粗裂解气中分离含碳二以下烃的轻组分，所得轻组分中丙烯的含量为0.1-1ppm；其中，浅冷苯洗法在苯吸收塔中进行，浅冷苯洗法的条件包括：温度为20-40℃，压力为2.5-3.5MPa，理论塔板数为35-45。
(2)加氢单元：在加氢催化剂存在下，将所述含碳二以下烃的轻组分进行选择性加氢；
(3)吸收单元：使用苯吸收所得加氢产物中的重组分等杂质，脱除重组分等杂质的气相送入烷基化反应单元(乙苯/苯乙烯装置)；所述吸收的条件包括：温度为30-42℃，压力为0.8-1.2MPa，理论塔板数为1-3。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。以下实施例中，
粗裂解气的组成见表1；
加氢催化剂采用CN107970927A中公开的实施例3制备的催化剂LC-3。
实施例1
(1)碳二回收：采用浅冷苯洗法从粗裂解气中分离含碳二以下烃的轻组分，所得轻组分中丙烯的含量为1ppm；其中，浅冷苯洗法在苯吸收塔中进行，浅冷苯洗法的条件包括：温度为40℃，压力为2.8MPa，理论塔板数为40。
(2)加氢单元：在加氢催化剂存在下，将所述含碳二以下烃的轻组分进行选择性加氢；所得加氢产物的组成见表2；
(3)吸收单元：使用待进入乙苯/苯乙烯装置中的苯吸收所得加氢产物中的重组分等杂质，脱除重组分等杂质的气相送入烷基化反应单元(乙苯/苯乙烯装置)，吸收单元中产生的吸收液送往炼油装置处理；所述吸收的条件包括：温度为40℃，压力为1MPa，理论塔板数为2；脱除重组分(绿油)等杂质后的气相的组成见表2。
表1
表2
通过以上结果可以看出，采用本发明方法的实施例可以有效脱除粗裂解气中的不饱和烃和碳三以上的重组分以及加氢产物中的绿油，并且脱除绿油的气相中的丙烯含量低于0.01重量％，所得气相可直接进乙苯/苯乙烯装置反应器进行烷基化反应，无需再净化，节省了乙苯/苯乙烯装置能耗。
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)
1.一种净化含乙烯原料气的方法，其特征在于，该方法包括：
(1)从含乙烯原料气中分离含碳二及以下烃的轻组分；
(2)将含碳二及以下烃的轻组分进行选择性加氢以脱除炔烃和/或二烯烃；
(3)使用芳烃吸收所得加氢产物中的碳三及以上的重组分。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(1)中分离的条件使得含碳二及以下烃的轻组分中丙烯的重量含量小于300ppm。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，步骤(1)中分离的方式为冷冻分离、精馏分离、浅冷苯洗分离或吸收稳定系统分离。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，所述芳烃选自碳原子数为6-10的苯系物，优选选自苯、乙苯、甲苯和二甲苯中的至少一种。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的方法，其中，步骤(3)中，所述吸收的条件包括：温度为10-200℃，压力为0.01-6MPa，理论塔板数为0-10。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的方法，其中，所述方法不包括：对加氢产物进行冷却的步骤。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的方法，其中，含乙烯原料气为干气和/或粗裂解气。
8.一种净化含乙烯原料气的系统，其特征在于，该系统包括依次连接的碳二回收单元(1)、加氢单元(2)和吸收单元(3)，所述吸收单元(3)设置有芳烃入口以使芳烃作为吸收剂进入。
9.根据权利要求9所述的系统，其中，所述系统不包括设置于加氢单元(2)和吸收单元(3)之间的冷却单元。
10.根据权利要求8或9所述的系统，其中，所述系统还可以包括：与吸收单元(3)相连的烷基化反应单元，从吸收单元(3)采出的吸收碳三及以上的重组分后的加氢产物进入烷基化单元生产乙苯。
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| CN202011218231.1A Pending CN114436746A (zh) | 2020-11-04 | 2020-11-04 | 净化含乙烯原料气的方法和系统 |
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| CN (1) | CN114436746A (zh) |
Citations (9)
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-
2020
- 2020-11-04 CN CN202011218231.1A patent/CN114436746A/zh active Pending
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