CN114479928B - 制备低碳烯烃的方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及低碳烯烃的制备领域，公开了一种原油制备低碳烯烃的方法及系统。该方法包括如下步骤：(1)将原油与轻烃混合后，在大于1MPa的高压条件下进行抽提，得到第一轻组分和第一重组分；(2)将所述第一重组分进行加氢加工，得到第二轻组分和第二重组分；(3)将所述第一轻组分和第二轻组分分别或混合后与水蒸气混合并送入裂解炉的对流段，加热至横跨温度后送入裂解炉的辐射段进行裂解处理得到裂解产物，所述裂解产物经分离得到包含低碳烯烃的产品。本发明提供的方法工艺流程简单，能够提高原油原料的裂解效率，延长运行周期，减少其在裂解时的结焦现象，同时还能够提高产品中低碳烯烃的收率。

Description

制备低碳烯烃的方法及系统
技术领域
本发明涉及低碳烯烃的制备领域，具体地，涉及一种制备低碳烯烃的方法及系统。
背景技术
低碳烯烃具有高经济价值的有机化工原料。随着我国经济的发展，这些有机化工原料的需求量逐年增大，尽管低碳烯烃的生产规模也在逐年增长，但还无法满足日益增长的需求量。
长期以来，我国一直以石脑油作为制备低碳烯烃的主要原料。但近年来，随着中东油田伴生气以及美国页岩气的大量开采，这些廉价的油气资源作为乙烯原料大量使用，造成乙烯相关产品价格降低。为了应对市场竞争的冲击，拓展乙烯裂解装置的原料来源，降低原料成本，成为传统乙烯企业降本增效的有效手段。所以，将特殊的重质烃类，特别是未经加工处理原油，作为裂解炉原料，来生产低碳烯烃，有利于降低烯烃生产装置原料成本和能源消耗，快速适应市场裂解原料的供需变化。原油中包含沸点超过590℃的高分子量非挥发性组分，这些非挥发性组分在常规的裂解炉的对流段进行预热时，有小部分未被气化，未被气化的非挥发性组分随着混合气流夹带到辐射段，容易造成辐射段的结焦沉积，甚至堵塞辐射段，影响裂解产品的收率。
CN101583697A公开了一种用于裂解包含合成油的原料的方法，该方法包括：1、加氢加工包括如下物质的宽沸程等分部分：a在50℉到800℉范围内沸腾的基本上不含残油的通常液态的烃部分，和b在600℉到1050℉范围内沸腾的热裂解烃液体，以提供在73℉到1070℉范围内沸腾的合成原油，其包含大于25wt％的芳香族化合物，大于25wt％的环烷烃，小于0.3wt％的S，小于0.02wt％沥青质并且基本上不含除沥青质外的残油；2、向合成原油中加入在100℉到1050℉范围内沸腾的通常液态的烃组分；和3、在裂解炉中裂解由2产生的混合物以提供裂解流出物，其中裂解炉包括辐射盘管出口，其中裂解在足以得到大于单独裂解合成原油的最佳辐射盘管出口温度的辐射盘管出口温度的条件下进行。该方法在原油中混入现有的乙烯生产原料中，对原油进行稀释，改善原油的裂解性能，提高烯烃的转化率。但该方法受限于现有的乙烯生产原料来源限制，不能有效利用大量原油进行低碳烯烃的生产。
CN104093821A则是采用加氢的方式来处理经过分离的原油重质组分，以提高该组分的链烷烃含量，降低BMCI值。但是，加氢过程需要大量的氢气在中压或高压状态下进行反应，设备投资大，能耗高，而且工艺过程的安全性难以保证。
CN1041967A公开了一种低品位原料的分解处理方法，该方法包括在分解炉中热分解处理含重馏分的低品位原料时，从上述分解炉的预热器中途抽出上述低品位原料，用气液分离方法从上述低品位原料中分离除去重馏分后，再使上述低品位原料返回上述预热器，进行热分解反应。
综上，以上方法存在工艺流程复杂且不稳定易结焦、原油利用率低等技术问题，因此需要寻求一种原油利用率高、工艺流程简单且不易结焦，设备运行周期长的工艺方法及系统。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中存在的原油利用率低、工艺过程中易结焦、设备运行周期短等技术问题，提供一种制备低碳烯烃的方法及系统，该方法工艺流程简单，能够提高原油原料的裂解效率，延长运行周期，减少其在裂解时的结焦现象，同时还能够提高产品中低碳烯烃的收率。
为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种制备低碳烯烃的方法，该方法包括步骤(1)、(2)和(3A)，或该方法包括步骤(1)、(2)和(3B)：
(1)将原油与轻烃混合后，在大于1MPa的高压条件下进行抽提，得到第一轻组分和第一重组分；
(2)将所述第一重组分进行加氢加工，得到第二轻组分和第二重组分；
(3A)将所述第一轻组分和第二轻组分分别或混合后，再与水蒸气混合并送入裂解炉的对流段，加热至横跨温度后送入裂解炉的辐射段进行裂解处理得到裂解产物，所述裂解产物经分离得到包含低碳烯烃的产品；
(3B)将所述第一轻组分进行降压处理，得到气相组分和液相组分；将所述液相组分和所述第二轻组分分别或混合后，再与水蒸气混合并送入裂解炉的对流段，加热至横跨温度后送入裂解炉的第一辐射段进行第一裂解处理得到第一裂解产物；将所述气相组分与水蒸气混合，并送入裂解炉的对流段，加热至横跨温度后送入裂解炉的第二辐射段进行第二裂解处理得到第二裂解产物；将所述第一裂解产物和第二裂解产物分别或混合后经分离得到包含低碳烯烃的产品。
本发明第二方面提供一种原油制备低碳烯烃的系统，该系统包括：高压抽提塔、加氢加工单元、裂解炉和裂解气分离单元，
所述高压抽提塔，用于将原油与轻烃的混合物进行抽提，以得到第一轻组分和第一重组分；
所述加氢加工单元连通所述高压抽提塔，用于将来自所述高压抽提塔的第一重组分进行加氢加工，以得到第二轻组分和第二重组分；
所述裂解炉连通所述高压抽提塔和所述加氢加工单元，用于将来自所述高压抽提塔的所述第一轻组分、来自所述加氢加工单元的所述第二轻组分与水蒸气混合后，经对流段加热至横跨温度后，进行裂解处理，以得到裂解产物；
所述裂解气分离单元连通所述裂解炉，用于将来自所述裂解炉的裂解产物进行分离，以得到包含低碳烯烃的产品；
优选地，所述裂解炉包括沿流体方向依次排布的对流段和辐射段。
通过上述技术方案，将原油与轻烃混合后经高压抽提获得第一轻组分和第一重组分，第一重组分经过加氢加工处理，获得第二轻组分和第二重组分，所得第一轻组分与第二轻组分混合或分别进行裂解处理，获得包含低碳烯烃的产品。或者将第一轻组分降压为气相组分和液相组分，液相组分与第二轻组分的混合物、气相组分分别与水蒸气混合，并进行裂解处理，获得包含低碳烯烃的产品。该方法能够有效简化原油利用的流程，同时提高原油的利用效率。
与现有技术相比，本发明具有至少如下有益效果：采用裂解炉，同时与高压抽提单元和加氢加工单元配合，能够有效解决重质裂解原料(例如原油)在对流段不能充分气化、在辐射段和急冷部分容易结焦的问题，同时简化原油利用路线，获得较高的低碳烯烃的收率，延长运行周期。
本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
图1为本发明一种具体实施方式的原油制备低碳烯烃的系统的结构及流程示意图。
附图标记说明
1、对流段第一管组；2对流段第二管组；3、辐射段；4、裂解炉；5、高压抽提装置；6、加氢处理器；7、分离器；8、氢气精制装置；9、加氢加工单元；10、裂解气分离单元。
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。
本发明中，急冷装置、换热装置等未在图1中示出(可以参照本领域常规的方式理解)。
本发明第一方面提供一种原油制备低碳烯烃的方法，该方法包括步骤(1)、(2)和(3A)，或该方法包括步骤(1)、(2)和(3B)：
(1)将原油与轻烃混合后，在大于1MPa的高压条件下进行抽提，得到第一轻组分和第一重组分；
(2)将所述第一重组分进行加氢加工，得到第二轻组分和第二重组分；
(3A)将所述第一轻组分和第二轻组分分别或混合后与水蒸气混合并送入裂解炉的对流段，加热至横跨温度后送入裂解炉的辐射段进行裂解处理得到裂解产物，所述裂解产物经分离得到包含低碳烯烃的产品；
(3B)将所述第一轻组分进行降压处理，得到气相组分和液相组分；将所述液相组分和所述第二轻组分分别或混合后，再与水蒸气混合并送入裂解炉的对流段，加热至横跨温度后送入裂解炉的第一辐射段进行第一裂解处理得到第一裂解产物；将所述气相组分与水蒸气混合，并送入裂解炉的对流段，加热至横跨温度后送入裂解炉的第二辐射段进行第二裂解处理得到第二裂解产物；将所述第一裂解产物和第二裂解产物分别或混合后经分离得到包含低碳烯烃的产品。
本发明中，所述轻烃一般指低碳烃类，优选指低碳烷烃。
根据本发明的一些实施方式，优选地，所述轻烃可以选自C3-C5的烷烃，更优选选自丙烷、正丁烷和异丁烷中的至少一种。
本发明中，一般地，当所述轻烃选自两种或两种组分以上的情况下，对所述各组分之间的重量比没有特别的限定，只要能够满足本发明的抽提的需求即可。
本发明中，优选情况下，所述第一轻组分可以为轻烃和原油中非沥青组分的混合物，其中，所述第一轻组分中的轻烃可以为部分或全部的步骤(1)中引入的轻烃；所述第一重组分可以为包含胶质和沥青的混合物。
本发明中，所述第二轻组分可以为终沸点低于385℃的混合物，优选为终沸点低于350℃的混合物。
根据本发明的一些实施方式，优选地，所述轻烃与所述原油的重量比可以为(0.1-10)：1，优选为(2-6)：1。
根据本发明的一些实施方式，优选地，步骤(1)中，所述抽提的条件可以包括：压力为1-10MPa，更优选为3-6MPa；温度为70-200℃，更优选为80-160℃。
根据本发明的一些实施方式，为了使得所述轻烃与所述原油在所述抽提塔内更加充分的接触，优选情况下，所述原油可以送入抽提塔的中上部；所述轻烃可以送入抽提塔的中下部。
本发明中，所述抽提塔优选为高压抽提塔。
根据本发明的一些实施方式，优选地，所述方法还包括：步骤(1)中，所述原油与轻烃混合之前，还对所述原油进行预热处理，使其达到所述抽提所需的温度。
本发明中，优选地，将原油送入裂解炉的对流段第一管组进行所述预热处理。
根据本发明的一些实施方式，优选地，步骤(2)中，所述加氢加工可以依次包括加氢处理、分离和氢气精制，
所述加氢处理采用催化加氢处理、渣油加氢处理和氢化裂化处理中的至少一种，优选采用催化加氢处理；优选地，所述加氢处理的条件包括：催化剂为Co-Ni-Mo/Al2O3，温度为200-300℃，优选为260-280℃；压力为2-3MPa，优选为2.4-2.8MPa；氢油重量比为2-4，优选为2.5-3.5；所述第一重组分的体积空速为1.5-3h-1，优选为1.8-2.5h-1。
本发明中，对所述第一重组分进行加氢处理，可以实现原油抽提后的重组分(第一重组分)充分加氢氢化，使得单烯加氢率高达95％。
本发明中，优选情况下，催化加氢产物(所述第一重组分经加氢处理后的产物)依次经过加氢加工单元的分离器分离、氢气精制，获得循环氢、第二轻组分和第二重组分。
根据本发明的一些实施方式，优选地，步骤(3A)中的所述裂解处理、步骤(3B)中的所述第一裂解处理和第二裂解处理的条件各自独立地包括：水油重量比为(0.1-2)：1，优选为(0.4-1.5)：1；辐射段(步骤(3A)中的所述裂解炉的辐射段、步骤(3B)中的所述裂解炉的第一辐射段、第二辐射段)的出口温度为600-950℃，优选为780-870℃；裂解处理(步骤(3A)中的所述裂解处理、步骤(3B)中的所述第一裂解处理、第二裂解处理)停留的时间为0.05-1s，优选为0.1-0.7s；
和/或，所述横跨温度为500-760℃，优选为540-710℃。
根据本发明的一些实施方式，优选地，步骤(3B)中，所述第一裂解处理的条件包括：所述第一辐射段的出口温度为750-950℃，优选为760-900℃；所述第一裂解处理的停留时间为0.05-1s，优选为0.1-0.7s；所述第一裂解处理的水油重量比为(0.1-2)：1，优选为(0.4-1.5)：1。
根据本发明的一些实施方式，优选地，步骤(3B)中，
所述第二裂解处理的条件包括：所述第二辐射段的出口温度为780-950℃，优选为800-900℃；所述第二裂解处理的停留时间为0.05-1s，优选为0.1-0.7s；所述第二裂解处理的水油重量比为(0.1-2)：1，优选为(0.4-1.5)：1。
根据本发明的一些实施方式，优选地，步骤(3B)中，所述降压处理的条件可以包括：将所述第一轻组分的压力降低至0.01-2.5MPa，更优选降低至0.1-1MPa。
本发明中，所述降压处理在降压设备中进行。
本发明中，优选情况下，步骤(3A)和步骤(3B)中，所述裂解炉的对流段均指裂解炉的对流段第二管组。
本发明中，步骤(3A)中的裂解处理和步骤(3B)中所述第一、第二裂解处理优选为蒸汽裂解。
本发明中，优选地，该方法还包括将所述裂解产物在分离之前进行换热处理。能够进一步提高产品中低碳烯烃的收率，并减少裂解产物在冷却分离时产生结焦现象。
本发明中，所述换热是为了进一步提高原油裂解产物中低碳烯烃的收率，同时减少裂解产物在分离阶段发生结焦现象的可能性。
本发明中，优选情况下，所述裂解产物的分离(包括步骤(3A)和步骤(3B)中的分离)可以采用本领域常规的手段，例如，将步骤(3A)中所述裂解产物、步骤(3B)中所述第一裂解产物和第二裂解产物顺序进行入急冷器和裂解气分离单元后获得氢气、轻烃(甲烷、丙烷、丁烷等)、乙烯、丙烯、丁二烯、汽油、燃料油和柴油等产品。
本发明中，优选情况下，所述方法还可以包括：
(4)将步骤(2)中所述第二重组分与裂解炉对流段的过热蒸汽接触，进行汽提后，用作燃料油；
(5)将所述循环氢和裂解产物分离得到的氢气返回至加氢加工单元，与新鲜氢气一起作为加氢加工单元的氢原料；将裂解产物分离得到的轻烃返回高压抽提塔，部分或全部作为步骤(1)中的轻烃。
本发明第二方面提供一种原油制备低碳烯烃的系统，该系统包括：高压抽提塔5、加氢加工单元9、裂解炉4和裂解气分离单元10，
所述高压抽提塔5，用于将原油与轻烃的混合物进行抽提，以得到第一轻组分和第一重组分；
所述加氢加工单元9连通所述高压抽提塔5，用于将来自所述高压抽提塔5的第一重组分进行加氢加工，以得到第二轻组分和第二重组分；
所述裂解炉4连通所述高压抽提塔5和所述加氢加工单元9，用于将来自所述高压抽提塔5的所述第一轻组分、来自所述加氢加工单元9的所述第二轻组分与水蒸气混合后，经对流段加热至横跨温度后，进行裂解处理，以得到裂解产物；
所述裂解气分离单元10连通所述裂解炉4，用于将来自所述裂解炉4的裂解产物进行分离，以得到包含低碳烯烃的产品；
本发明中，优选地，所述裂解炉4包括沿流体方向依次排布的对流段和辐射段3；其中，所述对流段包括对流段第一管组1、对流段第二管组2。
根据本发明的一种实施方式，优选地，所述高压抽提塔5与所述裂解炉4之间还包括降压设备，用于将来自所述高压抽提塔5的第一轻组分进行降压处理，以得到气相组分和液相组分；优选地，所述裂解炉的辐射段3包括第一辐射段和第二辐射段。
本发明中，优选地，对所述加氢加工单元9没有特别的限定，只要能够满足本发明的需求即可，可以参照本领域的常规技术选择，例如所述加氢加工单元9可以包括依次相连的加氢处理器6、分离器7、氢气精制装置8。
本发明中，所述原油可以包括石脑油、轻石脑油、柴油、加氢尾油、轻质原油、终馏点高于600℃且低于700℃的原油和经过脱水脱盐处理的脱后原油，优选包括柴油、加氢尾油、轻质原油、经过脱水脱盐处理的脱后原油和终馏点高于600℃且低于700℃的原油。
本发明中，低碳烯烃一般指乙烯、丙烯以及1,3-丁二烯。
本发明中，在没有特别说明的情况下，所述压力均指“表压”。
本发明中，“横跨温度”指裂解原料经过对流段预热进入辐射段的温度，也可以指裂解反应开始的温度。
按照一种具体的实施方式，结合图1，本发明的原油制备低碳烯烃的方法在本发明的原油制备低碳烯烃的系统中的使用具体可以包括以下流程：
(a)将原油送入裂解炉4的对流段第一管组1进行预热，与轻烃一起送入高压抽提塔5，进行抽提，塔顶得到第一轻组分，塔底得到第一重组分；
(b)将第一重组分送入加氢加工单元9，加氢加工单元9采用催化加氢处理高压抽提塔5塔底馏分(第一重组分)，采用的催化剂为Co-Ni-Mo/Al2O3；催化加氢产物经过分离器7分离和氢气精制，获得循环氢、第二轻组分和第二重组分；
(c)将第一轻组分和第二轻组分混合后，再与水蒸气混合并送入裂解炉4的对流段第二管组2，加热至横跨温度后送入裂解炉的辐射段3进行裂解，得到裂解产物经分离得到氢气、低碳烯烃、轻烃、裂解汽油、裂解柴油和裂解燃料油；
(d)将第二重组分与对流段的过热蒸汽接触，进行汽提后，用作燃料油；
(e)将循环氢和裂解产物分离得到的氢气返回至加氢加工单元9，与新鲜氢气一起作为加氢单元的氢原料。将裂解产物分离得到的丙烷返回高压抽提塔5，作为轻烃。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
以下实施例中，实施例1和对比例采用的裂解炉为单炉膛裂解炉，只含有一个辐射段，具体为CBL-III型裂解炉(购自中国石化集团公司)；
实施例2-4采用的裂解炉为双辐射段裂解炉(双炉膛裂解炉)，具体为CBL-VII型裂解炉(购自中国石化集团公司)。
以下实施例和对比例中所用的原油的组成如表1所示，该组成根据ASTM D5307方法测得。
表1
分析项目 ASTM D5307
IP，℃ 69
10％，℃ 192
20％，℃ 272
30％，℃ 337
40％，℃ 393
50％，℃ 446
60％，℃ 508
70％，℃ 595
75％，℃ 653
80％，℃ -
90％，℃ -
EP，℃ -
实施例1
(1)将原油送入裂解炉的对流段第一管组进行预热，与轻烃(丙烷)一起送入高压抽提塔，轻烃与原油的重量比为6:1，抽提塔的压力为6MPa，抽提塔的温度为90℃，塔顶得到第一轻组分，塔底得到第一重组分；
(2)将第一重组分送入加氢加工单元，该加氢单元采用催化加氢处理塔底馏分，采用的催化剂为Co-Ni-Mo/Al2O3，加氢温度为270℃，加氢压力为2.6MPa，氢油重量比为3，第一重组分的体积空速为2h-1，单烯加氢率为95％。催化加氢产物经过分离装置和H2精制装置，获得循环氢、第二轻组分(沸点在288℃以下)和第二重组分(沸点在288℃以上)；
(3A)将第一轻组分和第二轻组分混合后与水蒸气混合并送入裂解炉的对流段第二管组，加热至横跨温度(585℃)后送入裂解炉的辐射段进行裂解处理，水油重量比为0.7：1，裂解炉辐射段的出口温度为795℃，反应停留时间0.24s，得到裂解产物经分离得到氢气、丙烷、低碳烯烃、裂解汽油、裂解柴油和裂解燃料油；
(4)将第二重组分与对流段的过热蒸汽接触，进行汽提后，用作燃料油。
(5)将循环氢和裂解产物分离得到的氢气返回至加氢加工单元，与新鲜氢气一起作为加氢加工单元的氢原料。将裂解产物分离得到的丙烷按比例返回高压抽提塔，作为步骤(1)中的轻烃。
裂解产物经过分离获得低碳烯烃，其中乙烯收率为25.72wt％，丙烯的收率为14.12wt％，1,3-丁二烯的收率为4.78wt％，三烯收率为44.58wt％。运行周期为48天。
实施例2
(1)将原油送入裂解炉的对流段第一管组进行预热，与轻烃(按重量比计，异丁烷5％，正丁烷95％)一起送入高压抽提塔，轻烃与原油的重量比为4:1，抽提塔的压力为4.5MPa，抽提塔的温度为155℃，塔顶得到第一轻组分，塔底得到第一重组分；
(2)将第一重组分送入加氢加工单元，该加氢单元采用催化加氢处理塔底馏分，采用的催化剂为Co-Ni-Mo/Al2O3，加氢温度为270℃，加氢压力为2.6MPa，氢油重量比为3，第一重组分的体积空速为2h-1，单烯加氢率为95％。催化加氢产物经过分离装置和H2精制装置，获得循环氢、第二轻组分(沸点在230℃以下)和第二重组分(沸点在230℃以上)；
(3B)将第一轻组分压力降低到1MPa，分离得到气相组分和液相组分；将液相组分和第二轻组分混合后，再与水蒸气混合并送入裂解炉的对流段第二管组，加热至横跨温度后送入裂解炉的第一辐射段进行第一裂解处理得到第一裂解产物，其中，第一裂解处理的条件为：横跨温度为600℃，水油重量比为0.85:1，反应出口(裂解炉第一辐射段的出口)温度为785℃，反应停留时间为0.24秒；将所述气相组分与水蒸气混合后送入裂解炉的对流段，加热至横跨温度后送入裂解炉的第二辐射段进行第二裂解处理得到第二裂解产物；其中，第二裂解处理的条件为：横跨温度为600℃，水油重量比为0.6:1，反应出口(裂解炉第二辐射段的出口)温度为820℃，反应停留时间为0.24秒；
(4)将第二重组分与对流段的过热蒸汽接触，进行汽提后，用作燃料油。
(5)将循环氢和裂解产物分离得到的氢气返回至加氢加工单元，与新鲜氢气一起作为加氢加工单元的氢原料。将裂解产物分离得到的正丁烷和异丁烷按比例返回高压抽提塔，作为步骤(1)中的轻烃。
裂解产物经过分离获得低碳烯烃，其中乙烯收率为26.35wt％，丙烯的收率为14.49wt％，1,3-丁二烯的收率为4.90wt％，三烯收率为45.74wt％。运行周期为50天。
实施例3
(1)将原油送入裂解炉的对流段第一管组进行预热，与轻烃(正丁烷)一起送入高压抽提塔，轻烃与原油的重量比为3:1，抽提塔的压力为6MPa，抽提塔的温度为140℃，塔顶得到第一轻组分，塔底得到第一重组分；
(2)将第一重组分送入加氢加工单元，该加氢单元采用催化加氢处理塔底馏分，采用的催化剂为Co-Ni-Mo/Al2O3，加氢温度为270℃，加氢压力为2.6MPa，氢油重量比为3，第一重组分的体积空速为2h-1，单烯加氢率为95％。催化加氢产物经过分离装置和H2精制装置，获得循环氢、第二轻组分(沸点在315℃以下)和第二重组分(沸点在315℃以上)；
(3)将第一轻组分压力降低到1MPa，分离得到气相组分和液相组分；将液相组分和第二轻组分混合后与水蒸气混合后并送入裂解炉的对流段第二管组，加热至横跨温度后送入裂解炉的第一辐射段进行第一裂解处理得到第一裂解产物，其中，第一裂解处理的条件为：横跨温度为585℃，水油重量比为1:1，反应出口(裂解炉第一辐射段的出口)温度765℃，反应停留时间0.24秒；将所述气相组分与水蒸气混合后送入裂解炉的对流段，加热至横跨温度后送入裂解炉的第二辐射段进行第二裂解处理得到第二裂解产物；其中，第二裂解处理的条件为：横跨温度为585℃，水油重量比为0.8:1，反应出口(裂解炉第二辐射段的出口)温度800℃，反应停留时间0.2秒；
(4)将第二重组分与对流段的过热蒸汽接触，进行汽提后，用作燃料油。
(5)将循环氢和裂解产物分离得到的氢气返回至加氢加工单元，与新鲜氢气一起作为加氢加工单元的氢原料。将裂解产物分离得到的正丁烷按比例返回高压抽提塔，作为步骤(1)中的轻烃。
裂解产物经过分离获得低碳烯烃，其中乙烯收率为24.13wt％，丙烯的收率为13.27wt％，1,3-丁二烯的收率为4.49wt％，三烯收率为41.89wt％。运行周期为48天。
实施例4
(1)将原油送入裂解炉的对流段第一管组进行预热，与轻烃(正丁烷)一起送入高压抽提塔，轻烃与原油的重量比为10:1，抽提塔的压力为10MPa，抽提塔的温度为160℃，塔顶得到第一轻组分，塔底得到第一重组分；
(2)将第一重组分送入加氢加工单元，该加氢单元采用催化加氢处理塔底馏分，采用的催化剂为Co-Ni-Mo/Al2O3，加氢温度为270℃，加氢压力为2.6MPa，氢油重量比为3，第一重组分的体积空速为2h-1，单烯加氢率为95％。催化加氢产物经过分离装置和H2精制装置，获得循环氢、第二轻组分(沸点在200℃以下)和第二重组分(沸点在200℃以上)；
(3B)将第一轻组分压力降低到1MPa，分离得到气相组分和液相组分；将液相组分和第二轻组分混合后，再与水蒸气混合并送入裂解炉的对流段第二管组，加热至横跨温度后送入裂解炉的第一辐射段进行第一裂解处理得到第一裂解产物，其中，第一裂解处理的条件为：横跨温度605℃，水油重量比为0.8:1，反应出口(裂解炉第一辐射段的出口)温度为790℃，反应停留时间0.21秒；将所述气相组分与水蒸气混合后送入裂解炉的对流段，加热至横跨温度后送入裂解炉的第二辐射段进行第二裂解处理得到第二裂解产物；其中，第二裂解处理的条件为：横跨温度605℃，水油重量比为0.6:1，反应出口(裂解炉第二辐射段的出口)温度为820℃，反应停留时间0.2秒；
(4)将第二重组分与对流段的过热蒸汽接触，进行汽提后，用作燃料油。
(5)将循环氢和裂解产物分离得到的氢气返回至加氢加工单元，与新鲜氢气一起作为加氢加工单元的氢原料。将裂解产物分离得到的正丁烷按比例返回高压抽提塔，作为步骤(1)中的轻烃。
裂解产物经过分离获得低碳烯烃，其中乙烯收率为24.65wt％，丙烯的收率为14.79wt％，1,3-丁二烯的收率为4.63wt％，三烯收率为44.07wt％。运行周期为49天。
对比例
该对比例采用常规的裂解炉进行裂解。
脱水脱盐的原油直接送入裂解炉中，经过对流段后，直接进入辐射段，进行裂解。裂解气采用LUMMUS的顺序分离流程。
对蒸汽裂解反应产物进行分析得知，乙烯的收率为21.49wt％，丙烯的收率为13.29wt％，1,3-丁二烯的收率为4.03wt％，三烯收率为38.81wt％。
运行周期为5天。
从实施例和对比例的结果可以看出，采用传统裂解装置，采用原油裂解仅维持5天运行周期，而本发明的方法，采用高压抽提与加氢装置对原油进行处理，能够有效减少结焦发生，运行周期达到48-50天；并且，在相同工艺条件下，相比对比例，本发明有效提高了低碳烯烃的产率。
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 (24)

1.一种制备低碳烯烃的方法，其特征在于，该方法包括步骤(1)、(2)和(3A)，或该方法包括步骤(1)、(2)和(3B)：
(1)将原油与轻烃混合后，在大于1MPa的高压条件下进行抽提，得到第一轻组分和第一重组分；
(2)将所述第一重组分进行加氢加工，得到第二轻组分和第二重组分；
(3A)将所述第一轻组分和第二轻组分分别或混合后与水蒸气混合并送入裂解炉的对流段，加热至横跨温度后送入裂解炉的辐射段进行裂解处理得到裂解产物，所述裂解产物经分离得到包含低碳烯烃的产品；
(3B)将所述第一轻组分进行降压处理，得到气相组分和液相组分；将所述液相组分和所述第二轻组分分别或混合后，再与水蒸气混合并送入裂解炉的对流段，加热至横跨温度后送入裂解炉的第一辐射段进行第一裂解处理得到第一裂解产物；将所述气相组分与水蒸气混合，并送入裂解炉的对流段，加热至横跨温度后送入裂解炉的第二辐射段进行第二裂解处理得到第二裂解产物；将所述第一裂解产物和第二裂解产物分别或混合后经分离得到包含低碳烯烃的产品；
步骤(1)中，所述轻烃与所述原油的重量比为(0.1-10)：1，所述轻烃选自C3-C5的烷烃；
步骤(3A)中的所述裂解处理、步骤(3B)中的所述第一裂解处理和第二裂解处理的条件各自独立地包括：水油重量比为(0.1-2)：1；辐射段的出口温度为600-950℃；裂解处理停留的时间为0.05-1s。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(1)中，所述轻烃与所述原油的重量比为(2-6)：1；
和/或，所述轻烃选自丙烷、正丁烷和异丁烷中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(1)中，所述抽提的条件包括：压力为1-10MPa；温度为70-200℃。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(1)中，所述抽提的压力为3-6MPa。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(1)中，所述抽提的温度为80-160℃。
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：步骤(1)中，所述原油与轻烃混合之前，对所述原油进行预热处理。
7.根据权利要求1-5中任意一项所述的方法，其中，步骤(2)中，所述加氢加工依次包括加氢处理、分离和氢气精制，
所述加氢处理采用催化加氢处理、渣油加氢处理和氢化裂化处理中的至少一种。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述加氢处理采用催化加氢处理。
9.根据权利要求7所述的方法，其中，所述加氢处理的条件包括：催化剂为Co-Ni-Mo/Al2O3，温度为200-300℃，；压力为2-3MPa；氢油重量比为2-4；所述第一重组分的体积空速为1.5-3h-1。
10.根据权利要求7所述的方法，其中，所述加氢处理的温度为260-280℃。
11.根据权利要求7所述的方法，其中，所述加氢处理的压力为2.4-2.8MPa。
12.根据权利要求7所述的方法，其中，所述加氢处理的氢油重量比为2.5-3.5。
13.根据权利要求7所述的方法，其中，所述加氢处理的所述第一重组分的体积空速为1.8-2.5h-1。
14.根据权利要求1-5中任意一项所述的方法，其中，步骤(3A)中的所述裂解处理、步骤(3B)中的所述第一裂解处理和第二裂解处理的条件各自独立地包括：水油重量比为(0.4-1.5)：1；辐射段的出口温度为780-870℃；裂解处理停留的时间为0.1-0.7s；
和/或，所述横跨温度为500-760℃。
15.根据权利要求1-5中任意一项所述的方法，其中，所述横跨温度为540-710℃。
16.根据权利要求1-5中任意一项所述的方法，其中，步骤(3B)中，所述第一裂解处理的条件包括：所述第一辐射段的出口温度为750-950℃；所述第一裂解处理的停留时间为0.05-1s；所述第一裂解处理的水油重量比为(0.1-2)：1；
和/或，所述第二裂解处理的条件包括：所述第二辐射段的出口温度为780-950℃；所述第二裂解处理的停留时间为0.05-1s；所述第二裂解处理的水油重量比为(0.1-2)：1。
17.根据权利要求1-5中任意一项所述的方法，其中，步骤(3B)中，所述第一裂解处理的条件包括：所述第一辐射段的出口温度为760-900℃；所述第一裂解处理的停留时间为0.1-0.7s；所述第一裂解处理的水油重量比为(0.4-1.5)：1。
18.根据权利要求1-5中任意一项所述的方法，其中，步骤(3B)中，所述第二裂解处理的条件包括：所述第二辐射段的出口温度为800-900℃；所述第二裂解处理的停留时间为0.1-0.7s；所述第二裂解处理的水油重量比为(0.4-1.5)：1。
19.根据权利要求1-5中任意一项所述的方法，其中，步骤(3B)中，所述降压处理的条件包括：将所述第一轻组分的压力降低至0.01-2.5MPa。
20.根据权利要求1-5中任意一项所述的方法，其中，步骤(3B)中，所述降压处理的条件包括：将所述第一轻组分的压力降低至0.1-1MPa。
21.一种制备低碳烯烃的系统，其特征在于，该系统包括：高压抽提塔(5)、加氢加工单元(9)、裂解炉(4)和裂解气分离单元(10)，
所述高压抽提塔(5)，用于将原油与轻烃的混合物进行抽提，以得到第一轻组分和第一重组分；
所述加氢加工单元(9)连通所述高压抽提塔(5)，用于将来自所述高压抽提塔(5)的第一重组分进行加氢加工，以得到第二轻组分和第二重组分；
所述裂解炉(4)连通所述高压抽提塔(5)和所述加氢加工单元(9)，用于将来自所述高压抽提塔(5)的所述第一轻组分、来自所述加氢加工单元(9)的所述第二轻组分与水蒸气混合后，经对流段加热至横跨温度后，进行裂解处理，以得到裂解产物；
所述裂解气分离单元(10)连通所述裂解炉(4)，用于将来自所述裂解炉(4)的裂解产物进行分离，以得到包含低碳烯烃的产品。
22.根据权利要求21所述的系统，其中，所述裂解炉(4)包括沿流体方向依次排布的对流段和辐射段(3)。
23.根据权利要求21所述的系统，其中，所述高压抽提塔(5)与所述裂解炉(4)之间还包括降压设备，用于将来自所述高压抽提塔(5)的第一轻组分进行降压处理，以得到气相组分和液相组分；
和/或，所述加氢加工单元(9)包括依次相连的加氢处理器(6)、分离器(7)、氢气精制装置(8)。
24.根据权利要求22所述的系统，其中，所述裂解炉的辐射段(3)包括第一辐射段和第二辐射段。
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