Mto工藝與石腦油及丙烷裂解順序分離工藝耦合的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種MTO工藝與石腦油及丙烷裂解順序分離工藝耦合的方法，主要解決現(xiàn)有耦合技術中流程設計不合理、投資較大、原料產品效益較低的問題。本發(fā)明通過采用一種MTO工藝與石腦油及丙烷裂解順序分離工藝耦合的方法，MTO產品氣經壓縮、干燥后進入粗分離塔，包括C2以下及部分C3組分的粗分離塔塔頂物流進入石腦油及丙烷裂解順序分離工藝流程中的冷箱，包括剩余部分C3及C4以上組分的粗分離塔釜物流進入MTO分離流程中的脫丙烷塔，脫丙烷塔釜物流進入石腦油及丙烷裂解順序分離工藝流程中的脫丁烷塔的技術方案較好地解決了上述問題，可用于用于低碳烯烴的生產中。
【專利說明】MTO工藝與石腦油及丙烷裂解順序分離工藝耦合的方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種ΜΤ0工藝與石腦油及丙烷裂解順序分離工藝耦合的方法。

【背景技術】
[0002] 低碳烯烴，即乙烯和丙烯，是兩種重要的基礎化工原料，目前乙烯、丙烯主要是通 過石油路線來生產，如石腦油蒸汽裂解制乙烯、丙烯技術。US20070083071公布了一種烴催 化裂解生產乙烯、丙烯的工藝方法，烴原料在催化裂解爐中轉化為包括低碳烯烴的產品，然 后將產品物流通過一系列工藝分離成C2?C3烷烴、C2?C3烯烴、C4+烴三種物流，將C2? C3烷烴返回管式裂解爐進行熱裂解，C4+烴返回催化裂解爐進行催化裂解，最終得到較高 收率的乙烯、丙烯產品。
[0003] 但由于石油資源有限的供應量及較高的價格，由石油資源生產乙烯、丙烯的成本 不斷增加。近年來，人們開始大力發(fā)展替代原料轉化制乙烯、丙烯的技術，尤其是甲醇制烯 烴（ΜΤ0)工藝，可由煤或天然氣經甲醇制備低碳烯烴，降低了對石油資源的依賴度。
[0004] US6166282中公布了一種氧化物轉化為低碳烯烴的技術和反應器，采用快速流化 床反應器，氣相在氣速較低的密相反應區(qū)反應完成后，上升到內徑急速變小的快分區(qū)后，采 用特殊的氣固分離設備初步分離出大部分的夾帶催化劑。由于反應后產物氣與催化劑快速 分離，有效的防止了二次反應的發(fā)生。經模擬計算，與傳統(tǒng)的鼓泡流化床反應器相比，該快 速流化床反應器內徑及催化劑所需藏量均大大減少。
[0005] 乙烯裝置中，烴類裂解裝置產生的輕烴混合物，一般通過深冷方法進行分離。深冷 分離流程按照第一個精餾塔輕重關鍵組分的不同又分為順序分離流程、前脫乙烷分離流程 和前脫丙烷分離流程。其中，順序分離流程按裂解氣組成和分子量的順序分離，然后再進 行同碳原子數(shù)的烴類分離，采用后加氫脫除炔烴的方法，因技術成熟，對各種原料有比較強 的適應性，運轉平穩(wěn)可靠，產品質量好，在工業(yè)裝置中被廣泛采用。此外，裂解反應器流出物 還通常含有一定市場價值的較高的烷烴及芳烴族，可進行工業(yè)應用。CN101539364公開了 一種輕烴順序分離流程的裂解氣壓縮系統(tǒng)改進方法，通過在裂解氣壓縮機末端出口設置換 熱器，將輕烴原料逐級冷卻至10-20°C，并設置氣液分離裝置，分離出的氣相物料送至氣相 干燥器，干燥后送至下游深冷系統(tǒng)，分離出的液相物料一部分返回裂解氣壓縮機上一級的 吸入緩沖罐或凝液汽提塔，剩余液相物料送至液相干燥器，經干燥后送深冷系統(tǒng)，避免了凝 液在閃蒸和汽提時產生的輕組分物料在裂解氣壓縮機段間循環(huán)，降低了裂解氣壓縮機的負 荷，實現(xiàn)了乙烯裝置的節(jié)能增產改造。雖然裂解裝置經改造有節(jié)能，但目前現(xiàn)有裂解裝置原 料石腦油價格高企，裂解成本較高，競爭性變差，則需綜合考慮乙烯裝置運行的經濟效益。
[0006] 對于如何降低石腦油消耗，采用甲醇替代石腦油生產低碳烯烴，并將ΜΤ0工藝與 蒸汽裂解制乙烯工藝有效的耦合在一起，成為研究的方向之一。CN103755510A涉及一種 利用醇烴共煉技術生產丙烯的工藝，是將乙烯裝置或煉油裝置與醇烴共煉反應區(qū)共用分離 區(qū)，實現(xiàn)一體化生產的工藝。CN 102408294公開了甲醇制烯烴反應系統(tǒng)與烴熱解系統(tǒng)的綜 合，描述了一種綜合的ΜΤ0合成和烴熱解系統(tǒng)，其中使ΜΤ0系統(tǒng)和它的補充烯烴裂化反應器 與烴熱解反應器組合，通過補充烯烴裂化反應器聯(lián)合處理含氧物制烯烴MTO反應器的流出 物的較重餾分以及烴熱解系統(tǒng)的流出物的較輕餾分，可以成功將MT0系統(tǒng)與烴熱解系統(tǒng)綜 合，并使較大烯烴轉換輕質烯烴的產量增大，促進烯烴和其它石油化學產品的靈活生產。
[0007] 現(xiàn)有的耦合技術均存在流程設計不合理、投資較大、操作費用較高的問題。本發(fā)明 有針對性的解決了該問題。


【發(fā)明內容】

[0008] 本發(fā)明所要解決的技術問題是現(xiàn)有耦合技術中流程設計不合理、投資較大、原料 產品效益較低的問題，提供一種新的ΜΤ0工藝與石腦油及丙烷裂解順序分離工藝耦合的方 法。該方法用于低碳烯烴的生產中，具有流程設計合理、投資較小、原料產品效益較高的優(yōu) 點。
[0009] 為解決上述問題，本發(fā)明采用的技術方案如下：一種ΜΤ0工藝與石腦油及丙烷裂 解順序分離工藝耦合的方法，ΜΤ0產品氣經壓縮、干燥后進入粗分離塔，包括C2以下及部分 C3組分的粗分離塔塔頂物流進入石腦油及丙烷裂解順序分離工藝流程中的冷箱，包括剩余 部分C3及C4以上組分的粗分離塔釜物流進入ΜΤ0分離流程中的脫丙烷塔，脫丙烷塔塔頂 物流進入ΜΤ0分離流程中的丙烯精餾塔，丙烯精餾塔頂?shù)玫奖┊a品，丙烯精餾塔釜得到 丙烷，脫丙烷塔釜物流進入石腦油及丙烷裂解順序分離工藝流程中的脫丁烷塔，其中，石腦 油與丙烷裂解的裂解氣混合后進入所述順序分離流程，依托石腦油及丙烷裂解順序分離工 藝流程得到甲烷氫、乙烯、乙烷、部分丙烷、部分丙烯、混合C4及C5以上烴產品，從ΜΤ0工藝 分離流程中得到剩余部分丙烷、剩余部分丙烯產品，通過降低石腦油進料量保持所述石腦 油及丙烷裂解順序分離工藝流程中的脫乙烷塔進料中的乙烯、丙烯流量不變，丙烷與石腦 油原料的質量比為〇. 49?0. 84。
[0010] 上述技術方案中，優(yōu)選地，所述粗分離塔的操作條件：溫度為-20°C?10°C，壓力 為 0· 6 ?3. OMPaG。
[0011] 上述技術方案中，優(yōu)選地，所述ΜΤ0產品氣中乙烯與丙烯質量比0.8?1.5 :1。
[0012] 上述技術方案中，優(yōu)選地，所述石腦油及丙烷裂解順序分離工藝的裂解氣中丙烯 與乙烯質量比0. 47?0. 53 :1。
[0013] 上述技術方案中，優(yōu)選地，所述ΜΤ0工藝分離單元所需冷量由冷凍水站提供。
[0014] 上述技術方案中，優(yōu)選地，所述包括C2以下及部分C3組分的粗分離塔塔頂物流經 增壓后進入石腦油及丙烷裂解順序分離工藝流程中的脫乙烷塔。
[0015] 本發(fā)明在依托乙烯裝置順序分離現(xiàn)有設備并保持乙烯總產能不變的前提下，通過 采用甲醇有效地生產輕質烯烴，并在烴裂解系統(tǒng)中使用丙烷作為原料，共同替代了烴裂解 系統(tǒng)中部分石腦油并增產丙烯的方法，對于100?120萬噸/年乙烯裝置來說，在丙烷消耗 79. 04萬噸/年的條件下，少投石腦油182. 63?225. 94萬噸/年，增產丙烯1. 54?15. 39 萬噸/年，產品與原料差價可節(jié)省34. 4?48. 4億元，降低了能耗，降低了 ΜΤ0投資，取得了 較好的技術效果。
[0016] 下面通過實施例對本發(fā)明作進一步的闡述，但不僅限于本實施例。

【具體實施方式】
[0017] 石腦油及丙烷裂解順序分離工藝流程描述：石腦油和丙烷裂解原料各自進入裂解 爐發(fā)生蒸汽熱裂解反應生成乙烯、丙烯等物料，裂解爐出口的高溫裂解氣物料經急冷區(qū)急 冷處理，急冷后的裂解氣物料經壓縮區(qū)增壓后的裂解氣物料經冷箱后進入脫甲烷塔，脫甲 烷塔塔頂甲烷及氫等組分返回冷箱，甲烷及富氫氣體從冷箱流出，脫甲烷塔塔釜液進入脫 乙烷塔，塔頂分離出C2輕組分物料，塔釜分離出C3和C3以上重組分物料；C2輕組分物料 送乙烯精餾塔，塔頂分離出聚合級乙烯產品，塔釜分離出乙烷物料；脫乙烷塔釜物料送脫丙 烷塔，塔頂分離出C3物料，塔釜分離出C4和C4以上重組分物料；C3物料送丙烯精餾塔，塔 頂分離出聚合級丙烯產品，塔釜分離出丙烷物料；C4和C4以上重組分物料送脫丁烷塔，塔 頂分離出混合C4物料，塔釜分離出C5和C5以上重組分物料。
[0018] ΜΤ0裝置主要流程描述：甲醇原料送ΜΤ0反應單元發(fā)生催化反應生成乙烯、丙烯等 低碳烯烴并經急冷等預處理后成為ΜΤ0產品氣，ΜΤ0產品氣經產品氣壓縮機增壓后送水洗 /堿洗塔，塔頂?shù)漠a品氣物料經壓縮機增壓后送粗分離塔，塔頂分離出含部分C3和C2以下 輕組分物料，經壓縮機增壓后送石腦油和丙烷裂解順序分離工藝流程的冷箱；粗分離塔釜 分離出含部分C3和C4以上重組分物料送ΜΤ0裝置的脫丙烷塔，塔頂分離出C3物料，塔釜 分離出C4和C4以上重組分物料；C3物料送丙烯精餾塔，塔頂分離出聚合級丙烯產品，塔釜 分離出丙烷物料；C4和C4以上重組分物料送石腦油和丙烷裂解順序分離工藝流程的脫丁 烷塔。
[0019] 【比較例1】
[0020] 采用100%石腦油原料，在如上所述的石腦油蒸汽裂解制乙烯裝置上，采用順序分 離工藝流程，裂解氣中丙烯與乙烯的質量比為0. 53,聚合級乙烯純度> 99. 95mol%，乙烯 產能為120. 00萬噸/年；聚合級丙烯純度彡99. 6mol %，丙烯產能為63. 60萬噸/年。
[0021] 【實施例1】
[0022] 石腦油和丙烷蒸汽裂解制乙烯裝置采用順序分離工藝流程，乙烯產能為120萬噸 /年，丙烷原料進料量為79. 04萬噸/年，裂解氣中丙烯與乙烯的質量比為0. 53,新增ΜΤ0 裝置的甲醇處理規(guī)模為180萬噸/年，ΜΤ0產品氣中乙烯與丙烯的質量比為1.5。ΜΤ0裝置 產品氣在粗分離塔分離及壓縮后，部分C3及所有更輕組分送往裂解裝置五段壓縮出口，與 裂解氣一起進入裂解裝置的冷箱;ΜΤ0裝置產品氣在脫丙烷塔分離后，塔釜液與石腦油蒸 汽裂解制乙烯裝置的脫丙烷塔釜液一起進入乙烯裝置的脫丁烷塔進行分離。采用本發(fā)明所 述的耦合方法，粗分離塔的操作條件：溫度為-l〇°C，壓力為1. 5MPaG。得到的聚合級乙烯純 度彡99. 95mol %，聚合級丙烯純度彡99. 6mol %，具體數(shù)據見表1。與比較例1相比，少投石 腦油225. 94萬噸/年，增產丙烯1. 54萬噸/年。
[0023] 【比較例2】
[0024] 按照比較例1所述的條件和步驟，只是改變乙烯裝置規(guī)模，乙烯產能為110. 00萬 噸/年，丙烯產能為58. 30萬噸/年。
[0025] 【實施例2】
[0026] 按照實施例1所述的條件和步驟，石腦油和丙烷蒸汽裂解制乙烯裝置乙烯產能為 110萬噸/年，具體數(shù)據見表1。與比較例2相比，少投石腦油225. 94萬噸/年，增產丙烯 1. 54萬噸/年。
[0027] 【比較例3】
[0028] 按照比較例1所述的條件和步驟，只是改變乙烯裝置規(guī)模，乙烯產能為100. 00萬 噸/年，丙烯產能為53. 00萬噸/年。
[0029] 【實施例3】
[0030] 按照比較例1所述的條件和步驟，石腦油和丙烷蒸汽裂解制乙烯裝置乙烯產能為 100萬噸/年，新增ΜΤ0裝置產品氣中乙烯與丙烯的質量比為0. 8。采用本發(fā)明所述的耦合 方法，粗分離塔的操作條件：溫度為-20°C，壓力為0.6MPaG。具體數(shù)據見表1。與比較例3 相比，少投石腦油182. 63萬噸/年，增產丙烯15. 39萬噸/年。
[0031] 【實施例4】
[0032] 按照實施例3所述的條件和步驟，只是ΜΤ0產品氣中乙烯與丙烯的質量比為0. 9。 具體數(shù)據見表1。與比較例3相比，少投石腦油189. 88萬噸/年，增產丙烯12. 97萬噸/ 年。
[0033] 【實施例5】
[0034] 按照實施例3所述的條件和步驟，只是ΜΤ0產品氣中乙烯與丙烯的質量比為1. 0。 粗分離塔的操作條件：溫度為5°C，壓力為2. 5MPaG。具體數(shù)據見表1。與與比較例3相比， 少投石腦油196. 91萬噸/年，增產丙烯10. 75萬噸/年。
[0035] 【實施例6】
[0036] 按照實施例3所述的條件和步驟，只是ΜΤ0產品氣中乙烯與丙烯的質量比為1. 2。 粗分離塔的操作條件：溫度為〇°C，壓力為2. 2MPaG。具體數(shù)據見表1。與比較例3相比，少 投石腦油113. 31萬噸/年，增產丙烯11. 47萬噸/年。
[0037] 【實施例7】
[0038] 按照實施例3所述的條件和步驟，只是ΜΤ0產品氣中乙烯與丙烯的質量比為1. 5。 粗分離塔的操作條件：溫度為-15°C，壓力為1. OMPaG。具體數(shù)據見表1。與比較例3相比， 少投石腦油129. 3萬噸/年，增產丙烯6. 35萬噸/年。
[0039] 表 1
[0040]

【權利要求】
1. 一種MTO工藝與石腦油及丙烷裂解順序分離工藝耦合的方法，MTO產品氣經壓縮、 干燥后進入粗分離塔，包括C2以下及部分C3組分的粗分離塔塔頂物流進入石腦油及丙烷 裂解順序分離工藝流程中的冷箱，包括剩余部分C3及C4以上組分的粗分離塔釜物流進入 MT0分離流程中的脫丙烷塔，脫丙烷塔塔頂物流進入MT0分離流程中的丙烯精餾塔，丙烯精 餾塔頂?shù)玫奖┊a品，丙烯精餾塔釜得到丙烷，脫丙烷塔釜物流進入石腦油及丙烷裂解順 序分離工藝流程中的脫丁烷塔，其中，石腦油與丙烷裂解的裂解氣混合后進入所述順序分 離流程，依托石腦油及丙烷裂解順序分離工藝流程得到甲烷氫、乙烯、乙烷、部分丙烷、部分 丙烯、混合C4及C5以上烴產品，從MT0工藝分離流程中得到剩余部分丙烷、剩余部分丙烯 產品，通過降低石腦油進料量保持所述石腦油及丙烷裂解順序分離工藝流程中的脫乙烷塔 進料中的乙烯、丙烯流量不變，丙烷與石腦油原料的質量比為0. 49?0. 84。
2. 根據權利要求1所述MT0工藝與石腦油及丙烷裂解順序分離工藝耦合的方法，其特 征在于所述粗分離塔的操作條件：溫度為-20°C?10°C，壓力為0. 6?3. OMPaG。
3. 根據權利要求1所述MTO工藝與石腦油及丙烷裂解順序分離工藝耦合的方法，其特 征在于所述MT0產品氣中乙烯與丙烯質量比0.8?1.5 :1。
4. 根據權利要求1所述MT0工藝與石腦油及丙烷裂解順序分離工藝耦合的方法，其特 征在于所述石腦油及丙烷裂解順序分離工藝的裂解氣中丙烯與乙烯質量比0. 47?0. 53 : 1〇
5. 根據權利要求1所述MT0工藝與石腦油及丙烷裂解順序分離工藝耦合的方法，其特 征在于所述MT0工藝分離單元所需冷量由冷凍水站提供。
6. 根據權利要求1所述MT0工藝與石腦油及丙烷裂解順序分離工藝耦合的方法，其特 征在于所述包括C2以下及部分C3組分的粗分離塔塔頂物流經增壓后進入石腦油及丙烷裂 解順序分離工藝流程中的冷箱。
【文檔編號】C07C4/02GK104230617SQ201410398509
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年8月13日 優(yōu)先權日:2014年8月13日
【發(fā)明者】張永生, 陳益, 徐蔚, 何琨 申請人:中石化上海工程有限公司, 中石化煉化工程（集團）股份有限公司