CN106318459A - 一种轻石脑油优化利用的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轻石脑油优化利用的方法，本发明先将轻石脑油通过吸附分离单元，可分别得到富含异构烷烃的吸余油及富含正构烷烃的脱附油，脱附油可直接作为乙烯裂解原料；吸余油再经精馏单元，可分别得到富含异构碳六的汽油调和料以及高纯度的异戊烷。本发明采用了吸附分离-精馏分离耦合工艺，吸附分离单元采用高性能吸附剂，吸附剂可根据分子尺寸的差异实现正构、异构烷烃清晰分割，选择性高、再生效果好，与传统的多塔精密精馏相比，能耗低、产品纯度及收率均较高。

Description

一种轻石脑油优化利用的方法

技术领域

本发明涉及一种轻石脑油优化利用的方法。

背景技术

轻石脑油是指原油加工过程中产生的馏程为30-60℃的轻组分，主要来自炼油装置的常减压、焦化以及芳烃装置的加氢裂化、重整等加工过程。轻石脑油中异构烷烃含量为55％-65％(wt)，直接作为乙烯裂解料时，乙烯收率低、裂解性能较差；同时由于碳五馏分含量较高，作为汽油调和料时，会因蒸汽压高而限制其作为汽油调和料的比例。目前轻石脑油的利用还以上述直接作为乙烯裂解料和汽油调和料为主，另外，也有文献提出采用多塔精馏工艺生产高纯度溶剂油以及汽油调和组分等产品，以提高轻石脑油资源的利用率，但由于轻石脑油中正、异构组分相对挥发度较小，采用精馏工艺时，精馏塔多为精密精馏塔，塔板数大多上百块，原料经过多次的精馏分离，整体能耗较高。

专利CN200410048351.6、CN200510027614.X、201210050806.2报道了采用吸附或吸附-精馏工艺优化利用石脑油的方法，石脑油被分成富含正构烃的脱附油产品和富含非正构烃的吸余油产品。脱附油作为优质的蒸汽裂解原料或通过精馏切割成窄馏份继而制取试剂和优质溶剂油产品。吸余油作为优质的催化重整原料或高辛烷值清洁汽油调和组分。

专利CN201110425362.1采用萃取法，利用复合溶剂将石脑油分成富含烷烃的抽余油和富含环烷烃和芳烃的抽出油，再用精馏方法，将抽出油与所用的萃取剂进行分离；分离净化后的抽余油作为裂解原料进入乙烯裂解装置裂解，抽出油作为重整原料进入催化重整装置。

张德顺等报道了采用加氢裂化轻石脑油生产异戊烷生产技术，通过精密精馏-吸附联合工艺制取异戊烷，得到异戊烷含量高于92％，烯烃含量低于50ppm。华东理工大学化学工程联合国家重点实验室实验以重整抽余油的组成特点，以5A分子筛择形吸附特点将重整抽余油中的正构烷进行吸附分离对固定床吸附分离工艺过程进行了研究，考察了操作温度和中间馏分切割比例对正己烷纯度的影响。实验结果表明，在吸脱附温度280℃、油进料空速94h^-1、脱附剂空速8lh^-1和中间馏分切割比例13％的条件下，得到正己烷质量分数为96.04％的脱附油和异构烃质量分数为89.21％的吸余油。脱附油经分批精馏可得到纯度为99.1％的正己烷，吸余油符合6#溶剂油质量要求。

翟万军运用5A分子筛为吸附剂的固定床吸附分离技术将石脑油中的正构烷烃分离，探讨了不同压力、温度、空速以及吸附剂使用周期对吸附分离效果的影响，结果表明压力为0.5MPa、温度为300℃、吸附空速0.5h^-1，脱附空速230h^-1(氢气为脱附剂)为较好的分离条件。动态吸附量为3.0％，可以实现吸余油中的正构烷烃含量＜3％，正构烷烃总的回收率达到95％的较好的分离效果。已报道的文献中，大多是为全馏分石脑油优化利用的方法，未见以轻石脑油为原料，采用吸附-精馏耦合工艺同时生产优质乙烯裂解料、高辛烷值汽油调和料以及高纯度异戊烷的报道。

发明内容

本发明提供了一种轻石脑油优化利用的方法，轻石脑油经过吸附分离、精馏分离，可分别得到富含正构烷烃的乙烯裂解料、低蒸汽、压高辛烷值的汽油调和料以及高纯度的异戊烷产品。该工艺流程简单，生产能耗低，可极大的提高轻石脑油资源的利用率。

本发明的技术方案为一种吸附分离与精馏分离耦合工艺，轻石脑油先通过吸附分离单元，再进入后续的精馏分离单元，可得富含正构烷烃的乙烯裂解料、富含异构碳六烷烃的汽油调和料以及高纯度异戊烷产品，其具体步骤如下：

步骤1：轻石脑油首先进入吸附分离单元进行正、异构分离，吸附分离单元包括以下过程：

(1)吸附：轻石脑油加热汽化至吸附温度进入装有吸附剂的固定床吸附塔，轻石脑油中正构烷烃被吸附塔中装填的吸附剂吸附，未被吸附的异构烷烃从吸附塔出口流出，称为吸余油；

(2)中间置换：通过吹扫气体或者降压的方法将床层死空间的剩余物料置换出来，称为中间油；

(3)解吸：吸附床层进一步通过抽真空或抽真空和气体吹扫结合的方法将吸附的正构烷烃从吸附剂中解吸出来，称为脱附油，脱附油中富含正构烷烃组分，可直接作为乙烯裂解原料；

步骤2：吸余油进入后续的脱重塔分离碳五、碳六异构烷烃，塔底得到富含异构碳六烷烃的组分，可直接作为汽油调和料，塔顶轻组分进入脱轻塔；

步骤3：来自脱重塔塔顶的轻组分进入脱轻塔，脱轻塔塔顶为富含碳四烷烃的液化气，塔底为高纯度的异戊烷产品。

本发明提供了一中轻石脑油优化利用的方法，通过吸附-精馏步骤可同时生产优质乙烯裂解料、高辛烷值汽油调和料和高纯度异戊烷，与现有技术相比是一种更为精细、高效的分离工艺。另外，本技术的核心单元吸附分离过程与现有报道也有所区别，只有通过这种吸附-精馏分离工艺的选择才能达到高纯度异戊烷产品的要求。

上述工艺方法中轻石脑油来自油田轻烃、炼油装置的拔头油、常减压、焦化装置轻石脑油，芳烃加氢裂化、重整装置轻石脑油、炼厂气分装置戊烷及乙烯装置裂解副产的戊烷馏分或上述物流的混合物。

上述提及的吸附分离单元为多塔加温变压吸附流程，吸附塔为固定床吸附塔，其装载的吸附剂为丝光沸石、磷酸盐分子筛以及A型分子筛，优选磷酸盐分子筛。

上述多塔吸附分离单元的工艺条件为：吸附、中间置换及解吸温度均为80-350℃，吸附压力0.15-9.5MPa(绝压)，中间置换压力为0.1-2MPa(绝压)，解吸压力为0.1×10^-3-0.08MPa(绝压)，吸附循环周期为5-120min。

上述吸多塔吸附分离单元为等温变压操作，吸附、中间置换及解吸过程操作温度相同，但操作压力不同。吸附、中间置换及解吸过程操作温度相同，为80-350℃。

本发明一种轻石脑油优化利用的方法解吸过程温度与吸附温度相同，为80-350℃，所采用的解吸方法为：(1)抽真空解吸；(2)抽真空同时用常压下沸点低于25℃的不凝性气体(N₂、H₂、Ar、He、CH₄、CO₂)或用低碳原子正构烷烃(正丙烷或正丁烷)吹扫解吸；(3)抽真空同时用氨气、水蒸气或氨气和水蒸汽置换解吸。

上述提及的脱重塔，塔板数为40-150块，进料塔板为20-75，回流比为2-15；

上述提及的脱氢塔，塔板数为10-100块，进料塔板为5-50，回流比为2-10；

上述一种轻石脑油优化利用的方法是一种吸附分离与精馏分离耦合的工艺，吸附分离单元流程为多塔加温变压吸附流程(或称为变压吸附热法流程)。多塔变压吸附流程(或称为变压吸附热法流程)优选二塔至十塔加温变压吸附流程。有益效果：

本发明先将轻石脑油通过吸附分离单元，可分别得到富含异构烷烃的吸余油及富含正构烷烃的脱附油，脱附油可直接作为乙烯裂解原料；吸余油再经精馏单元，可分别得到富含异构碳六的汽油调和料以及高纯度的异戊烷。本发明采用了吸附分离-精馏分离耦合工艺，吸附分离单元采用高性能吸附剂，吸附剂可根据分子尺寸的差异实现正构、异构烷烃清晰分割，选择性高、再生效果好，与传统的多塔精密精馏相比，能耗低、产品纯度及收率均较高。与已报道的吸附分离工艺相比，本发明所采用的抽真空解吸或者抽真空和吹扫结合的解吸方式能够有效降低被吸附组分的分压，增大被吸附组分的解吸推动力，进而提高吸附床层的循环吸附量以及产品的纯度和收率。

本发明通过吸附分离-精馏分离耦合工艺得到吸余油中正构烷烃含量为0-0.5％(wt)，脱附油中正构烷烃含量为95％～100％(wt)，作为乙烯裂解料时，乙烯收率＞40％；脱重塔塔底物料中正构烷烃含量为0％-1％(wt)，作为汽油调和料时，辛烷值(RON)＞80；脱轻塔塔底物料中异戊烷含量98.5％～99.9％(wt)，优选异戊烷≥99％(wt)。

附图说明

图1为吸附-精馏耦合工艺优化利用轻石脑油流程示意图，吸附分离单元采用两塔加温变压吸附流程，解吸方式采用真空解吸或吹扫解吸，其中T1、T2、为两个装有吸附剂的固定床吸附塔，D1为脱重塔，D2为脱轻塔，H1为吸附塔进料汽化器，P1为真空泵；1为原料，2为吸余油，3为中间油，4为脱附油，5为吹扫气，6为脱重塔塔釜异构碳六组分，7为脱轻塔塔顶液化气组分，8为脱轻塔塔釜异戊烷组分。

具体实施方式

下面结合附图1对本发明的工艺过程进行说明。原料轻石脑油1首先进入汽化器H1，在80-350℃，0.15-9.5MPa(绝压)下汽化，汽化后进入吸附塔T1，在80-350℃，0.15-9.5MPa(绝压)条件下，轻石脑油中的正构烷烃被吸附塔中的吸附剂吸附，未被吸附的异构烷烃从吸附塔出口流出，称为吸余油2，吸余油直接进入后续的精馏单元；T1塔吸附过程完成后，通过吹扫气5或者降压的方式，将床层死空间中的物料置换出来，称为中间油3；然后吸附塔继续通过吹扫气5或真空泵P1抽真空减压的方式，将吸附在吸附剂孔道中的正构烷烃解吸出来，称为脱附油4，至此T1塔完成了整个吸附-中间置换-解吸过程，T2与T1塔交替操作，根据变压吸附循环过程及时间分配，分别处在变压循环的不同过程；上述吸余油2进入脱重塔D1，脱重塔塔釜物料为富含碳六异构烷烃的组分6，塔顶物流进入脱轻塔D2，脱轻塔塔顶得到液化气组分7，塔釜得到异戊烷组分8。

实施例1

正构烷烃含量为25％的轻石脑油进入汽化器H1，在150℃、0.7MPa下汽化，汽化后进入装有丝光沸石的固定床吸附塔中，在150℃、0.7MPa下吸附30min，轻石脑油中的正构烷烃被丝光沸石吸附，吸余油从吸附塔出口流出，其中正构烷烃含量为0.3％；

吸附过程结束后，在150℃，0.2MPa条件下采用氮气进行中间置换，将床层死空间中的物料吹扫出来，时间为5min；

中间置换过程结束后，采用抽真空和氮气吹扫结合的方式进行解吸，在150℃，0.05MPa条件下，将吸附于丝光沸石中的正构烷烃解吸出来，时间为25min，脱附油中正构烷烃含量为99.5％，作为乙烯裂解料时乙烯收率为41.8％。

上述吸附分离单元的吸余油进入脱重D1，塔板数为60，进料板为第30块，回流比为20(质量)，塔釜物料中正构烷烃含量为0.45％，辛烷值(RON)为81.2，塔顶物料进入脱轻塔D2，塔板数10，进料板为第5块，回流比为5(质量)，塔顶得到液化气馏分，塔釜物料异戊烷纯度为99.8％。

实施例2

正构烷烃含量为25％的轻石脑油进入汽化器H1，在80℃、0.15MPa下汽化，汽化后进入装有丝光沸石的固定床吸附塔中，在80℃、0.15MPa下吸附30min，轻石脑油中的正构烷烃被丝光沸石吸附，吸余油从吸附塔出口流出，其中正构烷烃含量为0.25％；

吸附过程结束后，在80℃，将床层中的压力降至0.1MPa，通过降低床层压力排出死空间中的物料，时间为5min；

中间置换过程结束后，床层抽真空至0.1×10^-3MPa，在80℃，0.1×10^-3MPa条件下进行真空解吸，将吸附于丝光沸石中的正构烷烃解吸出来，时间为25min，脱附油中正构烷烃含量为99.3％，作为乙烯裂解料时乙烯收率为41.7％。

上述吸附分离单元的吸余油进入脱重D1，塔板数为40，进料板为第40块，回流比为2(质量)，塔釜物料中正构烷烃含量为0.5％，辛烷值(RON)为81.0，塔顶物料进入脱轻塔D2，塔板数30，进料板为第10块，回流比为2(质量)，塔顶得到液化气馏分，塔釜五物料戊烷纯度为99.5％。

实施例3

正构烷烃含量为35％的轻石脑油进入汽化器H1，在350℃、9.5MPa下汽化，汽化后进入装有SAPO-17磷酸铝分子筛的固定床吸附塔中，在350℃、9.5MPa下吸附10min，轻石脑油中的正构烷烃被SAPO-17磷酸铝分子筛吸附，吸余油从吸附塔出口流出，其中正构烷烃含量为0.15％；

吸附过程结束后，在350℃、2MPa条件下采用氮气进行中间置换，将床层死空间中的物料吹扫出来，时间为2min；

中间置换过程结束后，采用抽真空和水蒸气吹扫结合的方式解吸，在350℃，0.08MPa条件下进行吹扫解吸，将吸附于丝光沸石中的正构烷烃解吸出来，时间为8min，脱附油中正构烷烃含量为99.1％，作为乙烯裂解料时乙烯收率为41.6％。

上述吸附分离单元的吸余油进入脱重D1，塔板数为150，进料板为第75块，回流比为15(质量)，塔釜物料中正构烷烃含量为0.3％，辛烷值(RON)为81.5，塔顶物料进入脱轻塔D2，塔板数100，进料板为第50块，回流比为5(质量)，塔顶得到液化气馏分，塔釜物料异戊烷纯度为99.4％。

Claims (10)

1.一种轻石脑油优化利用的方法，具体步骤如下：

步骤1：轻石脑油首先进入吸附分离单元进行正、异构分离，吸附分离单元包括以下过程：

(1)吸附：轻石脑油加热汽化至吸附温度进入装有吸附剂的固定床吸附塔，轻石脑油中正构烷烃被吸附塔中装填的吸附剂吸附，未被吸附的异构烷烃从吸附塔出口流出，称为吸余油；

(2)中间置换：通过吹扫气体或者降压的方法将床层死空间的剩余物料置换出来，称为中间油；

(3)解吸：吸附床层进一步通过吹扫和抽真空的结合或抽真空的方法将吸附的正构烷烃从吸附剂中解吸出来，称为脱附油；

步骤2：吸余油进入后续的脱重塔分离碳五、碳六异构烷烃，塔底得到富含异构碳六烷烃的组分，塔顶轻组分进入脱轻塔；

步骤3：来自脱重塔塔顶的轻组分进入脱轻塔，脱轻塔塔顶为富含碳四烷烃的液化气，塔底为异戊烷。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的方法中轻石脑油来自油田轻烃、炼油装置的拔头油、常减压、焦化装置轻石脑油，芳烃加氢裂化、重整装置轻石脑油、炼厂气分装置戊烷及乙烯装置裂解副产的戊烷馏分或上述物流的混合物。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的吸附分离单元为多塔加温变压吸附流程，吸附塔为固定床吸附塔，其装载的吸附剂为丝光沸石、磷酸盐分子筛或者A型分子筛。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述的吸附剂为磷酸盐分子筛。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的多塔吸附分离单元的工艺条件为：吸附、中间置换及解吸温度均为80-350℃，吸附绝压为0.15-9.5MPa，中间置换绝压为0.1-2MPa，解吸绝压为0.1×10^-3-0.08MPa，吸附循环周期为5-120min。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的多塔吸附分离单元为等温变压操作，吸附、中间置换及解吸过程操作温度相同，为80-350℃。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的解吸方法为：

(1)抽真空解吸；

(2)抽真空同时用常压下沸点低于25℃的不凝性气体，不凝性气体为N₂、H₂、Ar、He、CH₄、CO₂，或者用低碳原子正构烷烃，正构烷烃为正丙烷或正丁烷；

(3)抽真空同时用氨气、水蒸气或氨气和水蒸汽置换解吸。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的脱重塔，塔板数为40-150块，进料塔板为20-75，回流比为2-15。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的脱氢塔，塔板数为10-100块，进料塔板为5-50，回流比为2-10。

10.权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的吸附分离单元流程为二塔至十塔加温变压吸附流程。