CN205893119U - 一种乙烯裂解装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种乙烯裂解装置，该装置包括：依次串联连接的热裂解单元、压缩单元、C2/C1分离单元和C3/C4分离单元，其中，所述C3/C4分离单元包括：依次串联连接的脱丙烷塔(1)、用于脱除水和甲醇的分子筛吸附器(21)、加氢反应器(3)和丙烯精馏塔(4)。本实用新型提供的装置在不增加固定资产投资，不增加操作成本的前提下，有效脱除甲醇，进而达到控制丙烯产品中较少甲醇量的目的。

Description

一种乙烯裂解装置

技术领域

本实用新型涉及石油化工领域，具体地，涉及一种乙烯裂解装置。

背景技术

乙烯裂解作为石化行业的核心，长期以来发挥着举足轻重的作用。调研乙烯裂解装置可以发现，在正常生产过程中，大都存在丙烯产品中甲醇含量超标的情况，丙烯中携带过量甲醇会造成下游聚丙烯装置的聚合催化剂失活，影响聚丙烯装置稳定运行，甲醇超标对乙烯裂解装置的生产造成一定困扰。

乙烯裂解装置丙烯产品中甲醇的来源主要为原料中携带的氧化物，由于氧化物在裂解炉中反应生成甲醇，部分甲醇随碳三物料进入丙烯精馏塔，最终导致馏出口丙烯中甲醇偏高，最高值可达30mg/kg。但目前乙烯裂解装置的工艺包中并没有考虑如何脱除甲醇的问题，国内乙烯装置脱除丙烯产品中的甲醇均采用临时措施和方案，主要通过以下方法进行甲醇脱除：

(1)用除盐水置换热裂解单元的急冷水塔中的急冷水，消除溶解在急冷水中的甲醇，该方案对降低丙烯产品中甲醇含量的效果并不明显，消耗大量除盐水，置换后的急冷水排放造成环保压力，且该方案为临时措施，不适合长期运行；

(2)在分离过程中，提高丙烯精馏塔回流比，该方案以牺牲塔釜丙烯量为代价来降低丙烯产品中甲醇含量，该方案可以将丙烯产品中甲醇含量降低3mg/kg左右，但是回流比超过设计值，造成装置能耗增加，另塔釜丙烯损失严重，影响效益；

(3)在丙烯产品的下游聚丙烯装置的精制单元增加甲醇吸附设备，该种方案能够在一定程度上脱除丙烯产品中的甲醇，但是增加设备投资，提高操作成本。

因此，急需一种不增加固定资产投资，不增加操作成本并达到有效脱除丙烯产品中甲醇目的的乙烯裂解装置。

实用新型内容

针对现有技术乙烯裂解装置脱甲醇效果差，固定资产投资高，操作过程复杂的缺陷，本实用新型提供一种乙烯裂解装置，旨在不增加固定资产投资，不增加操作成本的前提下，有效脱除甲醇，进而达到控制丙烯产品中较少甲醇量的目的。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种乙烯裂解装置，该装置包括：依次串联连接的热裂解单元、压缩单元、C2/C1分离单元和C3/C4分离单元，其中，所述C3/C4分离单元包括：依次串联连接的脱丙烷塔、用于脱除水和甲醇的分子筛吸附器、加氢反应器和丙烯精馏塔。

优选地，所述分子筛吸附器为至少两个，且至少两个所述分子筛吸附器之间相互并联。

优选地，所述热裂解单元包括：依次串联连接的裂解炉、急冷油塔和急冷水塔。

优选地，所述压缩单元包括：依次串联连接的裂解气压缩机、碱洗水洗塔、裂解气压缩机和裂解气干燥器，所述裂解气压缩机的入口与急冷水塔的出口连接。

优选地，所述C2/C1分离单元包括：依次串联连接的脱甲烷塔、脱乙烷塔和乙烯精馏塔，所述脱乙烷塔的下出口与脱丙烷塔的入口连通。

优选地，所述C2/C1分离单元还包括激冷设备和冷箱，所述激冷设备的入口与压缩单元裂解气干燥器的出口连通，激冷设备的出口与冷箱的入口连通，冷箱的出口与脱甲烷塔的入口连通。

优选地，所述C3/C4分离单元还包括与脱丙烷塔塔底连接的脱丁烷塔。

通过上述技术方案，可以在不增加固定资产投资和操作成本，并维持装置正常切换周期情况下，有效脱除丙烯产品中的甲醇，在优选情况下，能够将丙烯产品中甲醇脱除至小于1.0mg/kg。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是实施例1提供的乙烯裂解装置。

附图标记说明

1 脱丙烷塔 21 分子筛吸附器

3 加氢反应器 4 丙烯精馏塔

5 裂解炉 6 急冷油塔

7 急冷水塔 81 裂解气压缩机

82 裂解气压缩机 9 碱洗水洗塔

10 裂解气干燥器 11 脱甲烷塔

12 脱乙烷塔 13 乙烯精馏塔

14 激冷设备 15 冷箱

16 脱丁烷塔

具体实施方式

以下对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

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。

在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、之间、中间”通常是指参考附图所示的上、下、之间、中间，使用的方位词如“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外。

乙烯裂解装置的原料(例如石脑油)中经常会携带一定量的氧化物，在热裂解过程中，氧化物在裂解炉中会反应生成甲醇，部分甲醇随碳三物料进入丙烯精馏塔，最终导致馏出口丙烯中甲醇含量偏高，最高值可达30mg/kg。

现有技术中有报道在热裂解单元，用除盐水置换急冷水塔中的急冷水以消除溶解在急冷水中的甲醇，该方案对降低丙烯产品中甲醇含量的效果并不明显，消耗大量除盐水，置换后的急冷水排放造成环保压力，且该方案为临时措施，不适合长期运行。

另外，也有在分离单元，提高丙烯精馏塔回流比来达到降低丙烯产品中甲醇含量的目的，但是回流比超过设计值，造成装置能耗增加，而且塔釜丙烯损失严重，影响效益。

还有在丙烯产品的下游聚丙烯装置的精制单元增加甲醇吸附设备以达到脱甲醇的目的，但是该种方案能够在一定程度上脱除丙烯产品中的甲醇，但是增加设备投资，提高操作成本。

目前并没有系统全面的乙烯裂解过程中脱除甲醇的方案，均采用临时措施，不仅增加了操作成本和固定资产投资，并且不能有效脱除丙烯产品中的甲醇。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种新的乙烯裂解装置，该装置包括：依次串联连接的热裂解单元、压缩单元、C2/C1分离单元和C3/C4分离单元，其中，所述C3/C4分离单元包括：依次串联连接的脱丙烷塔1、用于脱除水和甲醇的分子筛吸附器21、加氢反应器3和丙烯精馏塔4。

目前，乙烯裂解装置中，没有系统全面的脱除甲醇的方案，如上文所述，均各有利弊。本实用新型提出在C3/C4分离单元中利用用于脱除水和甲醇的分子筛吸附器21脱除丙烯产品中的甲醇，该装置不增加操作成本并达到有效脱除丙烯产品中甲醇的目的，提高了生产效益。

根据本实用新型的装置，优选地，所述分子筛吸附器21为至少两个，且至少两个所述分子筛吸附器21之间相互并联，优选所述分子筛吸附器21为两个。

在正常运转过程中，优选将一个所述分子筛吸附器21连入乙烯裂解装置，分析分子筛吸附器21出口水和甲醇的含量，当甲醇含量升高至5mg/kg或者水含量大于1mL/m³时，将分子筛吸附器21切出再生，将另一个分子筛吸附器21连入系统，投入使用，从而维持装置稳定运转。通过控制阀来控制两个分子筛吸附器21在装置中的切入和切出。

根据本实用新型的装置，优选地，在分子筛吸附器21中填充可同时吸附水和甲醇的分子筛。

优选所述分子筛为球形，所述分子筛的堆积密度为700-740kg/m³，吸附热为1000Kcal/kg，平均粒径为1.6-3.15mm，压碎强度为20-28N。采用该优选的分子筛，能提供更高的吸附动力，球形的分子筛在分子筛吸附器21中具有较高的堆积密度，更易于在分子筛吸附器21内以较低的孔隙率进行堆积，达到有效脱除甲醇的目的。

根据本实用新型的装置，优选地，所述分子筛为GRACE公司的型号为MS 564C的分子筛。采用该优选的分子筛可以将丙烯产品中甲醇脱除至1.0mg/kg以下。

根据本实用新型的装置，优选地，所述热裂解单元包括：依次串联连接的裂解炉5、急冷油塔6和急冷水塔7。反应原料进入热裂解单元的裂解炉5进行裂解，裂解炉5的裂解气经急冷油塔6冷却，裂解燃料油(PFO)和裂解柴油(PGO)从急冷油塔6中抽出，汽油和较轻的组分作为塔顶气体进入急冷水塔7，抽出裂解汽油。

根据本实用新型的装置，优选地，所述压缩单元包括：依次串联连接的裂解气压缩机81、碱洗水洗塔9、裂解气压缩机82和裂解气干燥器10，所述裂解气压缩机81的入口与急冷水塔7的出口连接。热裂解单元生产的裂解气从急冷水塔7的塔顶进入压缩单元，经裂解气压缩机81后进入碱洗水洗塔9，除去裂解气中的酸性气体，为分离单元提供合格的裂解气，然后，裂解气依次经过裂解气压缩机82和裂解气干燥器10后进入C2/C1分离单元。

根据本实用新型的装置，优选地，所述C2/C1分离单元包括：依次串联连接的脱甲烷塔11、脱乙烷塔12和乙烯精馏塔13，所述脱乙烷塔12的下出口与脱丙烷塔1的入口连通。

根据本实用新型的装置，优选地，所述C2/C1分离单元还包括激冷设备14和冷箱15，所述激冷设备14的入口与压缩单元裂解气干燥器10的出口连通，激冷设备14的出口与冷箱15的入口连通，冷箱15的出口与脱甲烷塔11的入口连通。经过裂解器干燥器10的裂解气依次通过激冷设备14和冷箱15，经冷箱15冷却的裂解气分离出氢气后依次进入脱甲烷塔11和脱乙烷塔12，脱乙烷塔12塔顶分离出来的物料进入乙烯精馏塔13得到产品乙烯，脱乙烷塔12塔底分离出来的物料进入C3/C4分离单元(热区分离)。脱乙烷塔12塔底分离出来的物料进入脱丙烷塔1，脱丙烷塔1塔顶物料依次通过分子筛吸附器21、加氢反应器3和丙烯精馏塔4，分子筛吸附器21同时有效地去除了物料中的水和甲醇，物料在加氢反应器3中将丙炔和丙二烯转化为丙烯或丙烷，然后在丙烯精馏塔4中精馏得到甲醇含量低的丙烯产品。

根据本实用新型的装置，优选地，所述C3/C4分离单元还包括与脱丙烷塔1塔底连接的脱丁烷塔16，脱丁烷塔16塔顶得到副产品混合碳四，脱丁烷塔16塔底得到副产品裂解汽油。

以下将通过实施例对本发明进行详细描述。

实施例1

本实用新型提供的乙烯裂解装置(如图1所示)，石脑油进入热裂解单元的裂解炉5进行裂解，裂解炉5的裂解气经急冷油塔6冷却，裂解燃料油(PFO)和裂解柴油(PGO)从急冷油塔6中抽出，汽油和较轻的组分作为塔顶气体进入急冷水塔7，急冷水塔7塔底抽出裂解汽油。热裂解单元生产的裂解气从急冷水塔7的塔顶进入压缩单元，经裂解气压缩机81后进入碱洗水洗塔9，除去裂解气中的酸性气体，碱洗水洗塔9塔顶流出的裂解气依次经过裂解气压缩机82和裂解气干燥器10后进入C2/C1分离单元(冷区分离)。经过裂解器干燥器10的裂解气依次通过激冷设备14和冷箱15，经冷箱15冷却的裂解气分离出氢气后依次进入脱甲烷塔11和脱乙烷塔12，脱乙烷塔12塔顶分离出来的物料进入乙烯精馏塔13得到产品乙烯，脱乙烷塔12塔底分离出来的物料进入C3/C4分离单元(热区分离)。脱乙烷塔12塔底分离出来的物料进入脱丙烷塔1，脱丙烷塔1塔顶物料依次通过分子筛吸附器21、加氢反应器3和丙烯精馏塔4得到丙烯产品，分子筛吸附器21中装填有GRACE公司的型号为MS 564C的分子筛，装填量为45.8吨，该乙烯裂解装置含有两个相互并联的分子筛吸附器21，两个分子筛吸附器21一开一备，互相切换；脱丙烷塔1塔底物料进入脱丁烷塔16，脱丁烷塔16塔顶得到副产品混合碳四，脱丁烷塔16塔底得到副产品裂解汽油。

分析分子筛吸附器21入口和出口水和甲醇的含量，同时监控丙烯精馏塔4馏出口丙烯产品中甲醇含量的变化，保持分子筛吸附器21出口碳三物料中甲醇含量小于1mg/kg，丙烯精馏塔4出口丙烯产品中甲醇含量小于1mg/kg。两个分子筛吸附器21相互切换周期维持在216小时，比设计值158小时高出58小时。

本实用新型提供的乙烯裂解装置在不增加操作成本的前提下，可将丙烯精馏塔4出口丙烯产品中甲醇含量控制在1mg/kg以下，有效脱除甲醇，进而达到控制丙烯产品中较少甲醇量的目的。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。

此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。

Claims (7)

1.一种乙烯裂解装置，该装置包括：依次串联连接的热裂解单元、压缩单元、C2/C1分离单元和C3/C4分离单元，其特征在于，所述C3/C4分离单元包括：依次串联连接的脱丙烷塔(1)、用于脱除水和甲醇的分子筛吸附器(21)、加氢反应器(3)和丙烯精馏塔(4)。

2.根据权利要求1所述的乙烯裂解装置，其特征在于，所述分子筛吸附器(21)为至少两个，且至少两个所述分子筛吸附器(21)之间相互并联。

3.根据权利要求1或2所述的乙烯裂解装置，其特征在于，所述热裂解单元包括：依次串联连接的裂解炉(5)、急冷油塔(6)和急冷水塔(7)。

4.根据权利要求3所述的乙烯裂解装置，其特征在于，所述压缩单元包括：依次串联连接的裂解气压缩机(81)、碱洗水洗塔(9)、裂解气压缩机(82)和裂解气干燥器(10)，所述裂解气压缩机(81)的入口与急冷水塔(7)的出口连接。

5.根据权利要求4所述的乙烯裂解装置，其特征在于，所述C2/C1分离单元包括：依次串联连接的脱甲烷塔(11)、脱乙烷塔(12)和乙烯精馏塔(13)，所述脱乙烷塔(12)的下出口与脱丙烷塔(1)的入口连通。

6.根据权利要求5所述的乙烯裂解装置，其特征在于，所述C2/C1分离单元还包括激冷设备(14)和冷箱(15)，所述激冷设备(14)的入口与压缩单元裂解气干燥器(10)的出口连通，激冷设备(14)的出口与冷箱(15)的入口连通，冷箱(15)的出口与脱甲烷塔(11)的入口连通。

7.根据权利要求1所述的乙烯裂解装置，其特征在于，所述C3/C4分离单元还包括与脱丙烷塔(1)塔底连接的脱丁烷塔(16)。