[发明专利]一种含萘烃类气体的生产加工工艺及生产设备

说明书

技术领域

本发明涉及烃类加工领域，尤其涉及一种含萘烃类气体的生产加工工艺，以及一种含萘烃类气体的生产设备。

背景技术

随着经济的发展，对化工产品的需求日渐攀升，同时由于石油资源的日渐紧缺，作为化工产品生产原料的石脑油、轻柴油等原料资源，面临着越来越严重的短缺局面。同时，天然气、页岩气作为更为清洁的能源日益受到人们的重视，而随着技术的进步，上述能源的开采成本大幅下降，其主要成分甲烷作为化工原料的利用路线也逐渐变得有吸引力。而其中，利用催化脱氢技术将甲烷转化为制备化工产品的技术正在受到关注。

一般地，甲烷的催化脱氢催化技术形成的产品主要包括氢气、碳二组分、苯、萘以及部分未反应的甲烷。这一组成与传统的利用石脑油裂解或是乙烷裂解制取化工产品时形成的裂解气组成相差甚远，因此需要根据甲烷催化脱氢产品气自身特点，开发新的产品生产加工工艺。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的上述缺陷，提供一种含萘烃类气体的生产加工工艺以及与该工艺相配套的生产设备。

本发明提供一种含萘烃类气体的生产加工工艺，在无氧条件下，将以甲烷为主要成分的原料气进行催化反应生成含萘的产品气，所述含萘的产品气的主要组分为氢气、碳二组分、苯、萘和部分未反应的甲烷(还可能存在少量碳三至碳六烃类)；利用分离系统将各主要组分进行分离提纯，所述分离系统包括依次设置的急冷及重组分脱除单元、压缩单元及深冷分离单元，其中，所述急冷及重组分脱除单元借由液相烃类循环吸收同时实现产品气的降温和重组分的脱除。

其中，所述液相烃类为苯、甲苯、乙苯、C5及以上非芳烃类中的至少一种。

优选地，所述急冷及重组分脱除单元包括依次设置的热量回收装置、急冷吸收装置及再生装置，在急冷吸收装置中，所述产品气与液相烃类进行气液接触。

所述急冷吸收装置的操作条件优选包括：温度为15-120℃，压力为5-100KPaG。

所述再生装置的操作条件优选包括：温度为30-250℃，压力为5-100KPaG。

优选地，在热量回收装置中，利用送入分离系统的产品气的热量产生蒸汽；在再生装置中，液相烃类利用精馏原理与苯和萘分离后，降温循环回急冷吸收装置中。

优选地，在压缩单元中，使来自急冷吸收装置的气相经由压缩机升压至1.0～6.5MPaG。

优选地，在深冷分离单元中，经过压缩单元后的气体经过冷箱降温，使得以碳二组分为主的较重组分在降温过程中冷凝，得到的冷凝液送入主分离塔以实现碳二组分与甲烷、氢组分的分离，在塔釜获得碳二组分产品，塔顶获得以甲烷为主要成分的气相。所述冷箱优选包括至少一个板翅换热器。所述主分离塔包括至少一个冷凝器以及至少一个再沸器实现碳二组分与甲烷、氢组分的分离，其中，进入主分离塔的液相物料的温度优选为-37℃至-150℃。

优选地，在降温过程中未冷凝的气相进一步节流并自冷却，得到分别以甲烷和氢为主要组分的两股物流。

根据本发明，以甲烷为主要组分的物流优选与主分离塔顶的气相混合后作为循环原料气返回催化反应步骤。即，深冷分离单元中甲烷在不同位置分离并经回收冷量后在合适位置合并成一股作为循环反应料返回上游反应系统继续进行反应。

根据本发明，所述催化反应的条件优选包括：温度为500℃以上，压力为常压至2.0MPa。

本发明还提供一种含萘烃类气体的生产设备，所述含萘烃类气体的主要组分为氢气、碳二组分、苯、萘和甲烷，该系统包括依次设置的催化反应系统和分离系统，所述催化反应系统用于以甲烷为主要成分的原料气的催化反应；所述分离系统包括依次设置的急冷及重组分脱除单元、压缩单元及深冷分离单元，其中，

所述急冷及重组分脱除单元包括依次设置的热量回收装置、急冷吸收装置及再生装置，用于同时实现产品气的降温与重组分苯和萘的脱除；

所述压缩单元用于产品气的升压；

所述深冷分离单元包括至少一个冷箱和主分离塔，其中，至少一个冷箱用于冷凝碳二组分，所述主分离塔用于氢气、甲烷与碳二组分的分离。

所述冷箱优选包括至少一个板翅换热器。所述主分离塔包括至少一个冷凝器以及至少一个再沸器实现碳二组分与甲烷、氢组分的分离。

具体地，本发明的工艺优选包含以下步骤：