[发明专利]丙烷脱氢工艺与轻烃裂解前脱丙烷工艺耦合的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种轻烃蒸汽热裂解前脱丙烷分离流程的乙烯装置耦合丙烷脱氢制备丙烯PDH装置的工艺技术；在保持乙烯装置裂解原料不变的前提下，充分依托乙烯装置前脱丙烷工艺的现有分离设备，仅仅进行局部设备的扩能改造，通过与PDH装置的耦合，实现增产丙烯，优化轻烃蒸汽热裂解工艺产品结构的方法。由此，本发明降低工业生产装置的固定投资和运行成本、减少建设用地、优化产品结构，以充分提高乙烯装置应对市场变化的灵活性，可应用于乙烯、丙烯及低碳烯烃的工业生产中。

背景技术

现有乙烯生产装置采用的分离流程主要有：顺序分离流程、前脱乙烷流程、前脱丙烷流程，本发明采用前脱丙烷分离技术。前脱丙烷分离流程是裂解气经三段压缩后，首先将C3和比C3轻的馏分C3-与C4和比C4重的馏分C4+进行分离，使C4+不再进入压缩机高压段和相关精馏分离系统，然后再从C3和C3-轻组分中依次分出甲烷氢、乙烯、丙烯等产品。前脱丙烷分离流程的蒸汽裂解原料可以是气体原料，也可以是液体原料。气体原料主要是指轻烃，包括C2～C5烷烃类和LPG液化石油气等，液体原料主要是指石脑油、煤油、柴油、加氢裂化尾油等。一般而言，气体原料蒸汽裂解的乙烯收率高于液体原料，裂解气中的乙烯含量较高，相同乙烯生产能力的裂解炉所消耗的燃料较少，压缩机的功率也较小；所以气体裂解原料比液体裂解原料的生产成本更低。但是轻烃蒸汽裂解的丙烯/乙烯比仅为0.2～0.3左右，联产的丙烯较少，产品结构单一。而我国丙烯主要用于生产聚丙烯、环氧丙烷、丙烯腈、异丙苯、苯酚、丙酮、丁醇、辛醇、异丙醇等，近年来，由于丙烯下游产品的快速发展，我国丙烯需求量也快速增长，所以优化轻烃蒸汽裂解的产品结构，尤其是增加丙烯产量，是我国发展轻烃蒸汽裂解的关键技术之一。

丙烷脱氢制丙烯是将低附加值的丙烷脱氢转化为高附加值的丙烯，该工艺的专利技术包括：林德/BASF公司的PDH工艺、UOP公司的Oleflex工艺、ABB Lummus公司的Catofin工艺、Uhde公司的Star工艺、Snamprogetti/Yarsintz公司的FBD-4工艺等等。丙烷脱氢产物的分离普遍采用深冷精馏分离工艺，该工艺技术分离效果好、丙烯收率高，但是对设备材质要求高，因此设备工程投资也大。另外，PDH装置反应气中的C2及C2以下轻烃含量较低，通常，PDH反应器出口的产品气中的乙烯不再进行精馏分离，直接作为燃料气送至界外，由此，高附加值的乙烯产品未分离精制并加以回收，经济效益较差。

专利CN104193574B、CN104151121B、CN104193570B分别公开了MTO装置耦合前脱乙烷路线、前脱丙烷路线、顺序分离路线的石脑油蒸汽裂解装置的优化工艺，专利CN102286292B公开了利用裂解碳四抽余液增产丙烯和乙烯的方法等等。

现有技术中的专利CN104193574B、CN104151121B、CN104193570B和CN102286292B仅仅公开了MTO装置与脱乙烷、前脱丙烷、顺序分离的石脑油蒸汽裂解装置的耦合方法，以及利用裂解碳四抽余液增产丙烯和乙烯的方法，还没有PDH装置与前脱丙烷分离路线的轻烃蒸汽裂解装置的工艺耦合技术。因此，现有技术存在产品结构不合理、低碳烯烃，尤其是联产的丙烯产量低、工程投资费用高、设备占地面积大的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术中存在产品结构不合理、工程投资费用高、设备占地面积大、低碳烯烃尤其是丙烯产量低的问题，提供一种新的丙烷脱氢工艺与轻烃裂解前脱丙烷工艺耦合的方法，具有产品结构合理、工程投资费用低、设备占地面积小、低碳烯烃尤其是丙烯产量高的优点。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案如下：一种丙烷脱氢工艺与轻烃裂解前脱丙烷工艺耦合的方法，保持乙烯装置裂解原料不变，保持乙烯装置裂解原料不变，其中，(1)丙烷脱氢PDH装置：新鲜丙烷进料与来自脱油塔塔顶和丙烯精馏塔塔底的循环丙烷混合，进入丙烷气化罐，气化罐顶部气相经加热后进入丙烷脱氢反应器，丙烷经催化剂固定床脱氢反应转化为丙烯，丙烷气化罐底部液相组分送至丙烷脱油塔回收丙烷，丙烷脱油塔塔顶凝液返回丙烷气化罐，塔釜主要组分为混合C4以上组分，送至乙烯装置脱丁烷塔进一步精馏分离；(2)乙烯装置：含乙烷、丙烷、丁烷的轻烃气体原料进入蒸汽热裂解炉进行裂解反应，生成包括乙烯、丙烯的产品，高温裂解气经急冷后，与PDH装置来的所述PDH反应器出口的产品气汇合进行压缩、碱洗处理，并进入前脱丙烷分离单元，得到聚合级乙烯、丙烯产品和副产品。