[发明专利]乙烯生产方法和化工联合体

说明书

本发明涉及由乙烷生产乙烯的方法，其包含：使包含乙烷的料流在作为蒸汽裂化器装置的一部分的蒸汽裂化器单元中经受蒸汽裂化条件，产生包含未转化的乙烷、乙烯和氢气的料流；将包含未转化的乙烷、乙烯和氢气的料流供给至作为所述蒸汽裂化器装置的一部分的分离单元，并将所述分离单元中的所述料流分离成包含氢气的料流和包含未转化的乙烷和乙烯的料流；将包含未转化的乙烷和乙烯的料流供给至作为所述蒸汽裂化器装置的一部分的C2分离单元，并将所述C2分离单元中的所述料流分离成包含乙烯的料流和包含未转化的乙烷的料流；任选地将来自所述C2分离单元的所述包含未转化的乙烷的料流中的未转化的乙烷循环至所述蒸汽裂化器单元；使包含乙烷的料流在作为氧化脱氢(ODH)装置的一部分的ODH单元中经受ODH条件，产生包含未转化的乙烷、乙烯和水的料流；将包含未转化的乙烷、乙烯和水的料流供给至作为所述ODH装置的一部分的水冷凝单元中，并通过在所述水冷凝单元中冷凝从所述料流中除去水，得到包含未转化的乙烷和乙烯的料流；将来自所述ODH装置的包含未转化的乙烷和乙烯的流出物供给至所述蒸汽裂化器装置；任选地将来自所述C2分离单元的所述包含未转化的乙烷的料流中的未转化的乙烷循环至所述ODH单元。此外，本发明涉及适用于进行此类乙烯生产方法的化工联合体。

技术领域

本发明涉及由乙烷生产乙烯的方法，以及适用于进行此类乙烯生产方法的化工联合体。

背景技术

通过在热的作用下将乙烷料流蒸汽裂化成包含乙烯和氢气的产物料流的由乙烷生产乙烯的方法是已知的。在其中将乙烯进一步转化为有用的化学中间体的任何后续步骤之前，必须对含乙烯的产物料流进行纯化。除乙烯和氢气之外，蒸汽裂化产物料流还可能含有乙炔和未转化的乙烷。此外，所述产物料流可含有一些一氧化碳和二氧化碳作为杂质。在氧气存在下(由一些小的空气进入蒸汽裂化器单元而产生)和/或在烃的水变换反应中可产生二氧化碳。此外，一氧化碳和二氧化碳可作为进料中的污染物存在。更进一步地，所述产物料流可含有可在乙烷的蒸汽裂化方法中形成的杂质甲烷和C3+烃，这通常是非催化、非选择性的转化方法。后一杂质也可能源自乙烷进料流。需要将除了乙烯之外的组分从产物料流中除去，因为它们可能干扰乙烯进一步转化的任何后续步骤。

通常，通过使料流通过二氧化碳去除单元从蒸汽裂化器产物料流中除去二氧化碳，其中，料流可与碱的水溶液接触，例如氢氧化钠(苛性碱溶液洗涤)。可以通过低温蒸馏将氢气和甲烷与其它组分相分离。或者，氢气和甲烷可与C2烃一起与产物料流中的任何C3+烃相分离，所述C2烃包含乙烯、任何未转化的乙烷和任何乙炔。然后，需要将C2烃与所得的包含氢气、甲烷和C2烃的料流相分离。可以通过将乙炔氢化成乙烯来除去乙炔。最后，必须将乙烷与乙烯分离，这也可以通过蒸馏进行。必须从含有乙烯的蒸汽裂化器产物料流中除去所有这些组分是非常麻烦的并且导致相对高的生产乙烯的费用。例如，已知通过在所谓的“C2分离器”塔中的低温蒸馏将乙烷与乙烯分离。在此类低温蒸馏中，施加相对高的压力和相对低的(低温)温度以实现乙烷与乙烯的分离。

乙烷蒸汽裂化器装置的下游部分可包含多个单元，用于执行上述二氧化碳去除、组分分离(例如通过蒸馏)和乙炔氢化的功能，所述下游部分具有一定的容量，所述容量取决于容量最低的单元。通常，可能存在这样的情况，其中，蒸汽裂化器装置中的下游部分上游的蒸汽裂化器单元的容量与下游部分的较高容量不匹配。在此类情况下，下游部分的容量未得到充分利用，导致由乙烷生产乙烯的方法在技术上不利、效率低且不太经济。

当现有的蒸汽裂化器装置中存在瓶颈，或者当希望扩大蒸汽裂化器装置的总容量时，通常可能发生乙烷蒸汽裂化器装置中的下游部分上游的蒸汽裂化器单元(包含一个或多个熔炉)的容量与下游部分的较高容量不匹配的上述情况。这可能涉及蒸汽裂化炉接近寿命结束或处于寿命结束的情况。此外，这可能涉及由于额外的设计余量(蒸馏塔的过度设计或更高容量内部构件的安装)而需要利用现有蒸汽裂化器装置的后端分离部分中的潜在备用容量和/或蒸汽裂化炉的性能低于设计值的情况。后者也可能是将现有的液体蒸汽裂化器装置改造成气体(乙烷)蒸汽裂化器装置的结果。更进一步地，这可以应用于其中众多蒸汽裂化器中的一个或多个已经停止服务/不得不停止服务的情况(例如，用于维护或出于任何其它原因)。