阅读说明：本技术 一种炼厂干气制乙苯组合工艺 (Combined process for preparing ethylbenzene from refinery dry gas ) 是由 李春晓 张仲利 李网章 刘乾辰 于 2020-05-09 设计创作，主要内容包括：本发明公开了石油化工技术领域炼厂干气制乙苯组合工艺,采用干气制乙苯+尾气回收+裂解组合工艺,利用干气中的乙烯和乙烷生产乙苯,并充分回收氢气,采用本发明一种炼厂干气制乙苯的组合工艺的优点是：流程合理,最大程度回收干气中有效成分；采用组合工艺,充分发挥各单元优势；能量消耗低,投资低,装置效益好。(The invention discloses a combined process for preparing ethylbenzene from refinery dry gas in the technical field of petrochemical industry, which adopts a combined process of preparing ethylbenzene from dry gas, recovering tail gas and cracking, utilizes ethylene and ethane in the dry gas to produce ethylbenzene, and fully recovers hydrogen, and the combined process for preparing ethylbenzene from refinery dry gas has the advantages that: the process is reasonable, and the effective components in the dry gas are recovered to the maximum extent; the advantages of each unit are fully exerted by adopting a combined process; low energy consumption, low investment and good device benefit.)

一种炼厂干气制乙苯组合工艺

技术领域

本发明属于石油化工技术领域，具体涉及一种炼厂干气制乙苯工艺。

背景技术

炼厂干气包括催化干气、焦化干气、重整干气、芳构化气体、歧化干气、PSA尾气等，这些气体中主要组分包括H₂、CH₄、C₂H₆、C₂H₄、C₃～C₅以及氮气等惰性气组分，炼厂通常将其用作燃料气。随着装置的大型化，如何有效利用炼厂干气变得越来越迫切。现有技术干气的进一步利用主要围绕利用其中的烯烃，对其中的烷烃没有进行更深加工，造成资源浪费。

中国专利CN 1273575A公开了一种生产乙烯、乙苯和苯乙烯的联合方法，涉及一种乙烯生产装置，在裂解区的气体和流体产物在脱甲烷区分馏，形成含有进料中乙烯的约5至40％的稀乙烯物料，送到乙苯设备，并与不纯苯反应。产物乙苯通常被转化成苯乙烯。中国专利CN1630700A公布了一种稀乙烯物流和稀丙烯物流的生产工艺，所述稀乙烯物流和稀丙烯物流可用作生产烯烃基衍生物的原料。

上述方案对稀乙烯物流中的氢气没有有效利用，对稀乙烯物流中的杂质如酸性气、炔烃、二烯烃、甲醇等组分没有控制手段，造成设备投资高，反应副产物多。

中国专利CN 108424345 A公开了一种乙苯生产装置及工艺，该装置包括依次连接的裂解单元、急冷单元、压缩单元、冷分离单元、乙苯合成单元和尾气回收单元。裂解单元、急冷单元、压缩单元、冷分离单元用于将裂解原料转化得到稀乙烯物流；其中压缩单元包括依次连接的一次升压压缩机、碱洗塔、干燥器和二次升压压缩机；冷分离单元包括依次连接的脱乙烷塔、催化加氢反应器和冷凝器，冷凝器的冷量由丙烯制冷系统提供。尾气回收单元包括依次连接一级变压吸附系统、二级变压吸附系统和乙烷增压机，用于将乙苯合成单元产生的反应尾气分离成副产氢气、尾气回收甲烷和尾气回收乙烷，将尾气回收乙烷送回裂解单元。该工艺装置与生产聚合级乙烯的装置相比可有效地降低投资和能耗，但由于采用的冷分离单元的要求，流程需设置丙烯制冷系统等过程，工艺流程复杂，装置投资仍然较高。

发明内容

本发明的目的是提供一种炼厂干气制乙苯的组合工艺，将炼厂气体中的富含乙烯和乙烷的气体经过一系列工艺加工过程，充分利用其中的氢气、乙烷、乙烯等有效成分，以解决现有工艺中存在的原料利用程度低、工艺过程复杂、装置投资和能耗高等问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种炼厂干气制乙苯组合工艺，采用干气制乙苯+尾气回收+裂解组合工艺，利用干气中的乙烯和乙烷生产乙苯，并充分回收氢气，其特征在于由以下步骤组成：

1)含有乙烯的炼厂干气和苯在干气制乙苯单元生成乙苯产品，副产的烷基化反应尾气送往尾气回收单元，副产的不凝气送往裂解单元；

2)步骤1)的烷基化反应尾气在尾气回收单元分离为氢气、富碳二气体和燃料气，富碳二气体送往裂解单元；

3)来自步骤1)干气制乙苯单元的不凝气和来自步骤2)尾气回收单元的富碳二气体在裂解单元生成裂解干气，裂解干气送回干气制乙苯部分。

本发明一种炼厂干气制乙苯组合工艺，其进一步特征在于：所述的炼厂干气(含乙烯干气)是指炼油厂装置产生的加工尾气，主要组分有氢、氮、甲烷、乙烷、乙烯和少量二氧化碳、硫化氢以及C3以上重组分等，具体指催化裂化干气、催化裂解干气、LTAG干气中的一种或一种以上，也可以是炼厂其他生产装置产生的含有氢气、乙烯乙烷组分的气体。

本发明一种炼厂干气制乙苯组合工艺，其进一步特征在于：所述干气制乙苯单元设原料预处理部分，主要包括干气水洗、脱丙烯、干燥和加氢设施。所述脱丙烯设施采用吸收解吸法，吸收剂采用装置自产的物料，如由苯、乙苯、丙苯、二乙苯、三乙苯中的一种或一种以上组成。炼厂干气经水洗后与自裂解部分来的裂解干气一同进行脱丙烯处理，然后经干燥后，进入加氢反应器，将气体中的乙炔、丙炔和丙二烯去除至5ppm以下，然后进入烷基化反应部分。烷基化反应尾气去尾气回收单元，不凝气送裂解单元。

本发明一种炼厂干气制乙苯组合工艺，其进一步特征在于：所述尾气回收单元包括尾气压缩、膜分离组件和变压吸附。所述烷基化反应尾气经压缩后进入膜分离组件，膜分离组件可以采用一级膜、两级膜或多级膜。绝大部分氢气、部分甲烷和少量其他组分作为渗透气从膜分离组件出来后，进入变压吸附回收提纯氢气，生产99.9％mol的氢气产品，同时副产甲烷气可作燃料气使用。获得富含乙烷的富碳二气，送至裂解单元。

本发明一种炼厂干气制乙苯组合工艺，其进一步特征在于：所述裂解单元包括乙烷裂解炉、裂解气热回收、吸收、碱洗和压缩部分。自干气制乙苯单元来的不凝气、自尾气回收单元来的富乙烷气进入裂解单元，反应产物裂解干气经换热器回收热量后，先进入吸收塔，脱除裂解气中的重组分，吸收剂采用干气制乙苯单元的物料，由苯、乙苯、丙苯、二乙苯、三乙苯、丁苯、甲基乙苯、高沸物中的一种或一种以上组成。吸收塔顶物料经冷却后，再经碱洗脱除裂解干气中的硫化氢，送至裂解干气压缩部分经压缩、冷却、分液后，裂解干气返回干气制乙苯单元。

本发明一种炼厂干气制乙苯组合工艺，其进一步特征在于：所述含乙烯炼厂干气中乙烯含量为3～99％mol；优选10～90％mol。

本发明一种炼厂干气制乙苯组合工艺，其进一步特征在于：所述裂解干气在裂解部分经压缩升压后的压力为0.5～2.0MPaG，优选0.8～1.6MPaG。

本发明一种炼厂干气制乙苯组合工艺，其进一步特征在于：所述尾气回收单元的产品氢气中氢含量为不低于99.9％mol。

采用本发明一种炼厂干气制乙苯的组合工艺，具有以下有益效果：

充分利用了炼厂干气中的乙烯、乙烷和氢气，最大程度地回收了干气中的有效成分；

由于将炼厂干气中的乙烷经过裂解变为乙烯，再利用干气制乙苯的方法生产乙苯，比单独采用干气制乙苯技术直接加工炼厂干气的乙苯产量高，在同样炼厂干气产量的情况下，可提高乙苯装置规模。

尾气回收部分的烷基化尾气处理采用膜分离组件将大部分氢气和部分甲烷分离出来，富乙烷气可直接送裂解单元，工艺流程简单，同时降低投资和能耗；

自裂解部分的裂解干气经压缩后送至干气制乙苯单元进行脱丙烯处理，由于采用吸收解吸的方法，操作温度均在0℃以上，不需设丙烯制冷系统，设备材质等级低，裂解干气压缩后的压力较低，流程简单，投资相对较低。

综上所述，本发明一种炼厂干气制乙苯的组合工艺的优点是：

1、流程合理，最大程度回收干气中有效成分；

2、采用组合工艺，充分发挥各单元优势；

3、装置乙苯产量高，能量消耗低，投资低，装置效益好。

下面结合附图和

具体实施方式

对本发明作进一步的详细说明，但并不限制本发明的使用范围。

附图说明

图1为本发明组合式换热反应器的流程示意图。

其中所示附图标记为：1-干气制乙苯，2-尾气回收，3-裂解，4-炼厂干气，5-苯，6-乙苯，7-烷基化尾气，8-不凝气，9-氢气，10-燃料气，11-富乙烷气，12-裂解干气。

具体实施方式

下面结合附图对发明专利作进一步描述。

本发明的一种具体实施方式如附图1所示，炼厂干气4、自裂解单元3来的裂解干气12，经脱丙烯处理后，再经干燥和加氢后，和苯5反应，生产乙苯6，同时副产烷基化尾气7和不凝气8，烷基化尾气7送尾气回收单元2，先经压缩，然后进入膜分离组件，甲烷和氢作为渗透气从膜分离组件出来，进入变压吸附部分提纯回收氢，得到氢气9和燃料气10，获得的富乙烷气11送裂解单元3。自干气制乙苯单元1来的不凝气8也进入裂解单元3，在裂解单元3经裂解反应和回收热量后，经压缩处理后送干气制乙苯单元1。

炼厂干气为含乙烯干气，是指炼油厂装置产生的加工尾气，主要组分有氢、氮、甲烷、乙烷、乙烯和少量二氧化碳和C3及以上重组分等，可以是催化裂化干气、催化裂解干气、LTAG干气中的一种或一种以上，也可以是炼厂其他生产装置产生的含有氢气、乙烯和乙烷组分的气体。以催化干气为例，温度40℃，压力1.0MPaG，主要成分的体积含量为：氢24.6％、甲烷32.1％、乙烷13.5％、乙烯13.6％、丙烷0.5％、丙烯1.6％、碳四0.5％、碳五及比碳五重的组分0.3％、氮气9.15％。在干气制乙苯单元与来自裂解单元的裂解气先经过原料预处理，使干气中的杂质如丙烯、乙炔、丙炔、丙二烯、水以及少量碱性物的含量降低，以满足乙苯反应部分的要求。经处理后的干气送烷基化反应部分，经反应、热回收和分离后，得到乙苯产品和其他富产品。副产品之一烷基化尾气，其主要成分的体积含量为氢34％、氮气11％、甲烷30％、乙烷19％；烷基化尾气在尾气回收单元先经压缩机升压，然后进入膜分离组件，绝大部分氢气、部分甲烷和少量其他组分作为渗透气从膜分离组件出来后，进入变压吸附回收提纯氢气，生产99.9％mol的氢气产品，同时副产甲烷气可作燃料气使用，富含乙烷的富碳二气送至裂解部分。干气制乙苯部分副产品之二不凝气的主要成分的体积含量为氮气15％、甲烷13％、乙烷61％。来自尾气回收部分的富乙烷气和干气制乙苯部分的不凝气进入裂解单元，先在乙烷裂解炉进行裂解反应，反应产物裂解气经过一系列换热器回收热量，然后进入吸收塔，脱除裂解气中的重组分，吸收剂采用干气制乙苯单元的物料，由苯、乙苯、丙苯、二乙苯、三乙苯、丁苯、甲基乙苯、高沸物中的一种或一种以上组成。吸收塔顶物料经冷却、碱洗、分液后，进入裂解干气压缩机升压至0.5～2.0MPaG，优选0.8～1.6MPaG，裂解干气冷却至40℃后进入裂解干气分液罐进行分液，之后送至干气制乙苯单元的原料预处理部分。采用该技术，乙苯产量比单独采用干气制乙苯方法直接加工催化干气的方法可提高近一倍，同时获得了99.9％mol的氢气产品。

以上结合附图对本发明技术方案作详细说明，附图只是为了说明发明的基本内容而绘制的，它不限制本发明的内容和使用形式，实际上根据具体操作条件，一些管道上需要设置如泵、换热器等常规设备或管道元件。