專利名稱：一種富含輕烴的催化裂化反應(yīng)油氣的分離方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及石油烴類催化裂化產(chǎn)物的分離方法，更具體地說，涉及一種富含C2～C4烴類及攜帶催化劑粉塵的高溫催化裂化產(chǎn)物的分離方法。
背景技術(shù)：
利用石油烴類制取乙烯、丙烯的傳統(tǒng)方法是蒸汽裂解，采用的原料是乙烷、天然氣、石腦油或輕柴油。但是，隨著原料油變重、輕質(zhì)原料油短缺，利用重質(zhì)原料油通過催化裂化的方法生產(chǎn)低碳烯烴，已經(jīng)成為石油加工領(lǐng)域內(nèi)的一種發(fā)展趨勢。如CN1004878B公開的一種制取低碳烯烴的烴類轉(zhuǎn)化方法，丙烯和丁烯的總產(chǎn)率可以達(dá)到40重％；CN1218786A公開的重質(zhì)油制取乙烯和丙烯的催化熱裂解方法，乙烯和丙烯產(chǎn)率均超過18重％；CN1069016A公開的一種利用重質(zhì)烴類以制取乙烯為主、兼產(chǎn)丙烯、丁烯和輕質(zhì)芳烴的烴類轉(zhuǎn)化方法，乙烯、丙烯和丁烯的總產(chǎn)率可達(dá)30～40重％。通常采用流化催化裂化制取低碳烯烴的方法具有反應(yīng)注蒸汽量大、反應(yīng)溫度高、劑油比大、反應(yīng)時間短、產(chǎn)物中氣體產(chǎn)率大等特點，例如DCC工藝，裂化苛刻度大，產(chǎn)物中氣體產(chǎn)率在50重％以上，大大超過了常規(guī)催化裂化工藝中氣體產(chǎn)率(約20重％左右)。
常規(guī)催化裂化工藝中的反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)以下步驟分離反應(yīng)油氣進(jìn)入分餾塔底部，在分餾塔中分成不同的中間產(chǎn)品，塔頂為粗汽油和富氣，側(cè)線有柴油和回?zé)捰停诪橛蜐{。分餾塔頂?shù)钠秃透粴庠俳?jīng)過吸收穩(wěn)定系統(tǒng)進(jìn)一步分離為干氣、液化氣和穩(wěn)定汽油；側(cè)線柴油經(jīng)過汽提、換熱后作為產(chǎn)品出裝置。
和常規(guī)催化裂化反應(yīng)油氣相比，上述多產(chǎn)低碳烯烴的催化裂化過程的反應(yīng)油氣具有輕烴含量高，油氣溫度高，水蒸氣含量高的特點。當(dāng)采用常規(guī)催化裂化反應(yīng)產(chǎn)物分離方法進(jìn)行分離時，由于輕烴含量高，分餾塔氣相負(fù)荷增大，需要設(shè)計處理量更大的分餾塔，同時也增大了塔頂冷凝冷卻設(shè)備的負(fù)荷，反應(yīng)油氣至氣壓機入口處的壓降增大；由于油氣溫度高，使得分餾塔底的結(jié)焦傾向增大；由于反應(yīng)油氣中水蒸汽含量高，分餾塔頂部的物料容易出現(xiàn)乳化現(xiàn)象。
蒸汽裂解制取乙烯的反應(yīng)產(chǎn)物分離過程中，裂解爐出口的高溫裂解氣經(jīng)廢熱鍋爐回收熱量后經(jīng)急冷器用急冷油噴淋降溫至220～230℃左右，冷卻后的裂解氣進(jìn)入油洗塔，塔頂用裂解柴油噴淋，塔頂?shù)囊夯瘹膺M(jìn)入水洗塔，水洗塔頂用急冷水進(jìn)行噴淋使塔頂溫度降低至40℃后進(jìn)入裂解氣壓縮機，水洗塔釜油水混合物經(jīng)油水分離器分離出水和汽油，油洗塔塔釜抽出的液相烴類一部分經(jīng)過冷卻作為產(chǎn)品，另一部分經(jīng)蒸汽稀釋系統(tǒng)冷卻后送至急冷器作為急冷油。
上述傳統(tǒng)的蒸汽裂解制取乙烯的產(chǎn)物分離方法未考慮油氣中含有催化劑顆粒的情況，油氣中的催化劑顆粒如果不加處理，容易堵塞塔板。因此也不適于處理高溫、富含輕烴及攜帶催化劑顆粒的催化裂化反應(yīng)油氣的分離過程。
綜上所述，有必要開發(fā)一種對富含輕烴的反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行有效分離的方法。
中國專利CN1160748A公開了一種富含丙烯、丁烯的催化轉(zhuǎn)化產(chǎn)物的分離方法，該方法將裂化產(chǎn)物引入分餾塔，從塔底同時抽出回?zé)捰秃陀蜐{混合物，其熱量直接作穩(wěn)定塔重沸器的熱源，分餾塔中段循環(huán)回流作脫吸塔重沸器熱源；也可以將中段循環(huán)回流與回?zé)捰秃陀蜐{混合物進(jìn)行換熱提高溫位后，一次作為穩(wěn)定塔重沸器和脫吸塔重沸器的熱源。該方法仍然采用分餾塔對反應(yīng)油氣進(jìn)行初步分離，解決了富含丙烯、丁烯的反應(yīng)油氣分離所需熱量，而且降低了油漿中的固含量，減少了分餾塔底和油漿換熱器的結(jié)焦。
中國專利CN1270206A公開了一種烴類流化催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)產(chǎn)物的急冷塔和利用該急冷塔的急冷方法，適用于高溫帶催化劑粉塵的反應(yīng)物流的急冷，其急冷方法為將高溫反應(yīng)產(chǎn)物(600～900℃)在急冷塔內(nèi)與急冷液接觸降溫，急冷后溫度為300～650℃，急冷后的反應(yīng)產(chǎn)物引入產(chǎn)品分離部分進(jìn)行分離。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種適合于高溫、富含輕烴以及攜帶催化劑粉塵的催化裂化反應(yīng)油氣的分離方法。
一種富含輕烴的催化裂化反應(yīng)油氣分離方法，分離步驟依次為(1)將高溫反應(yīng)油氣引入急冷器下部，和急冷器上部引入的催化裂化原料逆流直接接觸，并在急冷器底部通入蒸汽，經(jīng)換熱后，油漿從底部引出，帶有反應(yīng)油氣中部分重餾分的催化裂化原料從側(cè)線引出，未冷凝的油氣由急冷器頂部引出；(2)急冷器頂部引出的未冷凝的油氣引入精餾塔下部，在精餾塔底部通入蒸汽，將下游分離出來的部分汽油餾分作為回流引入精餾塔的頂部，經(jīng)精餾后，塔頂引出氣體，中段抽出柴油餾分，底部抽出重餾分，該重餾分與急冷器側(cè)線抽出的催化裂化原料混合引入催化裂化裝置或加氫精制裝置；(3)將精餾塔頂出料的氣體引入水洗塔，在水洗塔不同部位引入水洗水，經(jīng)水洗后，酸性水從水洗塔底出料，攜帶少量酸性水的汽油餾分從水洗塔下部抽出，裂化氣從水洗塔頂出料；(4)攜帶少量酸性水的汽油餾分進(jìn)入油水分離器分離出酸性水和汽油餾分，一部分汽油餾分作為回流被引入精餾塔頂部，另一部分被送往下游裝置進(jìn)行精制。
本發(fā)明提供的分離方法所述的急冷器的操作壓力為0.1～0.3MPa，優(yōu)選0.1～0.2MPa，溫度為120～500℃，優(yōu)選140～380℃；精餾塔的操作壓力為0.1～0.3MPa，優(yōu)選0.1～0.2MPa，溫度為95～250℃，優(yōu)選100～180℃；水洗塔的操作壓力為0.1～0.3MPa，優(yōu)選0.1～0.2MPa，溫度為20～200℃，優(yōu)選35～90℃；本發(fā)明提供的方法步驟(1)中，為防止結(jié)焦，在急冷器底部通入蒸汽。在該急冷器的底部設(shè)置擋板，將急冷器底部的油漿換熱后一部分循環(huán)至擋板上方，另一部分油漿出裝置；在擋板上方設(shè)置集油箱，以抽出帶有反應(yīng)油氣中部分重餾分的催化裂化原料。
本發(fā)明提供的方法適用于多產(chǎn)低碳烴類的催化裂化反應(yīng)產(chǎn)物的分離，也適用于常規(guī)的催化裂化反應(yīng)產(chǎn)物的分離。
本發(fā)明提供的方法可以處理的反應(yīng)油氣含有2～30重％的C2以下餾分，10～70重％的C3～C4，10～50重％的C5和汽油，3～30重％的柴油，0～20重％的油漿。優(yōu)選的反應(yīng)油氣組成為含有10～30重％的C2以下餾分，40～60重％的C3～C4，10～20重％的C5和汽油，3～10重％的柴油，1～5重％的油漿。
本發(fā)明提供的方法的優(yōu)點為1.反應(yīng)油氣和催化裂化原料在急冷器中直接接觸換熱，換熱效率高，使反應(yīng)油氣在很短的時間內(nèi)迅速降溫，同時提高了催化裂化原料的溫度；2.與常規(guī)催化裂化分離方法相比，降低了主分餾塔頂?shù)睦鋮s負(fù)荷，降低了反應(yīng)油氣至氣壓機入口的壓降，有利于提高氣壓機的入口壓力，從而降低了氣壓機的能耗；3.由于反應(yīng)產(chǎn)物油漿中含有的芳烴和二烯烴被稀釋，同時在冷卻器內(nèi)迅速降溫，減少了冷卻器及精餾塔底結(jié)焦，并消除了分餾塔上部的物料的乳化現(xiàn)象；4.反應(yīng)油氣中夾帶的少量催化劑粉塵可以被洗滌下來，隨同油漿從反急冷器底部引出。


圖1為本發(fā)明提供的方法的流程示意圖；其中1-急冷器；2-精餾塔；3-水洗塔；4-油水分離器；5-混合罐；6～25-管線。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明提供的方法作進(jìn)一步說明。
含催化劑粉塵的高溫油氣經(jīng)管線7引入急冷器1的下部，催化裂化原料經(jīng)管線8引入急冷器1的上部，二者逆流直接接觸，催化裂化原料在向下流動的過程中被加熱，反應(yīng)油氣在上升的過程中不斷地被冷卻冷凝，為防止結(jié)焦，經(jīng)管線9從急冷器1底部通入蒸汽。夾帶有催化劑粉塵的油漿經(jīng)管線11從急冷器1底部抽出；在該急冷器的頂部經(jīng)管線12引出未冷凝的反應(yīng)油氣(含有柴油以下餾分)；經(jīng)管線10從位于擋板上方的集油箱抽出帶有反應(yīng)油氣中重餾分的催化裂化原料。
從急冷器1頂部抽出的油氣經(jīng)管線12從下部進(jìn)入精餾塔2，經(jīng)管線13在精餾塔2底部通入汽提蒸汽，同時將油水分離器4分離出來的一部分汽油餾分作為回流經(jīng)管線14引入精餾塔2的頂部，在精餾塔2的頂部經(jīng)管線18引出含有汽油餾分的氣體，在精餾塔2的中段經(jīng)管線15抽出柴油餾分，在精餾塔2底部經(jīng)管線16抽出重餾分，重餾分與急冷器1抽出的催化裂化原料在混合罐5混合后經(jīng)管線17送至催化裂化反應(yīng)器或加氫精制裝置。
精餾塔2頂部引出的氣體經(jīng)管線18進(jìn)入水洗塔3，在水洗塔3的上部經(jīng)管線19、20從不同部位引入水洗水，在水洗水的作用下，氣體被冷卻，其中的大部分汽油餾分被洗下采，從水洗塔3的底部經(jīng)管線21抽出大部分酸性水，攜帶少量酸性水的汽油餾分從水洗塔3底部的經(jīng)管線23抽出，攜帶部分汽油餾分的裂化氣經(jīng)管線22從精餾塔頂部抽出，并被送往下游裝置進(jìn)行分離。
攜帶少量酸性水的汽油餾分經(jīng)管線23引入油水分離器4中，經(jīng)油水分離后，酸性水經(jīng)管線25引出，汽油餾分經(jīng)管線24引出，其中一部分經(jīng)管線14引入到精餾塔2頂部作為回流，另一部分經(jīng)管線6被送往下游裝置進(jìn)行精制。
下面的實施例將對本發(fā)明提供的方法予以進(jìn)一步的說明，但并不因此而限制本發(fā)明。
實施例從催化裂化裝置來的攜帶少量催化劑粉塵的高溫反應(yīng)油氣的組成見表1，采用本發(fā)明提供的方法對其進(jìn)行分離，工藝流程如附圖1所示，從灌區(qū)來的催化裂化原料的性質(zhì)見表2，分離過程中急冷器、精餾塔和水洗塔的操作條件見表3，分離后得到的粗汽油、輕柴油、油漿以及換熱后的原料的性質(zhì)和組成列于表4。
表1

表2

表3

表4

由表4可以看出，溫度為620℃的反應(yīng)油氣進(jìn)入急冷器和溫度為80℃的催化裂化原料直接接觸急冷，催化裂化原料的溫度提高到250℃，柴油以下餾分被冷卻到168℃，再經(jīng)精餾塔冷卻后，汽油以下餾分以108℃的溫度被引出，在水洗塔內(nèi)冷卻到40～80℃。
權(quán)利要求
1.一種富含輕烴的催化裂化反應(yīng)油氣的分離方法，其特征在于分離步驟依次為(1)將高溫反應(yīng)油氣引入急冷器下部，和急冷器上部引入的催化裂化原料逆流直接接觸，并在急冷器底部通入蒸汽，經(jīng)換熱后，油漿從底部引出，帶有反應(yīng)油氣中部分重餾分的催化裂化原料從側(cè)線引出，未冷凝的油氣由急冷器頂部引出；(2)急冷器頂部引出的未冷凝的油氣引入精餾塔下部，在精餾塔底部通入蒸汽，將下游分離出來的部分汽油餾分作為回流引入精餾塔的頂部，經(jīng)精餾后，塔頂引出氣體，中段抽出柴油餾分，底部抽出重餾分，該重餾分與急冷器側(cè)線抽出的催化裂化原料混合引入催化裂化裝置或加氫精制裝置；(3)將精餾塔頂出料的氣體引入水洗塔，在水洗塔不同部位引入水洗水，經(jīng)水洗后，酸性水從水洗塔底出料，攜帶少量酸性水的汽油餾分從水洗塔下部抽出，裂化氣從水洗塔頂出料；(4)攜帶少量酸性水的汽油餾分進(jìn)入油水分離器分離出酸性水和汽油餾分，一部分汽油餾分作為回流被引入精餾塔頂部，另一部分被送往下游裝置進(jìn)行精制。
2.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述的急冷器的操作壓力為0.1～0.3MPa，溫度為120～500℃；精餾塔的操作壓力為0.1～0.3MPa，溫度為95～250℃；水洗塔的操作壓力為0.1～0.3MPa，溫度為20～200℃。
3.按照權(quán)利要求2的方法，其特征在于所述的急冷器的操作壓力為0.1～0.2MPa，溫度為140～380℃；精餾塔的操作壓力為0.1～0.2MPa，溫度為100～180℃；水洗塔的操作壓力為0.1～0.2MPa，頂部的溫度為35～90℃。
4.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述的反應(yīng)油氣含有2～30重％的C2以下餾分，10～70重％的C3～C4烴，10～50重％的C5和汽油，3～30重％的柴油，0～20重％的油漿。
5.按照權(quán)利要求4的方法，其特征在于所述的反應(yīng)油氣含有10～30重％的C2以下餾分，40～60重％的C3～C4烴，10～20重％的C5和汽油，3～10重％的柴油，1～5重％的油漿。
全文摘要
一種高溫、富含輕烴以及攜帶催化劑粉塵的催化裂化反應(yīng)油氣的分離方法，該方法將含催化劑粉塵的高溫反應(yīng)油氣與催化裂化原料在急冷器中逆流直接接觸，高溫反應(yīng)油氣被冷卻，催化裂化原料被加熱，并抽出含有催化劑粉塵的油漿；柴油餾分通過一個精餾塔抽出；通過設(shè)置一個水洗塔，使輕烴和大部分汽油餾分分離。本發(fā)明提供的方法換熱效率高，與常規(guī)催化裂化分離方法相比，降低了主分餾塔頂?shù)睦鋮s負(fù)荷，降低了反應(yīng)油氣至氣壓機入口的壓降，從而降低了氣壓機能耗，減少了冷卻器及精餾塔底的結(jié)焦，消除了主分餾塔頂部物料的乳化現(xiàn)象。
文檔編號C10G70/00GK101092570SQ20061008697
公開日2007年12月26日 申請日期2006年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月22日
發(fā)明者邢波, 魯維民, 常學(xué)良, 李強 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司石油化工科學(xué)研究院