[發明專利]一種產品為高濃度乙烯的催化裂解氣分離工藝與裝置

在審

• 申請號: 202110106812.4
• 申請日: 2021-01-27
• 公開（公告）號: CN112920007A
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發明（設計）人: 王遠航;鄒雄;朱煒玄;韓志忠;董宏光
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: C07C7/00
• 分類號: C07C7/00;C07C7/04;C07C11/04
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 溫福雪

本發明提供一種產品為高濃度乙烯的催化裂解氣分離工藝與裝置，應用于催化裂解裝置產品氣分離技術領域。本發明包括如下工藝：經壓縮單元、脫雜單元等處理后的產品氣經預冷、分凝后進入脫乙烷塔，脫乙烷塔壓力為1.5?2.0MPaG，塔釜溫度不高于90℃；脫乙烷塔進料采用預冷分凝的方法，通過高壓的閃蒸氣相膨脹和液相節流回收冷量給進料預冷，達到提前分離出一部分H₂和CH₄的目的，降低脫乙烷塔的負荷及冷劑用量。閃蒸液相作為脫乙烷塔進料。閃蒸氣相與脫乙烷塔頂采出氣相混合為高濃度乙烯氣產品。本發明是在中冷溫度下操作，并且使用精餾分離，能耗與投資均低于深冷分離流程，高濃度乙烯氣產品中乙烯含量也符合下游乙苯裝置的要求。

技術領域

本發明屬于催化裂解氣分離技術領域，尤其涉及一種產品為高濃度乙烯的催化裂解氣分離工藝與裝置

背景技術

乙烯是世界上產量最大的化學產品之一，作為化學工業重要的基礎原料，通過乙烯可得到一系列極有價值的衍生物，其中乙烯與苯經烷基化反應可生成乙苯。乙苯是重要的有機化工原料，其主要用于脫氫生產苯乙烯，少量的乙苯也用于溶劑、稀釋劑以及生產二乙基苯。從目前國內外對干氣中稀乙烯利用的技術開發情況來看，由于將乙烯通過分離提純再行利用的方法投資較大，經濟性差，因此稀乙烯的利用傾向于將稀乙烯直接加工即干氣稀乙烯制乙苯技術。對于高濃度乙烯，目前主流技術是液相法制乙苯，相比氣相法，其反應溫度低，具有產品質量高能耗低的優勢。

乙烯通常由烴類熱裂解或催化裂解制得，裂解原料可以是輕烴、加氫石腦油、加氫柴油等。當前生產乙烯的主要方式為熱裂解，熱裂解溫度較高，使得該法存在反應設備投資高、耗能高、易結焦、對原料要求苛刻等劣勢。烴類催化裂解是指在催化劑作用下使烴類裂解生成低碳烯烴的過程，該技術的反應溫度低于熱裂解，且該技術具有產品分布靈活、結焦少等優勢。裂解方式不同，其產品氣存在一定差異，某些裂解裝置的產品氣與常規乙烯裝置比較，其乙烯占比低、丙烯占比高，且含氧氣較多(其與氮氧化物、有機物在-82℃以下可生成硝基樹脂，有發生堵塞、爆炸的風險)。目前，大部分催化裂解裝置的分離流程均采用急冷、壓縮、深冷分離等單元分離得氫氣、甲烷、聚合級乙烯、聚合級丙烯等產品。對于一些乙烯含量較低的催化裂解裝置產品氣，采用上述流程的能耗較高。而且由于催化裂解產品氣中含氧較多，深冷分離流程為避免生成硝基樹脂，需使用價格昂貴的催化劑及除氧設備，又會增加投資。

專利CN107417484A公開一種裂解裝置生產高濃度乙烯制乙苯的工藝流程。該專利的分離采取了吸收解吸工藝，得到高濃度乙烯氣中丙烯含量約為1％(mol)，之后富乙烯氣至乙苯裝置生成乙苯。一些工程應用也證明原料氣中的丙烯含量需加以控制，否則其乙苯產品中二甲苯含量會較高。

專利CN110715505A公開的一種利用深冷分離回收乙烯的裝置及其方法，該專利采用深冷分離的方法回收乙烯，通過設置多級換熱器進行回收控制，產品及副產品回收率大，但該專利采用深冷分離，需乙烯制冷壓縮機，降低能耗及設備投資的效果均不顯著。

專利WO2005/026085A2公開一種裂解裝置生產高濃度乙烯，并利用高濃度乙烯生產乙苯的方法。該專利前端流程采用常規乙烯裝置深冷分離流程，通過乙烯精餾塔采側線的方式，采出一股高濃度乙烯，該專利僅能降低乙烯精制部分的能耗，降低能耗及設備投資的效果均不顯著。

專利CN111238164A公開的一種催化裂解產品氣的中冷分離裝置與工藝，脫乙烷塔采用開式熱泵技術，中冷分離，無需使用乙烯冷制，但其僅能降低脫乙烷塔工段能耗，整體工藝能耗方面下降幅度相對較小。

發明內容

本發明提出一種通過中冷分離將催化裂解產品氣分離為高濃度乙烯氣的工藝和裝置，應用于催化裂解裝置產品氣分離技術領域。該工藝不包含深冷工藝，避免了深冷低溫設備的使用，在無需深冷冷劑的條件下生產高濃度乙烯氣產品，符合下游生產乙苯，尤其是滿足高濃度乙烯氣液相法制乙苯的要求。