一种裂解气的净化组合系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种裂解气的净化组合系统，包括脱COS/RSH反应器、脱砷床、裂解气脱氧单元、裂解气干燥器、乙炔加氢反应器以及冷却器，所述冷却器的出口与脱COS/RSH反应器的入口相连，脱砷床的入口与脱COS/RSH反应器的出口相连，裂解气脱氧单元的入口与脱砷床的出口相连，裂解气干燥器的一端与裂解气脱氧单元的出口相连，另一端与乙炔加氢反应器的入口相连，裂解气脱氧单元包括相互串联的两干个氧加氢反应器，本实用新型可以减少脱氧单元结焦的发生，具有更好的结构灵活性，有利于降低成本和节能减排。
【专利说明】一种裂解气的净化组合系统
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于渣油催化热裂解和（或）乙烷/丙烷蒸汽热裂解制乙烯装置混合 产品气的净化【技术领域】。
【背景技术】
[0002] 在渣油等油类原料的催化热裂解生产乙烯的大型石化装置的生产运行中，渣油等 油类原料的裂解气中均含有各种不同种类和数量的有害杂质，在通过冷分离工艺得到主产 品乙烯之前必须予以净化脱除。
[0003] 目前，在国内外渣油催化热裂解所产裂解气的净化系统中，裂解气净化的主要流 程是，先将经裂解气压缩机四段压缩后的裂解气预热到一定的温度（190°c?250°C )，接着 进入装有催化剂的氧加氢反应器（即脱氧反应器）内脱氧，然后再通过相应的净化装置来 依次脱水、脱硫、脱砷和脱炔等。
[0004] 由于氧气和氢气的反应是强放热反应，故当裂解气中氧含量较高时，该过程很容 易使脱氧反应器内反应床层温度急剧升高。实践证明，特别是在装置开车初期，由于所用脱 氧催化剂（铜系催化剂）的活性很高，床层温升很快，从而引发了高温下裂解气中过量氧、 过量氢与有机物之间复杂的副反应，所以即便裂解气氧含量较低，运行时间不长也会在脱 氧反应器进口管线及床层上部发生结焦的现象。对于裂解气氧含量较高的工况条件，结焦 现象则更为严重。当结焦过于严重时，就会导致净化系统无法继续运行，必须停车淸焦，更 换催化剂。
[0005] 同时，目前应用的脱氧催化剂（铜系催化剂）需要的反应温度高，一方面使净化系 统的能耗增加，另一方面使结焦问题更为突出。
[0006] 总之，现有裂解气的净化系统存在着灵活性差、运行周期短、经济成本高等方面的 严重缺陷，亟待予以优化和改进。 实用新型内容
[0007] 本实用新型的目的在于提供一种裂解气的净化组合系统。
[0008] 为达到上述目的，本实用新型采用了以下技术方案。
[0009] 包括脱C0S/RSH反应器、脱砷床、裂解气脱氧单元、裂解气干燥器、乙炔加氢反应 器以及冷却器，所述冷却器的出口与脱C0S/RSH反应器的入口相连，脱砷床的入口与脱 C0S/RSH反应器的出口相连，裂解气脱氧单元的入口与脱砷床的出口相连，裂解气干燥器的 一端与裂解气脱氧单元的出口相连，另一端与乙炔加氢反应器的入口相连，裂解气脱氧单 元包括两个相互并联的氧加氢反应器。
[0010] 两个氧加氢反应器的入口分别与脱砷床的出口相连，两个氧加氢反应器的出口分 别与裂解气干燥器相连。
[0011] 所述氧加氢反应器中装填的催化剂为银系脱氧催化剂或者乙炔加氢催化剂。
[0012] 所述裂解气干燥器内还设置有用于除去NH3的分子筛。
[0013] 所述脱砷床内还设置有脱汞催化剂。
[0014] 所述乙炔加氢反应器采用旁路连接。
[0015] 所述冷却器的入口与裂解气压缩机的出口相连。
[0016] 所述乙炔加氢反应器的出口与冷分离工段的冷箱相连。
[0017] 本实用新型的有益效果体现在：
[0018] 本实用新型所述裂解气的净化组合系统通过将脱C0S/RSH反应器、脱砷床设置于 裂解气脱氧单元之前，可以根据裂解气的实际工况（例如氧含量）对裂解气脱氧单元内使 用的催化剂进行灵活的调整，有利于降低系统的能耗和保证系统稳定运行。
【专利附图】
【附图说明】
[0019] 图1为实施例中经过改进的裂解气净化组合系统的结构示意图；
[0020] 图2为实施例中经过改进的裂解气净化组合系统的工艺流程图；
[0021] 图中：1为裂解气压缩机，2为冷却器，3为脱C0S/RSH反应器，4为脱砷床，5为裂 解气脱氧单元，6为裂解气干燥器，7为乙炔加氢反应器，8为冷箱。
【具体实施方式】
[0022] 下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
[0023] 参见图1，本实用新型所述裂解气的净化组合系统包括脱C0S/RSH反应器3(两 台，一开一备）、脱砷床4、裂解气脱氧单元5、裂解气干燥器6、乙炔加氢反应器7以及冷却 器2,所述冷却器2的出口与脱C0S/RSH反应器3的入口相连，脱砷床4的入口与脱C0S/ RSH反应器3的出口相连，裂解气脱氧单元5的入口与脱砷床4的出口相连，裂解气干燥器 6的一端与裂解气脱氧单兀5的出口相连，另一端与乙炔加氢反应器7的入口相连，裂解气 脱氧单元5包括两个相互并联的氧加氢反应器，两个氧加氢反应器的入口分别与脱砷床4 的出口相连，两个氧加氢反应器的出口分别与裂解气干燥器6相连（两个氧加氢反应器一 开一备），所述氧加氢反应器中装填的催化剂为银系脱氧催化剂（对应于氧含量高的情况） 或者乙炔加氢催化剂（对应于氧含量低的情况），银系脱氧催化剂在裂解气中含硫组分等 的作用下容易发生中毒，脱C0S/RSH反应器、脱砷床设置于裂解气脱氧单元之前，保证了银 系脱氧催化剂正常发挥作用；在裂解气脱氧单元中更换使用反应温度较低的银系脱氧催化 齐U，不但降低了能耗，而且显著地降低了氧加氢反应器的温升，从而最大限度地防止或减轻 了脱氧单元的结焦和结垢，进而确保了系统的长周期稳定运行。所述冷却器2的入口与裂 解气压缩机1的出口相连。所述乙炔加氢反应器7的出口与冷分离工段的冷箱8相连。
[0024] 所述裂解气干燥器6(两台，一开一备）内还设置有用于除去NH3的分子筛。
[0025] 当氧加氢反应器中装填乙炔加氢催化剂时，该类催化剂容易受到汞的影响，为此， 所述脱砷床4内还设置有脱汞催化剂，实现同时脱砷脱汞。
[0026] 所述乙炔加氢反应器7采用旁路连接。当裂解气中的氧含量或乙炔含量很低时， 可以不必进入乙炔加氢反应器。
[0027] 参见图2,本实用新型的工作原理为：来自裂解气压缩机1四段的裂解气在冷却器 2冷却降温后进入脱C0S/RSH反应器3,在此脱除裂解气中的无机硫和有机硫（C0S/RSH); 脱硫后进入脱砷床4,在此脱除裂解气中的杂质砷和汞；然后进入裂解气脱氧单元5,在此 脱除裂解气中的氧和氮氧化物（当裂解气中的含氧量较低时，在此同时脱炔）；脱氧后进入 裂解气干燥器6,在此脱除裂解气中原有的水分和上述除杂过程生成的水分，同时脱NH3 ;脱 水、脱NH3后的裂解气进入乙炔加氢反应器7，在此脱除炔类物质。至此，裂解气中的各类杂 质已完全脱除，从而达到了裂解气净化的目的，净化后的裂解气进入后续冷分离工段（若 在裂解气脱氧单元中同时脱除了炔，则无需再进入乙炔加氢反应器，而是由旁路直接进入 后续冷分离工段）。
[0028] 实施例
[0029] 陕西延长中煤榆林能源化工有限公司150万t/a渣油催化热裂解装置四段压缩裂 解气中氧含量、氮氧化物的含量远远高于目前国内外同类型装置，裂解气中高含量的氧、氮 氧化物对后续净化和分离工艺、装置的长周期安全稳定运行、装置的经济效益等影响极大， 必须予以合理、彻底的脱除。为此，本实用新型对现有裂解气的净化组合系统进行了改进。
[0030] (1)流程的改进
[0031] 1)裂解气压缩机四段来的裂解气先进入冷却器冷却，而现行工艺为首先进入加热 器预热；
[0032] 2)冷却后的裂解气进入脱硫反应器（即脱C0S/RSH反应器），而现行工艺为进入 脱氧反应器；
[0033] 3)脱硫后的裂解气依次进入脱砷反应器（即脱砷床）、脱氧反应器（即氧加氢反 应器）、裂解气干燥器和脱炔反应器（即乙炔加氢反应器），与现行裂解气的净化组合系统 区别较大；
[0034] 4)脱氧反应器中所装填的脱氧催化剂不进行在线再生，只在开车初期和催化剂再 生后对催化剂进行还原，故取消了现行工艺中的脱氧反应器再生电加热器；
[0035] 5)由于脱氧催化剂只进行初期和末期的还原，所需气量较小，故取消了现行工艺 中的再生风机，且还原气体不进行循环，直接排放。
[0036] 6)为了及时判断在后续冷分离工段冷箱中是否有NOx与有机质反应生成的胶质 或有机盐类（其易引起安全事故），在冷箱增加压降检测仪表，该压降可确定是否在冷箱处 有氧化氮胶质或盐类形成。如果压降大，可在停车时对冷箱采取解冻措施。
[0037] (2)催化剂种类和装填位置的调整
[0038] 1)脱氧催化剂由现行的铜系催化剂（BASF公司的R3-81型催化剂）调整为银系催 化剂（南方化学公司的ACTIS0RB 200型催化剂），ACTIS0RB 200型催化剂可以同时适应于 裂解气中氧含量或高或低的情况；
[0039] 2)脱汞催化剂由现行的裂解气干燥器调整到脱砷床中装填。由于裂解气中的汞 会使乙炔加氢催化剂中毒，改变装填位置的主要原因是如果开车后，原料气中氧含量远低 于设计值（< 20ppm)，则可在下个运行周期，将廉价的国产乙炔加氢催化剂装入脱氧反应 器（脱氧脱炔），而乙炔加氢反应器可以空出或旁路，这样就可适应低氧含量的情况，从而 显著降低运行成本；
[0040] 3)乙炔加氢反应器的催化剂由现行的南方化学的G-133-C1变为0LEMAX 254 ;
[0041] 4)现行工艺是把脱氧反应器中生成的NH3在脱C0S/RSH反应器中去除，本实用新 型是在裂解气干燥器中装填EPG-N分子筛以便脱除其中的微量NH 3，因为较之于现行流程， 脱C0S/RSH反应器移到了脱氧反应器前面，所以需要在裂解气干燥器中装填EPG-N分子筛 脱 nh3。
[0042] (3)催化剂调整的依据
[0043] 1)脱氧反应器选用南方化学的ACTIS0RB 200型催化剂，而不是现行的铜系催化 剂（BASF公司的R3-81型催化剂）。银系催化剂适用于裂解气中高氧含量和低氧含量工况； 将脱C0S/RSH反应器和脱砷床调整到脱氧反应器上游来保护脱氧催化剂；乙炔加氢反应催 化剂由现行的南方化学G-133-C1变为0LEMAX 254。
[0044] 2)采用南方化学ACTIS0RB 200型催化剂后，脱氧反应器的反应温度仅为135? 160°C，明显低于现行的铜系催化剂R3-81的反应温度190?250°C，进而显著降低了高温结 焦、结垢的风险。
[0045] 3)装置开车时，只需在一台脱氧反应器装填南方化学ACTIS0RB 200型催化剂；开 车后监测原料气中氧含量，若氧含量较高（大于20ppm)，则需备用ACTIS0RB 200 ;如果开车 后，原料气中氧含量远低于设计值（小于20ppm)，则可在下个运行周期，将国产廉价的乙炔 加氢催化剂装入脱氧反应器，而乙炔加氢反应器可以空出或旁路，调整很简单就可适应低 氧含量的情况，并降低运行成本。
[0046] 本实用新型所述一种裂解气的净化组合系统，不但可以适应原料气组成变化，而 且系统工艺流程科学合理，系统结构简单紧凑，投资成本、运行成本明显降低，经济效益十 分显著。
【权利要求】
1. 一种裂解气的净化组合系统，其特征在于：包括脱COS/RSH反应器（3)、脱砷床（4)、 裂解气脱氧单元（5)、裂解气干燥器（6)、乙炔加氢反应器（7)以及冷却器（2)，所述冷却器 ⑵的出口与脱C0S/RSH反应器（3)的入口相连，脱砷床（4)的入口与脱C0S/RSH反应器 (3)的出口相连，裂解气脱氧单元（5)的入口与脱砷床（4)的出口相连，裂解气干燥器（6) 的一端与裂解气脱氧单元（5)的出口相连，另一端与乙炔加氢反应器（7)的入口相连，裂解 气脱氧单元（5)包括两个相互并联的氧加氢反应器。
2. 根据权利要求1所述一种裂解气的净化组合系统，其特征在于：两个氧加氢反应器 的入口分别与脱砷床（4)的出口相连，两个氧加氢反应器的出口分别与裂解气干燥器（6) 相连。
3. 根据根据权利要求1所述一种裂解气的净化组合系统，其特征在于：所述氧加氢反 应器中装填的催化剂为银系脱氧催化剂或者乙炔加氢催化剂。
4. 根据权利要求1所述一种裂解气的净化组合系统，其特征在于：所述裂解气干燥器 (6)内还设置有用于除去NH3的分子筛。
5. 根据权利要求1所述一种裂解气的净化组合系统，其特征在于：所述脱砷床（4)内 还设置有脱汞催化剂。
6. 根据权利要求1所述一种裂解气的净化组合系统，其特征在于：所述乙炔加氢反应 器（7)采用旁路连接。
7. 根据权利要求1所述一种裂解气的净化组合系统，其特征在于：所述冷却器（2)的 入口与裂解气压缩机（1)的出口相连。
8. 根据权利要求1所述一种裂解气的净化组合系统，其特征在于：所述乙炔加氢反应 器（7)的出口与冷分离工段的冷箱（8)相连。
【文档编号】C07C7/167GK203999436SQ201420320566
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年6月16日 优先权日:2014年6月16日
【发明者】李证明, 原俊杰, 冯锁贵, 徐斌, 张泽龙, 韩华山, 艾小兵, 李富斌, 张正虎 申请人:陕西延长中煤榆林能源化工有限公司