裂解石油原料制备低碳烯烃的方法和系统及其应用与流程

本发明涉及低碳烯烃制备，具体地，涉及一种裂解石油原料制备低碳烯烃的方法和系统及其应用。

背景技术：

1、低碳烯烃是化工领域重要的有机原料之一，目前生产低碳烯烃的主要方法之一是采用石脑油等石油炼化产品利用管式裂解炉蒸汽裂解法进行生产。为了降低低碳烯烃生产的原料成本，近年来，直接裂解原油生产低碳烯烃的工艺成为本领域的研究热点之一。

2、研究人员发现，当直接采用原油作为裂解原料时，由于原油中的部分高分子量非挥发性组分在裂解炉中堆积，导致辐射段结焦沉积甚至堵塞，需要频繁对裂解炉进行清焦，严重影响生产效率和产品收率。虽然目前针对原油特点已经开发出一些低碳烯烃制备工艺，但是其低碳烯烃的收率和选择性仍显不足，难以满足工业化应用需要。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了克服现有技术存在的裂解石油原料制备低碳烯烃的产品收率和选择性不足，且以原油为原料直接采用现有的方法进行低碳烯烃制备时，易产生反应炉管结焦堵塞，对产品收率和生产效率造成不利影响，而采用石脑油等炼厂油品进行生产成本较高等问题，提供一种裂解石油原料制备低碳烯烃的方法和系统及其应用。本发明提供的方法具有低碳烯烃收率高、选择性高的优点，同时解决了直接采用原油作为生产原料时裂解炉结焦快、生产效率和产率不足等问题，能够满足大规模生产需要。

2、为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种裂解石油原料制备低碳烯烃的方法，所述方法包括以下步骤：

3、(1)对石油原料进行汽化处理，获得蒸汽相和液相；

4、(2)对步骤(1)获得的液相进行加氢处理，获得加氢后轻组分和加氢后重组分；

5、(3)对步骤(1)获得的蒸汽相和步骤(2)获得的加氢后轻组分的混合物进行微波裂解，获得微波裂解气。

6、本发明第二方面提供一种用于制备低碳烯烃的系统，所述系统包括预处理单元和微波裂解单元，所述预处理单元包括依次相连的汽化单元和加氢单元。

7、本发明第三方面提供第二方面所述的系统在制备低碳烯烃中的应用，尤其是在直接以原油为原料制备低碳烯烃中的应用。

8、本发明第四方面提供第一方面所述的方法，和/或，第二方面所述的系统在提高原油直接裂解制备低碳烯烃的目标产物收率、选择性以及运行周期中的应用。

9、通过上述技术方案，本发明至少能够取得以下有益效果：

10、(1)本发明提供的方法能够直接采用原油作为原料，与传统工艺中采用石脑油等原油炼化产品作为原料相比，本发明大幅降低了生产成本。而且该方法有效解决了以原油为原料制备低碳烯烃时反应管易结焦的问题，能够在较长的时间内运行，提高了生产效率，还减少了因停车清理维护裂解炉造成的生产成本，且更易管理，适合工业化生产推广。

11、(2)本发明采用汽化和加氢处理相结合的方式高效获取石油原料中能够用于低碳烯烃制备的轻组分，再结合微波处理的方式对该轻组分进行裂解，具有更高的生产效率，同时还减少了废气、废渣等有害物质的排放，工艺更加环保，符合绿色可持续发展需要。而且，采用微波处理的方式具有加热效率高、裂解温度低，产物选择性进一步提高等优势，可以进一步提高目标产品的收率。

技术特征：

1.一种裂解石油原料制备低碳烯烃的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(1)中，所述石油原料的api值不低于18，优选不低于20，更优选不低于22；

3.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(2)中，所述加氢的方式包括：将所述液相与氢气混合后，在催化剂存在下进行加氢处理，获得加氢后轻组分和加氢后重组分，优选所述加氢处理的方式选自催化加氢、渣油加氢和氢化裂解中的至少一种；

4.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(3)中，所述微波裂解的方式包括：将步骤(1)获得的蒸汽相和步骤(2)获得的加氢后轻组分的混合物在吸波材料和可选的水蒸气存在下进行微波裂解反应，获得微波裂解气；

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的方法，其中，所述方法还包括：

6.一种用于裂解石油原料制备低碳烯烃的系统，其特征在于，所述系统包括预处理单元和微波裂解单元(3)，所述预处理单元包括依次相连的汽化单元(2)和加氢单元(7)。

7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述汽化单元(2)包括汽提装置、闪蒸装置和旋流分离装置中的至少一种；

8.根据权利要求6或7所述的系统，其中，所述系统还包括与微波裂解单元相连的第二分离单元。

9.权利要求6-8中任意一项所述的系统在制备低碳烯烃中的应用，尤其是在直接以原油为原料制备低碳烯烃中的应用。

10.权利要求1-5中任意一项所述的方法，和/或，权利要求6-8中任意一项所述的系统在提高原油直接裂解制备低碳烯烃的目标产物收率、选择性以及运行周期中的应用。

技术总结
本发明涉及低碳烯烃制备技术领域，公开了一种裂解石油原料制备低碳烯烃的方法和系统及其应用。本发明提供的方法能够直接以未经炼化的原油作为原料进行低碳烯烃制备，具有原料来源广、成本低的特点，同时还具有产品产率高、生产效率高等优点，使其十分适合工业化推广应用。

技术研发人员：石莹,周丛,蒋冰,张兆斌,张利军
受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/3/3