专利名称：一种含轻烃石油化工气体的处理方法
技术领域：
本发明涉及一种含轻烃石油化工气体的处理方法。
背景技术：
石油化工是一个非常庞大的工业过程，需要将成百上千种物质进行转化和分离来获得高价值的产品。在常减压蒸馏、催化裂化、裂解、焦化、催化重整、异构化等工艺加工过程中，都会副产大量的气体，其中就含有氢气、氮气、甲烷、C2轻烃(也称为碳二)、液化石油气等轻烃物质，这些气体总量超过石油总加工总量的5%。而且这些副产品大都是石油化工工艺生产过程中的所需原料中的一部份，特别是氢气、碳二、液化石油气等是石油化工生产过程中需要的价格较高的原料，液化石油气和氢气的回收已在工业中大量推广和应用，工艺已相当成熟一低温冷凝分离、循环油吸收回收液化石油气技术、气体膜和变压吸附分 离回收氢气等已广泛应用。石油化工副产气体中的碳二，是一种优质的裂解生产乙烯的原料，与其他裂解原料如液化石油气、石脑油和柴油相比，具有单程转化率高、乙烯收率高、生产能耗低等优点。根据目前我国炼油厂的生产现状，常减压蒸馏塔顶气中的乙烷含量通常在20摩尔％以上，催化裂化干气中乙烷/乙烯含量在25摩尔％以上，焦化干气中的乙烷/乙烯含量在20摩尔％以上，其他加氢气体中的碳二馏分含量在氢气回收后也超过了 25摩尔％，显然，含烃石油化工气体中蕴含中丰富的乙烯工业原料。根据美国Shaw集团下属S&W公司的统计，千万吨炼油化工一体化企业，可配套建设规模为16万吨/年的乙烷裂解装置。2010年我国炼油规模达到7. 5亿吨/年，若对其中的碳二馏分进行有效的回收，达到国外炼化一体化的综合利用水平，可产出乙烯生产原料超过1200万吨。中石化、中石油及中海油下属千万吨级炼油基地达到15个，其中中国石化镇海炼化分公司的原油综合加工能力达到2000万吨/年，依托这些大型炼油基地，可有效地开展碳二组分回收与利用的工作。从含烃石油化工气体中回收碳二组分作为化工原料已经成为未来增加企业效益、提高企业竞争力的有效途径。天然气及油田伴生气是工业用乙烷的主要来源，对高压天然气和油田伴生气进行节流膨胀或透平膨胀可获得-100°C以下的低温，因此常采用深冷分离技术。大多数含烃石油化工气体的操作压力在2. OMPa以下，不具备通过膨胀获得低温的能力，而采用制冷机提供深冷冷量将导致乙烷的生产能耗较高，不利于含烃石油化工气体回收乙烷的推广与发展。相对而言，在炼化企业中采用吸收解吸的方法分离轻烃更加普遍，如采用石脑油对常减压塔顶气中的液化石油气进行吸收分离，催化裂解汽油对催化裂化干气中的液化石油气进行吸收分离，在催化裂化、延化等装置的标准配置就带有吸收稳定系统。现有技术在回收常减压蒸馏、催化裂化、裂解、焦化、催化重整、异构化等工艺加工过程产生的大量含轻烃石油化工气体的过程中，碳二组分一般不被单独分离出来，而是与其它轻烃一起混合后直接燃烧掉，由此造成大量高价值的C2轻烃未能有效利用。
发明内容
本发明为了克服现有技术的上述缺陷，提供一种能够分别回收Cl及更轻组分、富乙烷气的含轻烃石油化工气体的处理方法。本发明提供了一种含轻烃石油化工气体的处理方法，所述含轻烃石油化工气体含有碳原子数为1-4的烃，其中，该方法包括将该含轻烃石油化工气体与第一吸收剂接触，使得C2以上的烃被第一吸收剂吸收，并且接触的条件使得C2的烃的含量降低至3摩尔％以下，得到第一富吸收液和第一贫气；将所述第一富吸收液在解吸塔内经解吸分离出富乙烷气。本发明的处理方法，根据不同物料在吸收剂中的吸收和被解吸能力的不同，在现有技术的基础之上，针对常减压蒸馏、催化裂化、裂解、焦化、催化重整、异构化等工艺加工过程产生的大量的含轻烃石油化工气体中含有大量的C2、液化石油气(LPG)的特点，利用氢气、甲烷、乙烷等气体物理性质的差别，随着重组分被吸收剂吸收程度的不同，通过控制吸收的操作参数，控制吸收的程度，然后将所得富吸收液在解吸塔内解吸，通过控制解吸的 操作参数，控制解吸的深度，从而使富乙烷气在解吸塔内解吸，从而实现解吸塔顶气体出来的富乙烷气中Cl以下组分浓度低于20摩尔％、C2组分含量浓度达到65摩尔％以上的目的，从而使得分离出来的富乙烷气体经过加氢装置加氢或者精制后能够达到进乙烯裂解炉的标准。具体的，通过将含轻烃石油化工气体与吸收剂接触，以吸收C2以上的烃，并且使得C2的烃的含量降低至3摩尔％以下，得到富吸收液和贫气，然后根据富吸收液的特点，通过解吸、精馏，实现富乙烷气和C3-C4轻烃馏分的分别回收。本发明的方法，可充分利用炼油厂中普遍存在的各个装置(如吸收塔、解吸塔、精馏塔等)，通过对各个装置的操作参数进行合理调整，实现瓦斯气、富乙烷气和C3-C4轻烃馏分的回收利用。本发明的方法，对炼化企业中常见的碳二组分含量在20摩尔％以上的含烃石油化工气体，碳二馏分的回收率达到90%。总之，本发明的方法，对大多数含烃石油化工气体都具有良好的回收效果，能创造显著的经济效益。
图I为本发明提供的含轻烃石油化工气体的处理方法的工艺流程图。
具体实施例方式本发明提供了一种含轻烃石油化工气体的处理方法，所述含轻烃石油化工气体含有碳原子数为1-4的烃，其中，该方法包括将该含轻烃石油化工气体与第一吸收剂接触，使得C2以上的烃被第一吸收剂吸收，并且接触的条件使得C2的烃的含量降低至3摩尔％以下，得到第一富吸收液和第一贫气；将所述第一富吸收液在解吸塔内经解吸分离出富乙烷气。根据本发明，所述含轻烃石油化工气体与第一吸收剂接触的条件包括接触的温度、接触的时间和第一吸收剂与含轻烃石油化工气体的体积比，所述接触的温度的可选择范围较宽，为了避免温度过高可能产生的烃类吸收不完全问题，温度过低可能产生的水合物冻堵及高能耗等问题，所述接触的温度一般为10-60°C，优选为20-40°C;接触的时间过短可能产生吸收达不到平衡的问题，为了避免上述问题，优选情况下，所述接触的时间至少为20秒，优选为25-50秒，尤其优选为25-40秒；所述第一吸收剂与含轻烃石油化工气体的体积比过大，容易造成液泛和淹塔问题，过小容易造成干塔问题，因此，本发明第一吸收剂与含轻烃石油化工气体的体积比一般为I : 3. 5-6. O,优选为I : 4. 5-5. 5。根据本发明，所述含轻烃石油化工气体与第一吸收剂的接触可以在现有的各种能够实现它们接触的条件的装置中进行，优选情况下，在吸收塔中进行，具体的可以包括如下步骤将所述含轻烃石油化工气体与第一吸收剂在第一吸收塔中逆向接触，得到所述第一贫气和所述第一富吸收液。优选情况下，该方法还包括从第一吸收塔塔顶回收第一贫气，并将所述第一富吸收液与含轻烃石油化工气体接触后进行所述解吸。所述接触优选在第一吸收平衡罐中进行。即，根据本发明的一种优选的实施方式，本发明中，将所述含轻烃石油化工气体与第一吸收剂接触的方式为将所述含轻烃石油化工气体与第一吸收剂在第一吸收塔中逆向接触，并从第一吸收塔塔顶回收第一贫气，所述处理方法还包括在解吸分离出富乙烷气之前，将 所述第一富吸收液与含轻烃石油化工气体在第一吸收平衡罐中接触。虽然所述在第一吸收平衡罐中接触的条件可以参照现有技术进行，但为了控制最终得到的富乙烷气中，Cl和H2、N2, CO、CO2等气体的含量，从而使得最终分离得到的富乙烷气中C2组分的浓度较高，优选所述第一富吸收液与含轻烃石油化工气体在第一吸收平衡罐中接触的条件包括接触的温度为20-50°C，更优选为35-45°C;时间为10_60s，更优选为15-40S，控制所述第一富吸收液与含轻烃石油化工气体在第一吸收平衡罐中接触的条件为前述的接触条件时，可以使得最终得到的富乙烷气中Cl含量< 20摩尔％。解吸塔内操作的条件一般包括塔底温度和塔顶温度，以及在解吸塔内的解吸时间。尽管只要将含轻烃石油化工气体经第一吸收剂接触后经解吸即可实现Cl及更轻组分和富乙烷气的分离，但一般情况下，在能够实现目的的前提下，以人力物力的消耗越少越好。本发明通过研究处理过程的流程结构和操作参数，发现合理控制解吸塔内的塔底温度、塔顶温度以及解吸的时间能够实现更有效的分离，从而使得分离出的富乙烷气在后续的处理过程中更加容易。因此优选情况下，解吸的时间为15-30秒，解吸塔内的塔底温度为120-160°C，塔顶温度为0-50°C。根据本发明，优选情况下，本发明的方法还包括将经解吸后的物料在精馏塔中经精馏分离出C3-C4轻烃馏分，得到稳定汽油。该稳定汽油优选部分或全部用作所述第一吸收剂。所述将经解吸后的物料在精馏塔中经精馏分离出C3-C4轻烃馏分的条件包括精馏塔塔底的温度和塔顶的温度，在精馏塔内精馏的时间。精馏塔塔底的温度和塔顶的温度以及精馏的时间可选范围较宽，具体可以根据其所需精馏的负荷来决定，优选情况下，精馏塔塔底的温度一般为210-240°C，更优选为220-230，塔顶的温度为0_45°C，更优选30-40 0C，精馏时间为10-50秒，更优选20-40秒。为了进一步分离从精馏塔中分离出的C3-C4轻烃馏分中分离出夹带的少量的C2组分，本发明的方法还包括将精馏分离出的C3-C4轻烃馏分通过第二吸收平衡罐进行气液分离，使得精馏分离出的C3-C4轻烃馏分中的一部分作为液化气产品直接外排，一部分分离出的气体返回到解吸塔中。根据本发明，为了进一步分离第一贫气中夹带的少量第一吸收剂组分，该方法还包括将回收得到的所述第一贫气与第二吸收剂在第二吸收塔中逆向接触，使得所述第一贫气中夹带的第一吸收剂含量降低至0.2摩尔％以下，得到第二富吸收液和瓦斯气，将得到的瓦斯气和第二富吸收液分别回收。例如对于焦化干气、催化裂化气体、常减压蒸馏塔塔顶气体一般使得所述第一贫气中夹带的第一吸收剂组分的90%以上被吸收即可以实现使得所述第一贫气中夹带的第一吸收剂含量降低至O. 2摩尔％以下。所述将回收得到的所述第一贫气与第二吸收剂在第二吸收塔中逆向接触的条件包括接触的温度、时间和第二吸收剂与第一贫气的体积比，所述接触的温度、时间和第二吸收剂与第一贫气的体积比可选范围均较宽，可以根据所需吸收的量具体而定，一般所述·接触的温度为40-60°C，优选为40-50°C，所述接触的时间为10-25秒，优选为10-15秒，所述第二吸收剂与第一贫气的体积比为I : 15-30，优选为I : 15-20。根据本发明，所述第一吸收剂、第二吸收剂均可以采用本领域人员常规使用的各种吸收剂，例如所述第一吸收剂一般为粗汽油、精制汽油、石脑油中的一种或多种，也可以为精馏塔塔底所得的稳定汽油。优选情况下，吸收剂的种类可以根据具体所需处理的含烃石油化工气体的种类和组成来选择，例如处理的含烃石油化工气体为焦化干气、催化裂化气体、减压蒸馏塔塔顶气时，可以选择粗汽油和/或精制汽油作为第一吸收剂。为了使得原料得到充分的利用，以节约能源，本发明尤其优选将所述精馏后得到的稳定汽油部分或全部用作第一吸收剂。因此，优选情况下，本发明的方法还包括将所得稳定汽油部分或全部送入解吸塔中，用作第一吸收剂。如上所述，所述第二吸收剂的种类也可以根据具体所需处理的含烃石油化工气体的种类和组成来进行选择，一般为柴油和/或重汽油，例如处理的含烃石油化工气体为焦化干气、催化裂化气体、减压蒸馏塔塔顶气时，可以选择柴油为第二吸收剂。根据本发明，所述第一吸收塔、第二吸收塔、解吸塔、精馏塔、吸收平衡罐均可以采用现有技术的各种常规的吸收塔、解吸塔、精馏塔等相关装置，本发明对这些装置无特殊要求。例如所述精馏塔一般是包括进料口、出料口、塔底再沸器、塔底冷凝器、回流装置的精馏塔，所述解吸塔一般是包括塔底加热和塔顶冷凝器、进料口、出料口的解吸塔，所述吸收塔、吸收平衡罐均可以采用现有的各种吸收塔、吸收平衡罐，在此不一一进行详述。所述吸收塔、解吸塔、精馏塔内的塔底、塔顶温度的控制均可以采用现有技术的手段进行控制，例如精馏塔内的塔底、塔顶温度可以通过其塔底再沸器和塔顶冷凝器、回流装置进行控制。所述在吸收塔内的吸收时间、解吸塔内的解吸时间、精馏塔内的精馏时间可以采用本领域常规的手段进行控制，例如可以通过对原料的进料速度和塔高、塔的直径进行调控，从而对吸收塔内的吸收时间、解吸塔内的解吸时间、精馏塔内的精馏时间进行控制。本发明中，将各个组分吸收后、分离后的后续各种将各个组分分离、回收、储存的操作手段和条件均可以采用现有技术公知的方法进行，本发明无特殊要求。例如吸收后得到的瓦斯气可以脱硫后燃烧，常规的脱硫装置和条件即可实现脱硫的目的，又如，在解吸出富乙烷气的过程中，可以通过冷却回流将C3-C4轻烃馏分冷凝成液体，从而实现富乙烷气和C3-C4轻烃馏分的分离。本发明提供的方法可以适用于各种含烃石油化工气体，优选适用于以所述含轻烃石油化工气体的总量为基准，碳二组分含量为10-50摩尔％，不凝组分20-80摩尔％，C3-C4组分10-40摩尔％的含烃石油化工气体，所述不凝组分是指石油化工中各种沸点低于0°C的气体(一般为Cl组分及无机气体)，如甲烷、氮气、氢气、一氧化碳中的一种或多种。除此之外，本发明的含烃石油化工气体还可以含有少量的C5、C6组分。具体的，所述含轻烃石油化工气体例如可以是焦化干气、催化裂化气体、减压蒸馏塔塔顶气。下面结合图I对本发明所提供的方法的一种实施方式进行进一步的说明，其余各种能够实现本发明的实施方式均与此类似，本发明不再赘述。I、压缩后的含烃石油化工气体在第一吸收平衡罐V-101中与第一富吸收液接触 后，气相进入第一吸收塔T-101底部，与自第一吸收塔T-101塔顶进入的第一吸收剂进行逆向接触传质，含烃石油化工气体中的C2以上组分被吸收进入到液相，得到第一富吸收液和第一贫气，并分别从塔底和塔顶排出；2、自第一吸收塔T-101顶部出来的第一贫气从第二吸收塔T-102塔底进入，第二吸收剂从第二吸收塔T-102顶部进入与第一贫气逆向接触，以使第一贫气中夹带的第一吸收剂和重组分被第二吸收剂吸收，逆向接触后得到第二富吸收液和瓦斯气，第二富吸收液从第二吸收塔T-102底部排出，输往后续的吸收剂精制装置；3、第一吸收塔T-101底部出来的第一富吸收液进入第一吸收平衡罐V-101与含烃石油化工气体接触后的液相从第一解吸塔T-103的顶部进入到第一解吸塔T-103进行解吸，第一解吸塔T-103顶部排出富乙烷气(富乙烷气产品)；4、从第一解吸塔T-103底部出来的液体进入精馏塔T-104中进行精馏，以分离出C3-C4轻烃馏分，并得到稳定汽油，该稳定汽油可以返回第一吸收塔TlOl作为第一吸收剂，也可以作为稳定汽油产品外排，还可以一部分作为第一吸收剂，另一部分作为稳定汽油产品外排。下面结合实施例对本发明进行详细的说明。实施例中稳定汽油(第一吸收剂)和柴油(第二吸收剂)组成见表I。实施例I该实施例用于说明本发明提供的含轻烃石油化工气体的处理方法。该实施例采用图I所示的工艺流程，其中含烃尾气为焦化干气(组成见表3)，原料加入量为9. 75吨/小时，以粗汽油(组成见表I)及来自精馏塔T-104的稳定汽油(二者体积比为I : 5)为第一吸收剂，以柴油为第二吸收剂(组成见表I)，第一吸收剂与焦化干气的体积比为I : 3. 7，第二吸收剂的用量为140吨/小时，塔内操作参数见表2。产出的富乙烷气组成见表3，其余结果见表4。表I
权利要求
1.一种含轻烃石油化工气体的处理方法，所述含轻烃石油化工气体含有碳原子数为1-4的烃，其特征在于，该方法包括将该含轻烃石油化工气体与第一吸收剂接触，使得C2以上的烃被第一吸收剂吸收，并且接触的条件使得C2的烃的含量降低至3摩尔％以下，得到第一富吸收液和第一贫气；将所述第一富吸收液在解吸塔内经解吸分离出富乙烷气。
2.根据权利要求I所述的处理方法，其中，所述含轻烃石油化工气体与第一吸收剂接触的条件包括接触的温度为10-60°C，接触的时间至少为20秒，第一吸收剂与含轻烃石油化工气体的体积比为I : 3.5-6。
3.根据权利要求2所述的处理方法，其中，所述含轻烃石油化工气体与第一吸收剂接触的条件包括接触的温度为20-40°C，接触的时间为25-50秒，第一吸收剂与含轻烃石油化工气体的体积比为I : 3. 7-5. 5。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的处理方法，其中，将所述含轻烃石油化工气体与第一吸收剂接触的方式为将所述含轻烃石油化工气体与第一吸收剂在第一吸收塔中逆向接触，并从第一吸收塔塔顶回收第一贫气，所述处理方法还包括在解吸分离出富乙烷气之前，将所述第一富吸收液与含轻烃石油化工气体在第一吸收平衡罐中接触。
5.根据权利要求4所述的处理方法，其中，所述第一富吸收液与含轻烃石油化工气体在第一吸收平衡罐中接触的温度为20-50°C，时间为10-60秒。
6.根据权利要求5所述的处理方法，其中，所述第一富吸收液与含轻烃石油化工气体在第一吸收平衡罐中接触的温度为35-45°C，时间15-40秒。
7.根据权利要求I所述的处理方法，其中，所述解吸分离的条件包括解吸的时间为15-30秒，解吸塔塔底温度为120-160°C，塔顶温度为0_50°C。
8.根据权利要求I或7所述的处理方法，其中，该方法还包括将经解吸后的物料在精馏塔中经精馏分离出C3-C4轻烃馏分，得到稳定汽油。
9.根据权利要求8所述的处理方法，其中，所述将经解吸后的物料在精馏塔中经精馏分离出C3-C4轻烃馏分的条件包括精馏塔塔底的温度为210-240°C，塔顶温度为0_45°C，精馏时间为10-50秒。
10.根据权利要求8所述的处理方法，其中，该方法还包括将所得稳定汽油送入第一吸收塔中，用作第一吸收剂。
11.根据权利要求4所述的处理方法，其中，该方法还包括将回收得到的所述第一贫气与第二吸收剂在第二吸收塔中逆向接触，使得所述第一贫气中夹带的第一吸收剂含量降低至0.2摩尔％以下，得到第二富吸收液和瓦斯气，将得到的瓦斯气和第二富吸收液分别回收。
12.根据权利要求11所述的处理方法，其中，所述将回收得到的所述第一贫气与第二吸收剂在第二吸收塔中逆向接触的条件包括，接触的温度为40-60°C，接触的时间为10-25秒，第二吸收剂与第一贫气的体积比为I : 15-30。
13.根据权利要求11或12所述的处理方法，其中，所述第二吸收剂为柴油和/或重汽油。
14.根据权利要求1-3和10中任意一项所述的处理方法，其中，所述第一吸收剂为粗汽油、精制汽油、石脑油中的一种或多种。
15.根据权利要求1-3中任意一项所述的处理方法，其中，以所述含轻烃石油化工气体的总量为基准，所述含轻烃石油化工气体含有C2组分10-50摩尔％，不凝组分20-80摩尔%，10-40摩尔% C3-C4组分。
全文摘要
本发明提供了一种含轻烃石油化工气体的处理方法，所述含轻烃石油化工气体含有碳原子数为1-4的烃，其中，该方法包括将该含轻烃石油化工气体与第一吸收剂接触，使得C2以上的烃被第一吸收剂吸收，并且接触的条件使得C2的烃的含量降低至3摩尔％以下，得到第一富吸收液和第一贫气；将所述第一富吸收液在解吸塔内经解吸分离出富乙烷气。本发明的方法，对炼化企业中常见的碳二组分含量在20摩尔％以上的含烃石油化工气体，碳二馏分的回收率达到90％以上。
文档编号C10G70/06GK102925213SQ201110227179
公开日2013年2月13日 申请日期2011年8月9日 优先权日2011年8月9日
发明者屠伟龙, 胡江青, 黄朝晖, 杨云峰 申请人:中国石油化工股份有限公司