[发明专利]乙烯装置碳二物料的回收工艺及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种乙烯装置开车过程中碳二物料的回收工艺及装置。

背景技术

[0002] 乙烯是石油化工的基础原料，乙烯的产量也是衡量一个国家石油化工水平的重要标志，现在人们的日常生活已离不开以乙烯衍生物为主要原料的产品。截止到2010年底，我国乙烯产量已突破1400万吨，乙烯装置也超过22套。按流程来分类，目前的乙烯装置大致可分为三类：第一类是顺序分离后加氢流程，第二类是前脱丙烷前加氢流程，第三类是前脱乙烷前加氢流程，其中我国乙烯装置以顺序分离后加氢流程为主。顺序分离后加氢流程是根据碳原子数的多少逐一进行分离的，参见图2：首先石脑油经高温蒸汽裂解后得到含有乙烯、丙烯为主要组份的裂解气，裂解气经油洗、水洗后，再经裂解气压缩机2压缩成3.3Mpa的裂解气，最后经干燥脱水后和深冷系统的深冷后进入精制单元。精制过程中，裂解气首先进入脱甲烷塔5进行分离，在脱甲烷塔5顶得到甲烷和氢气，脱甲烷塔5塔釜的碳二及碳二以上组份进入脱乙烷塔7进行分离，在脱乙烷塔7塔顶得到乙烯、乙烷和乙炔等碳二物料，这股碳二物料经过乙炔加氢后进入乙烯精馏塔11进行分离，乙烯精馏塔11塔顶产出乙烯产品，塔釜乙烷回到裂解炉重新裂解。脱乙烷塔7塔釜物料进入脱丙烷塔进行分离，塔顶含有以丙烯、丙烷为主要组份的碳三物料经丙炔加氢后进入丙烯精馏塔进行分离，在丙烯精馏塔的塔顶得到丙烯产品，塔釜丙烷回到裂解炉重新裂解

顺序分离后加氢流程存在的缺点为：在乙烯、丙烯产品标准中，乙炔、丙炔都属于严格控制的杂质,乙烯、丙烯优级品中，要求乙炔、丙炔含量≤5ppm。目前，乙炔和丙炔都是采用固定床催化加氢技术脱除，所以顺序分离后加氢流程在乙炔加氢和丙炔加氢两个工艺过程都需要用到纯度95%的氢气，而顺序分离后加氢流程中的氢气必须在冷箱中通过深冷分离才能制得的。为了制得95%纯度的氢气，冷箱6的温度必须降至-160摄氏度，开车降温时间一般需要5小时。在得到纯度95%的氢气后，开始乙炔加氢反应器8的开车，从乙炔加氢反应器8开始加氢气到碳二物料中乙炔合格（≤5ppm），一般也需要1小时。在制氢过程中，氢气的分离是靠冷箱自身的进料物节流降温而实现，所以进料物流量的大小直接决定了冷箱6降温的速度。为了尽快加速冷箱6降温的速度，乙烯装置在开车过程中投料量不能太低，一般脱乙烷塔7塔顶的气相碳二物料占乙烯装置总投料量的40%，所以体积量相当大，而且乙炔的含量在2.0%左右，回收起难度比较大，不得不将该气相碳二物料排放至火炬系统，经济损失巨大，而且在火炬燃烧过程中，产生大量黑烟和热辐射，污染大气环境。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种乙烯装置开车过程中碳二物料的回收工艺，其能够克服顺序分离后加氢流程的装置开车过程中的碳二物料的浪费和污染问题。

本发明提供的乙烯装置开车过程中碳二物料的回收工艺，在顺序分离后加氢法的乙烯装置开车过程中，进料冷却器的部分冷源为从碳二气液分离罐回流来的气相碳二物料，所述从碳二气液分离罐回流来的气相碳二物料经所述进料冷却器加热后，再回流入一段吸入罐中。

其中，冷箱中深冷分离出氢气和主要成分为甲烷的气体，其中主要成分为甲烷的气体回流入所述一段吸入罐。

其中，所述碳二气液分离罐的液相碳二物料流入乙烯产品不合格罐。

优选地，上述乙烯装置开车过程中碳二物料的回收工艺，包括如下步骤：

    1）石脑油经高温蒸汽裂解后得到含有乙烯、丙烯为主要组份的裂解气，裂解气经油洗、水洗后，进入所述一段吸入罐，再进入压缩机压缩成3.3Mpa的裂解气，然后进入进料冷却器进行冷却，其中，所述进料冷却器的部分冷源为后续步骤中碳二气液分离罐的气相出口返回的气相碳二物料；

2）所述进料冷却器冷却后的裂解气进入分液罐，氢气和甲烷的混合气体从所述分液罐的气相出口进入冷箱，将所述冷箱降温至-150~-170摄氏度，冷箱中深冷分离后得到纯度高于95%的氢气和主要成分为甲烷的气体，其中所述主要成分为甲烷的气体回流入所述一段吸入罐，所述分液罐中的液相组分从其液相出口进入脱甲烷塔；

3）经所述脱甲烷塔分离，甲烷由脱甲烷塔的气相出口排出，液相组分进入脱乙烷塔；