技術(shù)領域

本發(fā)明涉及石油化工中的乙烯生產(chǎn)領域，進一步地說，是涉及一種降低乙烯裝置急冷油黏度的方法。

背景技術(shù)：

目前，世界上主要采用蒸汽熱裂解工藝生產(chǎn)乙烯、丙烯、丁二烯、芳烴等基礎有機化工原料。輕烴、石腦油、加氫尾油等原料與一定比例的稀釋蒸汽混合在工業(yè)裂解爐內(nèi)在高溫條件下發(fā)生裂解反應，裂解產(chǎn)物經(jīng)過急冷、壓縮、分離等工序最終生產(chǎn)出乙烯、丙烯、丁二烯等化工原料。

急冷系統(tǒng)是乙烯裝置的一個重要組成部分，由急冷器、油洗塔、水洗塔等設備組成，承擔著分離裂解汽油、柴油、燃料油組分的任務，也是回收熱量的關(guān)鍵設備。作為乙烯裂解氣處理的第一道工序，它常常成為制約乙烯裝置產(chǎn)量以及長期穩(wěn)定運轉(zhuǎn)的瓶頸，其運行好壞對乙烯裝置性能有著重要影響。

工業(yè)裂解爐廢熱鍋爐出口來的裂解氣在急冷器經(jīng)急冷油噴淋冷卻后送入油洗塔底部，回流冷卻后，裂解產(chǎn)物中的重組份凝到塔底并入急冷油中。裂解產(chǎn)物中的輕組分從油洗塔頂部引出，進入水洗塔繼續(xù)冷卻至40℃左右，進入后續(xù)的壓縮分離系統(tǒng)。裂解所需要的大部分稀釋蒸汽來源于裝置內(nèi)部急冷油的余熱利用，不足部分由管網(wǎng)蒸汽補充。油洗塔底溫度越高，蒸汽發(fā)生的越多，裝置余熱利用越好，外補蒸汽消耗越少。因此油洗塔底溫度的高低直接決定余熱回收量的大小，也影響裝置生產(chǎn)成本。急冷系統(tǒng)中急冷油在急冷器和油洗塔釜之間不斷循環(huán)，其循環(huán)量往往達到幾千噸每小時，而油品的采出只有幾十噸每小時，導致急冷油在系統(tǒng)內(nèi)長時間滯留。由于裂解產(chǎn)物急冷油中含有苯乙烯、茚等不飽和芳烴組份，這些物質(zhì)在長時間的高溫下循環(huán)會發(fā)生聚合，生成大分子物質(zhì)，導致急冷油粘度增大，使急冷油運動狀況惡化，影響換熱效果。由于受急冷油粘度影響油洗塔底溫度無法提高，導致急冷油熱量回收不完全，造成稀釋蒸汽發(fā)生量嚴重不足，因此需要大量蒸汽補入系統(tǒng)，造成了能源浪費。同時由于急冷油粘度增大，增加了系統(tǒng)循環(huán)泵的功率，導致裝置能耗居高不下。為此，乙烯技術(shù)專利商應用各種減粘技術(shù)來降低急冷油黏度。

傳統(tǒng)的減粘方法是加入調(diào)質(zhì)稀釋油(裂解柴油)降低黏度。裂解柴油摻混至急冷油中，雖能起到降低急冷油黏度的作用，但也存在不足之處。首先，會增加裂解柴油在油洗塔中的循環(huán)量，加大油洗塔塔釜到塔中部的氣相負荷，相應地降低了油洗塔的處理能力；其次，裂解柴油中含有大量的苯乙烯、萘、茚等組分，當它們隨著急冷油循環(huán)時，會發(fā)生聚合反應產(chǎn)生聚合物，并積聚在油洗塔的塔板或填料上，影響塔板和填料的傳熱及傳質(zhì)效果，使塔壓差上升，塔的處理能力下降；再次，由于裂解柴油循環(huán)量的增加，塔頂?shù)牧呀馄秃退沙龅牧呀馊剂嫌椭袝胁糠植裼偷慕M分，影響到裂解汽油和燃料油的品質(zhì)，嚴重時會使得后續(xù)的急冷水塔的操作惡化；最后，由于急冷油的量很大，故為了降低急冷油的黏度，通常需要摻入大量的裂解柴油，且注入的時間較長，否則減粘效果較差。

減粘劑是近幾年來國內(nèi)外研究部門及乙烯專利商研究出各種適合降低急冷油粘度的化學藥劑，通過加入化學助劑抑制聚合反應自由基的活性來實現(xiàn)減粘目標。CN101062880A提出一種由阻聚劑、分散劑和金屬鈍化劑組成的急冷油減粘劑，具有抑制聚合、防止聚集和鈍化金屬表面的作用，降低急冷系統(tǒng)設備的腐蝕和結(jié)垢，加入量少，并且具有良好的穩(wěn)定性，不會產(chǎn)生油水乳化的副作用。加入減粘劑沒有改變急冷油組成，無法從根本上解決急冷油黏度高問題。

減粘塔減粘原理是，來自急冷油循環(huán)泵出口的急冷油，在溫度調(diào)節(jié)閥的控制下，與裂解爐區(qū)來的乙烷裂解氣在噴嘴混合器中接觸，急冷油中的輕組分被汽化，隨裂解氣一起進入減粘塔。減粘塔由上下兩段構(gòu)成，上段是一個旋風分離器，下段是一個自由下落區(qū)?；旌衔锪线M入減粘塔后，首先在旋風分離器中進行氣液相的分離，乙烷裂解氣以及急冷油中汽化的輕組分從減粘塔塔頂進入油洗塔塔釜，未汽化的重質(zhì)液相組分通過下段，進入減粘塔塔釜，作為副產(chǎn)品(裂解燃料油)輸出到罐區(qū)。這樣，有選擇性地從急冷油中分餾出含有大量膠質(zhì)和瀝青質(zhì)的重質(zhì)物料而將輕質(zhì)物料留在系統(tǒng)中，使循環(huán)急冷油中的輕質(zhì)組分濃度增加，從而降低急冷油黏度。利用乙烷爐出口裂解氣或直接使用蒸汽熱汽提的方式，通過將急冷油中的輕組分汽提返回到循環(huán)系統(tǒng)中，利用增加急冷油循環(huán)系統(tǒng)中輕質(zhì)油比例稀釋粘度高的油質(zhì)來實現(xiàn)減粘，以保證系統(tǒng)穩(wěn)定運行。

CN1220987提出的裂解分餾裝置中循環(huán)急冷油黏度的控制方法是，使裂解爐流出物同0.1-0.5kg/kg的急冷油滑流進行接觸，分離獲得的汽-液混合物以除去焦油狀液體，且將留下的蒸汽給到油洗塔。以這種方式從油洗塔給料除去焦油狀液體，使得油洗塔操作回流較少，底部溫度較高，且在較高溫度下回收較多的熱量。該方法的不足之處是：一是乙烷爐燒焦時必須用高壓蒸氣氣提，氣相直接返回急冷油塔，急冷油塔負荷高；二是汽提后外送重燃料油中輕組分含量較少，外送管線容易發(fā)生堵塞。從各套乙烯裝置的生產(chǎn)情況來看，只有少數(shù)乙烯裝置急冷油減粘塔運行正常并達到一定的減粘效果。由于減粘系統(tǒng)運行不正常，大部分裝置急冷油系統(tǒng)的實際運行指標和原設計值存在較大差距，成為限制生產(chǎn)能力的瓶頸。采用水蒸汽汽提的減粘方法在實際操作中由于重燃料油在減粘塔釜堵塞實際上均不能正常運行。

CN101074184提出將裂解爐出口來的裂解氣經(jīng)冷卻后送入油洗塔底部，進行物質(zhì)分離，形成三股回流；塔底急冷油經(jīng)冷卻后，部分返回油洗塔，部分外送；中段盤油經(jīng)冷卻后，部分返回油洗塔，部分兌入塔底用作調(diào)節(jié)粘度，部分外送；塔頂回流汽油經(jīng)管線進入，最終將裂解爐來物流冷卻后送入后系統(tǒng)。這種方法僅優(yōu)化了油洗塔溫度分布，并沒有改變急冷油組成，對降低黏度作用不大，而且增大了油洗塔中段負荷，影響生產(chǎn)能力。

上述方法雖能起到降低急冷油黏度的作用，但無法從根本上解決急冷油黏度高的問題。急冷油作為乙烯裝置重要的傳熱介質(zhì)，其黏度的上升可直接影響到裂解爐、汽油分餾塔以及稀釋蒸汽發(fā)生系統(tǒng)的正常操作，甚至發(fā)生急冷油循環(huán)系統(tǒng)管道與設備堵塞事故。急冷油系統(tǒng)在乙烯裝置長周期高負荷穩(wěn)定運行及節(jié)能降耗上起著舉足輕重的作用。目前國內(nèi)很多乙烯裝置都存在急冷油減粘系統(tǒng)設計不夠合理，急冷油黏度高，急冷油塔塔頂溫度偏高、塔釜溫度偏低，急冷油減粘系統(tǒng)運行不穩(wěn)定，熱量回收效率低，急冷水時常乳化等問題。從工藝設計上保證急冷油系統(tǒng)有適宜的物料組成和操作條件，對不合理的減粘工藝要采取改進措施，是保證系統(tǒng)連續(xù)穩(wěn)定運行的關(guān)鍵所在。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供了一種降低乙烯裝置急冷油黏度的方法。急冷油通過溶劑液相抽提脫除其中的瀝青質(zhì)，或者再經(jīng)過蒸發(fā)回收溶劑步驟得到減粘急冷油，從而降低急冷油黏度。低壓液相抽提方法對設備要求低，投資少。

本發(fā)明的目的是提供一種降低乙烯裝置急冷油黏度的方法。

包括：

來自油洗塔底部的急冷油經(jīng)低壓液相抽提后得到減粘急冷油。

也可在液相抽提后再經(jīng)過蒸發(fā)回收得到減粘急冷油。

具體步驟：

當只進行低壓液相抽提時：

從油洗塔塔底引出一股急冷油，在抽提塔內(nèi)利用溶劑實施低壓液相逆流抽提，塔頂分離出較輕的油相，返回急冷油塔，降低急冷油黏度。

所述的溶劑是選自C4-C9的烷烴或烯烴中的一種或其混合物。

所述抽提塔急冷油進料溫度為150-230℃，溶劑進料溫度為30-200℃，溶劑與急冷油的重量比為0.1-5，優(yōu)選為0.5-2。

所述抽提塔壓力為0.1MPa-0.5MPa，抽提塔溫度為50℃-250℃。

所述的較輕的油相降低溫度到110-150℃，降低壓力至比油洗塔壓力大0-0.1Mpa后返回急冷油塔。

具體技術(shù)方案如下：

從油洗塔塔底引出一股急冷油，在抽提塔內(nèi)利用溶劑實施液相逆流抽提，塔頂分離出較輕的油相，塔底分離出較重的瀝青相，瀝青相脫除溶劑后做為燃料油或瀝青產(chǎn)品采出。較輕的油相返回急冷油塔，降低急冷油黏度。

當進行液相抽提和蒸發(fā)回收時：

(1)低壓液相抽提：從油洗塔塔底引出一股急冷油，在抽提塔內(nèi)利用溶劑實施低壓液相逆流抽提，塔頂分離出較輕的油相，塔底分離出較重的瀝青相；

(2)蒸發(fā)回收溶劑：從步驟(1)得到的較輕的油相通入溶劑回收塔，通過蒸發(fā)使溶劑由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)，分離得到溶劑和減粘急冷油，減粘急冷油降低溫度和壓力后返回急冷油塔中部，溶劑循環(huán)使用。

所述溶劑為C2-C6烷烴或烯烴中的一種或其混合物，優(yōu)選為C4-C6烷烴中的一種或其混合物。

所述的低壓液相抽提中急冷油進料溫度為150-230℃，溶劑進料溫度為30-250℃，溶劑與急冷油的重量比為2-6，優(yōu)選為3-5。

所述抽提塔的壓力為0.1MPa-1MPa，抽提塔的溫度為50℃-250℃；

所述溶劑回收塔的壓力范圍為0.1MPa-1Mpa；溶劑回收塔的溫度范圍為90℃-300℃。

步驟(2)中，所述的減粘急冷油降低溫度到110-140℃，降低壓力至比油洗塔壓力大0-0.1Mpa后返回急冷油塔中部。

具體技術(shù)方案如下：

(1)低壓液相抽提：從油洗塔塔底引出一股急冷油，在抽提塔內(nèi)利用溶劑實施低壓液相逆流抽提，塔頂分離出較輕的油相，塔底分離出較重的瀝青相，瀝青相脫除溶劑后做為燃料油或瀝青產(chǎn)品采出；

(2)蒸發(fā)回收溶劑：從步驟(1)得到的較輕的油相，通過蒸發(fā)使溶劑由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)，將較輕的油相通入溶劑回收塔分離得到溶劑和減粘急冷油。減粘急冷油降低溫度和壓力后返回急冷油塔中部，溶劑循環(huán)使用。

所述的急冷油為乙烯裝置急冷系統(tǒng)中油洗塔塔釜的油餾分，其典型成分為多環(huán)芳烴、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)。乙烯裝置主要由工業(yè)裂解爐和急冷、壓縮、分離等系統(tǒng)構(gòu)成，急冷系統(tǒng)主要包括急冷器、油洗塔、水洗塔。

抽提塔主要包括轉(zhuǎn)盤塔或篩板塔或填料塔。

本發(fā)明是一種降低乙烯裝置急冷油黏度的低壓液相抽提方法，通過對乙烯裝置急冷油進行溶劑低壓液相抽提處理，脫除其中的瀝青質(zhì)，或者在抽提步驟后再經(jīng)蒸發(fā)回收溶劑步驟得到減粘急冷油，將這種低黏度的減粘急冷油返回急冷系統(tǒng)油洗塔，由此可大幅度降低乙烯裝置急冷油的黏度。

附圖說明

圖1低壓液相抽提和蒸發(fā)回收的系統(tǒng)示意圖

圖2低壓液相抽提系統(tǒng)示意圖

附圖標記說明：

101抽提塔、201溶劑回收塔、401急冷油加壓泵、302溶劑循環(huán)泵

11急冷油進料、13溶劑、21較輕油相22瀝青相、32減粘急冷油

具體實施方式

下面結(jié)合實施例，進一步說明本發(fā)明。

實施例1

如圖1所示，

從乙烯裝置急冷油循環(huán)系統(tǒng)引出一股急冷油，其溫度為170℃，壓力為0.16MPa，其黏度為1500mm2/s。

混合丁烷溶劑(正異構(gòu)各50％)的溫度為70℃，壓力為1MPa。

抽提塔為篩板塔，抽提塔的壓力1MPa，急冷油與丁烷溶劑按重量比1∶3混合后進入抽提塔中部，另有急冷油重量1倍的丁烷溶劑進入抽提塔下部，抽提塔溫度70℃。在抽提塔內(nèi)進行低壓液相抽提，塔頂分離出較輕的油相，塔底分離出較重的瀝青相。瀝青相降壓至常壓脫除溶劑后，作為燃料油采出。

將抽提塔塔頂流出的較輕的油相加熱到150℃后，送入溶劑回收塔中部。溶劑回收塔為蒸發(fā)器，該塔壓力1MPa，塔內(nèi)溫度分布均勻為150℃。此時溶劑丁烷，由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)，丁烷溶劑溶解能力下降，從而實現(xiàn)溶劑丁烷與減粘急冷油的分離。從溶劑回收塔塔頂分離得到丁烷溶劑，并將其冷卻至70℃循環(huán)使用。從溶劑回收塔塔釜分離得到減粘急冷油黏度為18mm2/s，減粘急冷油降溫到120℃、降壓到0.2MPa返回乙烯裝置急冷系統(tǒng)油洗塔中部。

通過增加低壓溶劑抽提減粘工藝，將急冷油黏度由1500mm2/s降低到18mm2/s，優(yōu)于采用減粘塔工藝的急冷油黏度(65mm2/s)。

實施例2

如圖1所示，

從乙烯裝置急冷油循環(huán)系統(tǒng)引出一股急冷油，其溫度為170℃，壓力為0.16MPa，其黏度為1500mm2/s。

混合溶劑(正戊烷和正己烷各占50％)的溫度為90℃，壓力為0.5MPa。

抽提塔為篩板塔，抽提塔的壓力1MPa，急冷油加壓后進入抽提塔上部，急冷油重量4倍的混合溶劑進入抽提塔下部，抽提塔溫度90℃。塔頂分離出較輕的油相，塔底分離出較重的瀝青相。瀝青相降壓至常壓脫除溶劑后，作為燃料油采出。

將抽提塔塔頂流出的較輕的油相加熱到150℃后，送入溶劑回收塔中部。溶劑回收塔為蒸發(fā)器，該塔壓力0.5MPa，塔內(nèi)溫度分布均勻為150℃。此時混合溶劑，由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)，混合溶劑溶解能力下降，從而實現(xiàn)混合溶劑與減粘急冷油的分離。從超臨界溶劑回收塔塔頂分離得到混合溶劑，并將其冷卻至90℃循環(huán)使用。從超臨界溶劑回收塔塔釜分離得到減粘急冷油黏度為42mm2/s，減粘急冷油降溫到120℃、降壓到0.2MPa返回乙烯裝置急冷系統(tǒng)油洗塔中部。

實施例3

如圖1所示，

從乙烯裝置急冷油循環(huán)系統(tǒng)引出一股急冷油，其溫度為170℃，壓力為0.16MPa，其黏度為1500mm2/s。

混合丁烷溶劑(正異構(gòu)各50％)的溫度為70℃，壓力為1MPa。

抽提塔為篩板塔，抽提塔的壓力1MPa，急冷油與丁烷溶劑按重量比1∶3混合后進入抽提塔中部，另有急冷油重量1倍的丁烷溶劑進入抽提塔下部，抽提塔溫度70℃。在抽提塔內(nèi)進行低壓液相抽提，塔頂分離出較輕的油相，塔底分離出較重的瀝青相。瀝青相降壓至常壓脫除溶劑后，作為燃料油采出。

將抽提塔塔頂流出的較輕的油相加熱到150℃后，送入溶劑回收塔中部。溶劑回收塔為蒸發(fā)器，該塔壓力1MPa，塔內(nèi)溫度分布均勻為150℃。此時溶劑丁烷，由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)，丁烷溶劑溶解能力下降，從而實現(xiàn)溶劑丁烷與減粘急冷油的分離。從溶劑回收塔塔頂分離得到丁烷溶劑，并將其冷卻至70℃循環(huán)使用。從溶劑回收塔塔釜分離得到減粘急冷油黏度為19mm2/s，減粘急冷油降溫到120℃、降壓到0.2MPa返回乙烯裝置急冷系統(tǒng)油洗塔中部。

實施例4

如圖1所示，

從乙烯裝置急冷油循環(huán)系統(tǒng)引出一股急冷油，其溫度為170℃，壓力為0.16MPa，其黏度為1500mm2/s。

混合丁烷溶劑(正異構(gòu)各50％)的溫度為70℃，壓力為1MPa。

抽提塔為篩板塔，抽提塔的壓力1MPa，急冷油與丁烷溶劑按重量比1∶3混合后進入抽提塔中部，另有急冷油重量1倍的丁烷溶劑進入抽提塔下部，抽提塔溫度70℃。在抽提塔內(nèi)進行低壓液相抽提，塔頂分離出較輕的油相，塔底分離出較重的瀝青相。瀝青相降壓至常壓脫除溶劑后，作為燃料油采出。

將抽提塔塔頂流出的較輕的油相加熱到150℃后，送入溶劑回收塔中部。溶劑回收塔為蒸發(fā)器，該塔壓力1MPa，塔內(nèi)溫度分布均勻為150℃。此時溶劑丁烷，由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)，丁烷溶劑溶解能力下降，從而實現(xiàn)溶劑丁烷與減粘急冷油的分離。從溶劑回收塔塔頂分離得到丁烷溶劑，并將其冷卻至70℃循環(huán)使用。從溶劑回收塔塔釜分離得到減粘急冷油黏度為17mm2/s，減粘急冷油降溫到120℃、降壓到0.2MPa返回乙烯裝置急冷系統(tǒng)油洗塔中部。

實施例5

如圖2所示，

從乙烯裝置油洗塔底部引出一股急冷油，其溫度為190℃，壓力為0.16MPa，其黏度為1500mm2/s。

正戊烷溶劑溫度為90℃，壓力為0.5MPa。

抽提塔為篩板塔，抽提塔的壓力0.5MPa，急冷油進入抽提塔頂部，重量為急冷油2倍的正戊烷溶劑進入抽提塔底部，塔溫度90℃。塔頂分離出較輕的油相，塔底分離出較重的瀝青相。瀝青相降壓至常壓脫除溶劑后，作為燃料油采出。較輕的油相黏度為35mm2/s，較輕的油相作為減粘急冷油降壓到0.2MPa返回乙烯裝置急冷系統(tǒng)油洗塔頂部。

對比例：

現(xiàn)有的減粘塔工藝為從乙烯裝置急冷油循環(huán)系統(tǒng)引出一股急冷油，其溫度為195℃，壓力為0.16MPa，其黏度為1500mm2/s。乙烷爐裂解氣溫度為500℃，壓力為0.16MPa。該急冷油與乙烷爐裂解氣混合進入減粘塔，減粘塔壓力為0.16MPa，溫度為272℃，塔頂分離得到減粘急冷油，塔底分離出重燃料油。272℃的減粘急冷油(黏度為65mm2/s)進入油洗塔下部?，F(xiàn)有方法損失了乙烷爐裂解氣的高品位熱能，還將其帶入到急冷系統(tǒng)中，增大了能耗。