本發(fā)明涉及一種mto工藝與石腦油及丙烷裂解前脫乙烷工藝耦合的方法。
背景技術(shù)：
：乙烯主要是通過(guò)裂解石油產(chǎn)品來(lái)獲得的，裂解工藝技術(shù)的發(fā)展是石油化工的一個(gè)重要發(fā)展方向。長(zhǎng)期以來(lái)，熱裂解制備乙烯的技術(shù)朝著高溫，短停留時(shí)間，低烴分壓，加大操作彈性，增長(zhǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)周期，簡(jiǎn)化操作等方面努力，以期達(dá)到高收率，低能耗，原料變化適應(yīng)性強(qiáng)，裂解爐運(yùn)轉(zhuǎn)周期長(zhǎng)，維修方便的目的。近年來(lái)，各專利商又在提高反應(yīng)選擇性、對(duì)原料的靈活性和增加單爐裂解能力等方面取得了很大的進(jìn)展?，F(xiàn)有乙烯生產(chǎn)裝置分離流程之一是采用前脫乙烷分離技術(shù)：裂解爐出口的裂解氣經(jīng)過(guò)急冷單元和壓縮單元處理以后，送脫乙烷塔進(jìn)行分餾，脫乙烷塔頂輕組分送入脫甲烷塔，分離出氫和甲烷后，將碳二餾分送乙烯精餾塔，分離出乙烯產(chǎn)品。脫乙烷塔釜液送至脫丙烷塔，然后再經(jīng)丙烯精餾塔和脫丁烷塔進(jìn)一步分餾。該分離流程是從碳二開(kāi)始切割分餾，通常稱為前脫乙烷分離流程。由于我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)是“多煤貧油”，石油消費(fèi)始終保持一定的增長(zhǎng)速度，對(duì)外依存度60％左右，石油能源的安全性差。因此，由煤制備的甲醇作為生產(chǎn)低碳烯烴的原料替代部分由原油煉制的石腦油和輕烴裂解原料，不僅技術(shù)水平先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)效益顯著，而且從能源戰(zhàn)略高度考慮，“以煤代油”符合國(guó)家優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)的發(fā)展戰(zhàn)略，從而保證我國(guó)能源的安全性，走可持續(xù)發(fā)展的道路。甲醇制烯烴mto技術(shù)采用類似于催化裂化fcc工藝方法，即：轉(zhuǎn)化反應(yīng)和催化劑燒焦再生連續(xù)進(jìn)行流化的催化裂化技術(shù)，通過(guò)不斷補(bǔ)充再生后的催化劑，保證催化劑的反應(yīng)活性和選擇性穩(wěn)定，使轉(zhuǎn)化反應(yīng)平穩(wěn)進(jìn)行。mto技術(shù)目前國(guó)內(nèi)外已具有多種相當(dāng)成熟的工藝，本發(fā)明采用中科院大連化物所、陜西新興煤化工科技發(fā)展有限公司、中石化洛陽(yáng)工程公司共同開(kāi)發(fā)的dmto技術(shù)，以甲醇為原料，進(jìn)行一步催化反應(yīng)，直接轉(zhuǎn)化生成低碳烯烴產(chǎn)品。近年來(lái)mto技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越多。中石化洛陽(yáng)石油化工有限公司申請(qǐng)了多項(xiàng)mto的新工藝技術(shù)，如授權(quán)公告號(hào)cn102060645b一種甲醇脫水制烯烴工藝和授權(quán)公告號(hào)cn100398498c甲醇轉(zhuǎn)化制取低碳烯烴氣體的分離方法等。此外還有授權(quán)公告號(hào)cn202638401u一種甲醇制取低碳烯烴反應(yīng)器，授權(quán)公告號(hào)cn101367697b一種mto/mtp反應(yīng)產(chǎn)物中輕烴產(chǎn)品的分離方法，授權(quán)公告號(hào)cn102408294b甲醇制烯烴反應(yīng)系統(tǒng)與烴熱解系統(tǒng)的綜合，授權(quán)公告號(hào)cn104193574b一種mto工藝與石腦油蒸汽裂解制乙烯工藝的耦合方法，公開(kāi)了mto裝置與蒸汽熱裂解裝置前脫乙烷分離流程耦合的工藝技術(shù)，由此可以增產(chǎn)丙烯7.96～21.01萬(wàn)噸/年。現(xiàn)有技術(shù)中的授權(quán)公告號(hào)cn1048711c和授權(quán)公告號(hào)cn101967077b僅僅應(yīng)用于石腦油蒸汽熱裂解的乙烯裝置中；現(xiàn)有授權(quán)公告號(hào)cn202638401u及授權(quán)公告號(hào)cn100398498c、cn101367697b只涉及mto裝置的新工藝技術(shù)；授權(quán)公告號(hào)cn102408294b雖然將mto裝置與乙烯裂解裝置結(jié)合，但是并沒(méi)有后續(xù)的前脫乙烷分離流程；授權(quán)公告號(hào)cn104193574b雖然將mto裝置與乙烯裝置進(jìn)行了耦合，但是乙烯裂解使用的原料全部為石腦油，所得的低碳烯烴收率不高，增產(chǎn)丙烯不多，尚未見(jiàn)甲醇替代部分石腦油和丙烷工藝方法的報(bào)道。由此，現(xiàn)有技術(shù)乙烯裝置采用石腦油及丙烷裂解的傳統(tǒng)路線，存在裂解原料成本高、低碳烯烴收率少、丙烯產(chǎn)量低，甲醇無(wú)法替代部分石腦油及丙烷在前脫乙烷分離流程上增產(chǎn)丙烯等問(wèn)題。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是現(xiàn)有耦合技術(shù)中裂解原料成本高、低碳烯烴收率低、丙烯產(chǎn)量低，甲醇無(wú)法替代部分石腦油及丙烷在前脫乙烷分離流程上增產(chǎn)丙烯的問(wèn)題，提供一種新的mto工藝與石腦油及丙烷裂解前脫乙烷工藝耦合的方法。該方法用于低碳烯烴的生產(chǎn)中，具有裂解原料成本低、丙烯產(chǎn)量高，甲醇能夠替代部分石腦油及丙烷在前脫乙烷分離流程上增產(chǎn)丙烯的優(yōu)點(diǎn)。為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：一種mto工藝與石腦油及丙烷裂解前脫乙烷工藝耦合的方法，mto產(chǎn)品氣經(jīng)壓縮、干燥后進(jìn)入粗分離塔，包括c2和c2以下輕組分及部分c3組分的粗分離塔塔頂物流進(jìn)入石腦油及丙烷裂解制乙烯工藝流程中的脫乙烷塔，包括剩余部分c3及c4和c4以上重組分的粗分離塔釜物流進(jìn)入mto分離流程中的脫丙烷塔，脫丙烷塔塔頂物流進(jìn)入mto分離流程中的丙烯精餾塔，丙烯精餾塔頂?shù)玫奖┊a(chǎn)品，丙烯精餾塔釜得到丙烷，脫丙烷塔釜物流進(jìn)入石腦油及丙烷裂解制乙烯工藝流程中的脫丁烷塔，其中，石腦油及丙烷裂解制乙烯工藝采用前脫乙烷分離流程，依托石腦油及丙烷裂解制乙烯工藝流程得到甲烷氫、乙烯、乙烷、部分丙烷、部分丙烯、混合c4及c5以上烴產(chǎn)品，從mto工藝分離流程中得到剩余部分丙烷、剩余部分丙烯產(chǎn)品，通過(guò)降低石腦油及丙烷進(jìn)料量保持所述脫乙烷塔進(jìn)料中的乙烯、丙烯流量不變。上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述粗分離塔的操作條件：溫度為-20℃～10℃，壓力為0.6mpag～3.0mpag。上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述mto產(chǎn)品氣中乙烯與丙烯質(zhì)量比0.8～1.5：1。上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述石腦油及丙烷裂解制乙烯工藝中，裂解原料石腦油與丙烷的質(zhì)量比為3/7，裂解產(chǎn)品中丙烯與乙烯的質(zhì)量比為0.46。上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述mto工藝分離單元所需冷量由冷凍水站提供。上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述包括c2和c2以下輕組分及部分c3組分的粗分離塔塔頂物流經(jīng)增壓后進(jìn)入石腦油及丙烷裂解制乙烯工藝流程中的脫乙烷塔。上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，乙烯裝置公稱能力為100～120萬(wàn)噸/年，mto裝置公稱能力為180萬(wàn)噸/年。本發(fā)明依托乙烯裝置現(xiàn)有設(shè)備，用甲醇替代部分石腦油和丙烷的一體化工藝方法增產(chǎn)丙烯產(chǎn)品。對(duì)于100～120萬(wàn)噸/年乙烯裝置來(lái)說(shuō)，可少投石腦油29.88～44.85萬(wàn)噸/年，少投丙烷51.55～77.39萬(wàn)噸/年，增產(chǎn)丙烯8.27～21.22萬(wàn)噸/年；同時(shí)產(chǎn)品與原料差價(jià)節(jié)省21700～91000萬(wàn)元人民幣/年，取得了較好的技術(shù)效果。下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的闡述，但不僅限于本實(shí)施例。具體實(shí)施方式【比較例1】現(xiàn)有技術(shù)中的乙烯裝置采用前脫乙烷工藝流程，公稱能力120萬(wàn)噸/年，石腦油/丙烷比＝3/7，裂解選擇性p/e＝0.46，聚合級(jí)乙烯≥99.95wt％，乙烯產(chǎn)量120.00萬(wàn)噸/年；聚合級(jí)丙烯≥99.6wt％，丙烯產(chǎn)量55.48萬(wàn)噸/年?！緦?shí)施例1】采用本發(fā)明mto工藝與石腦油及丙烷裂解前脫乙烷工藝耦合的方法，乙烯裝置仍采用前脫乙烷工藝流程，公稱能力120萬(wàn)噸/年，裂解選擇性p/e＝0.46；新增mto裝置公稱能力180萬(wàn)噸/年，反應(yīng)強(qiáng)度：乙烯/丙烯比＝1.5，粗分離塔的操作條件：溫度為-10℃，壓力為1.5mpag。本發(fā)明所涉及的耦合方法的工藝流程如下：乙烯裝置的石腦油和丙烷裂解原料進(jìn)入裂解爐發(fā)生蒸汽熱裂解反應(yīng)生成乙烯、丙烯等物料，裂解爐出口的高溫裂解氣物料經(jīng)急冷區(qū)急冷處理，急冷后的裂解氣物料送壓縮區(qū)增壓；增壓后的裂解氣物料與mto裝置物料合并的物料送脫乙烷塔，塔頂分離出c2和c2以下輕組分物料送脫甲烷塔，塔頂分離出甲烷氫物料，塔釜分離出c2物料送乙烯精餾塔，塔頂分離出聚合級(jí)乙烯產(chǎn)品，塔釜分離出乙烷物料；脫乙烷塔塔釜分離出c3和c3以上重組分物料送脫丙烷塔，塔頂分離出c3物料，塔釜分離出c4和c4以上重組分物料；c3物料送丙烯精餾塔，塔頂分離出聚合級(jí)丙烯產(chǎn)品，塔釜分離出丙烷物料；c4和c4以上重組分物料與mto裝置物料合并后送脫丁烷塔，塔頂分離出混合c4物料，塔釜分離出c5和c5以上重組分物料。mto裝置的甲醇原料送mto反應(yīng)單元發(fā)生催化反應(yīng)生成乙烯、丙烯等低碳烯烴并經(jīng)預(yù)處理后成為產(chǎn)品氣物料，經(jīng)產(chǎn)品氣壓縮機(jī)一段增壓為產(chǎn)品氣物料，經(jīng)產(chǎn)品氣壓縮機(jī)二段增壓為產(chǎn)品氣物料送水洗/堿洗塔，塔頂?shù)漠a(chǎn)品氣物料經(jīng)產(chǎn)品氣壓縮機(jī)三段增壓為產(chǎn)品氣物料送粗分離塔，塔頂分離出含部分c3和c3以下輕組分的物料經(jīng)產(chǎn)品氣壓縮機(jī)四段增壓后送乙烯裝置進(jìn)一步處理；粗分離塔塔釜分離出含部分c3和c3以上重組分物料送脫丙烷塔，塔頂分離出c3物料送丙烯精餾塔，塔釜分離出c4和c4以上重組分物料送乙烯裝置進(jìn)一步處理；丙烯精餾塔塔頂分離出聚合級(jí)丙烯產(chǎn)品，塔釜分離出丙烷物料。由此，采用本發(fā)明mto工藝與石腦油及丙烷裂解前脫乙烷工藝耦合的方法，聚合級(jí)乙烯≥99.95wt％，乙烯產(chǎn)量120.00萬(wàn)噸/年；聚合級(jí)丙烯≥99.6wt％，丙烯產(chǎn)量63.75萬(wàn)噸/年，與【比較例1】相比，少投石腦油44.85萬(wàn)噸/年，少投丙烷77.39萬(wàn)噸/年，增產(chǎn)丙烯8.27萬(wàn)噸/年，產(chǎn)品與原料差價(jià)可節(jié)省91000萬(wàn)元人民幣/年。【比較例2】現(xiàn)有技術(shù)中的乙烯裝置采用前脫乙烷工藝流程，公稱能力110萬(wàn)噸/年，石腦油/丙烷比＝3/7，裂解選擇性p/e＝0.46，聚合級(jí)乙烯≥99.95wt％，乙烯產(chǎn)量110.00萬(wàn)噸/年；聚合級(jí)丙烯≥99.6wt％，丙烯產(chǎn)量50.85萬(wàn)噸/年?！緦?shí)施例2】按照實(shí)施例1所述的條件和步驟，本發(fā)明中的乙烯裝置仍采用前脫乙烷工藝流程，僅僅公稱能力改為110萬(wàn)噸/年，石腦油/丙烷比＝3/7，裂解選擇性p/e＝0.46；新增mto裝置公稱能力180萬(wàn)噸/年，反應(yīng)強(qiáng)度：乙烯/丙烯比＝1.5，粗分離塔的操作條件：溫度為-20℃，壓力為0.6mpag。由此，采用本發(fā)明mto工藝與石腦油及丙烷裂解前脫乙烷工藝耦合的方法，聚合級(jí)乙烯≥99.95wt％，乙烯產(chǎn)量110.00萬(wàn)噸/年；聚合級(jí)丙烯≥99.6wt％，丙烯產(chǎn)量59.13萬(wàn)噸/年，與【比較例2】相比，少投石腦油44.85萬(wàn)噸/年，少投丙烷77.39萬(wàn)噸/年，增產(chǎn)丙烯8.27萬(wàn)噸/年，產(chǎn)品與原料差價(jià)可節(jié)省91000萬(wàn)元人民幣/年?！颈容^例3】現(xiàn)有技術(shù)中的乙烯裝置采用前脫乙烷工藝流程，公稱能力100萬(wàn)噸/年，石腦油/丙烷比＝3/7，裂解選擇性p/e＝0.46，聚合級(jí)乙烯≥99.95wt％，乙烯產(chǎn)量100.00萬(wàn)噸/年；聚合級(jí)丙烯≥99.6wt％，丙烯產(chǎn)量46.23萬(wàn)噸/年。【實(shí)施例3】按照實(shí)施例1所述的條件和步驟，本發(fā)明中的乙烯裝置仍采用前脫乙烷工藝流程，僅僅公稱能力改為100萬(wàn)噸/年，石腦油/丙烷比＝3/7，裂解選擇性p/e＝0.46；新增mto裝置公稱能力180萬(wàn)噸/年，反應(yīng)強(qiáng)度：乙烯/丙烯比＝0.8，粗分離塔的操作條件：溫度為10℃，壓力為3.0mpag。由此，采用本發(fā)明mto工藝與石腦油及丙烷裂解前脫乙烷工藝耦合的方法，聚合級(jí)乙烯≥99.95wt％，乙烯產(chǎn)量100.00萬(wàn)噸/年；聚合級(jí)丙烯≥99.6wt％，丙烯產(chǎn)量67.45萬(wàn)噸/年，與【比較例3】相比，少投石腦油29.88萬(wàn)噸/年，少投丙烷51.55萬(wàn)噸/年，增產(chǎn)丙烯21.55萬(wàn)噸/年，產(chǎn)品與原料差價(jià)可節(jié)省21700萬(wàn)元人民幣/年?！緦?shí)施例4】按照實(shí)施例3所述的條件和步驟，僅僅改變新增mto裝置反應(yīng)強(qiáng)度：乙烯/丙烯比＝0.9，粗分離塔的操作條件：溫度為5℃，壓力為2.5mpag。采用本發(fā)明的方法以后，聚合級(jí)乙烯≥99.95wt％，乙烯產(chǎn)量100.00萬(wàn)噸/年；聚合級(jí)丙烯≥99.6wt％，丙烯產(chǎn)量65.17萬(wàn)噸/年，與【比較例3】相比，少投石腦油32.38萬(wàn)噸/年，少投丙烷55.88萬(wàn)噸/年，增產(chǎn)丙烯18.94萬(wàn)噸/年，產(chǎn)品與原料差價(jià)可節(jié)省32400萬(wàn)元人民幣/年。【實(shí)施例5】按照實(shí)施例3所述的條件和步驟，僅僅改變新增mto裝置反應(yīng)強(qiáng)度：乙烯/丙烯比＝1.0，粗分離塔的操作條件：溫度為-15℃，壓力為1.0mpag。采用本發(fā)明的方法以后，聚合級(jí)乙烯≥99.95wt％，乙烯產(chǎn)量100.00萬(wàn)噸/年；聚合級(jí)丙烯≥99.6wt％，丙烯產(chǎn)量63.11萬(wàn)噸/年，與【比較例3】相比，少投石腦油34.81萬(wàn)噸/年，少投丙烷60.07萬(wàn)噸/年，增產(chǎn)丙烯16.88萬(wàn)噸/年，產(chǎn)品與原料差價(jià)可節(jié)省43900萬(wàn)元人民幣/年。【實(shí)施例6】按照實(shí)施例3所述的條件和步驟，僅僅改變新增mto裝置反應(yīng)強(qiáng)度：乙烯/丙烯比＝1.2，粗分離塔的操作條件：溫度為0℃，壓力為2.2mpag。采用本發(fā)明的方法以后，聚合級(jí)乙烯≥99.95wt％，乙烯產(chǎn)量100.00萬(wàn)噸/年；聚合級(jí)丙烯≥99.6wt％，丙烯產(chǎn)量59.39萬(wàn)噸/年，與【比較例3】相比，少投石腦油39.30萬(wàn)噸/年，少投丙烷67.82萬(wàn)噸/年，增產(chǎn)丙烯13.16萬(wàn)噸/年，產(chǎn)品與原料差價(jià)可節(jié)省66000萬(wàn)元人民幣/年?！緦?shí)施例7】按照實(shí)施例3所述的條件和步驟，僅僅改變新增mto裝置反應(yīng)強(qiáng)度：乙烯/丙烯比＝1.5，粗分離塔的操作條件：溫度為0℃，壓力為2.2mpag。采用本發(fā)明的方法以后，聚合級(jí)乙烯≥99.95wt％，乙烯產(chǎn)量100.00萬(wàn)噸/年；聚合級(jí)丙烯≥99.6wt％，丙烯產(chǎn)量54.50萬(wàn)噸/年，與【比較例3】相比，少投石腦油44.85萬(wàn)噸/年，少投丙烷77.39萬(wàn)噸/年，增產(chǎn)丙烯8.27萬(wàn)噸/年，產(chǎn)品與原料差價(jià)可節(jié)省91000萬(wàn)元人民幣/年。本發(fā)明所述的實(shí)施例匯總數(shù)據(jù)見(jiàn)表1：表1本發(fā)明實(shí)施例所述增產(chǎn)丙烯與現(xiàn)有技術(shù)授權(quán)公告號(hào)cn104193574b增產(chǎn)丙烯的比較，見(jiàn)表2：表2實(shí)施例1實(shí)施例2實(shí)施例3實(shí)施例4實(shí)施例5實(shí)施例6實(shí)施例7本發(fā)明所述的增產(chǎn)丙烯(萬(wàn)噸/年)8.278.2721.2218.9416.8813.168.27cn104193574b增產(chǎn)丙烯(萬(wàn)噸/年)7.967.9621.0118.7216.6412.887.96增產(chǎn)丙烯的增量(萬(wàn)噸/年)0.310.310.210.220.240.280.31增產(chǎn)丙烯的增量(％)3.893.891.001.181.442.173.89當(dāng)前第1頁(yè)12