分享全馏分劣质油纳米催化生产btx芳烃的设备的制造方法

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全馏分劣质油纳米催化生产btx芳烃的设备的制造方法

[0001] 本实用新型涉及轻烃芳构化领域,具体涉及一种全馏分劣质油纳米催化生产BTX 芳烃的设备。

[0002] 苯、甲苯和二甲苯(BTX)是石化行业的一级基本有机原料,主要通过直馏石脑油 的催化重整反应制得,而我国的直馏石脑油主要用于生产乙烯。因此,解决乙烯装置和重 整装置的原料竞争问题、拓宽芳烃的原料来源、开发新的催化剂和工艺是芳烃生产的重要 课题。
[0003] 近些年,以申请人自有"低碳烃芳构化生产BTX芳烃纳米催化技术"成果为引领的 低碳烃芳构化技术在国内工业化应用已十分成熟,芳构化生产芳烃的低碳烃原料涵盖了本 初不宜作重整原料的LPG馏分、碳五轻烃、轻石脑油馏分、轻烯烃及天然气等轻烷烃等各类 低碳经。
[0004] 中国科学院大连化学物理研究所应用催化研究室、辽宁石化职业技术学院、中国 石油华北石化公司2010年以全馏分流化催化裂化(FCC)汽油为原料、H2存在下,考察了在 小型固定床反应装置上添加 ZSM-5-ZSM-11共晶分子筛(简称CDM分子筛)对PtSnZn/A1203 催化剂催化FCC汽油芳构化制苯、甲苯和二甲苯(BTX)的性能、抗积碳和反复再生性能的影 响,取得了一定效果。
[0005] 但上述研究原料来源范围小,产品种类少、纯度低,并且整体结构不完善。
[0006] 本实用新型提供一种全馏分劣质油纳米催化生产BTX芳烃的设备,目的在于提高 全馏分劣质油廉价油品的使用价值,补充BTX芳烃生产技术的路线,为我国芳烃生产资源 不足开辟新的经济途径,同时进一步拓宽芳构化纳米催化技术的原料应用范围及提高催化 剂产业成长速度。
[0007] 本实用新型采用如下技术方案:
[0008] -种全馏分劣质油纳米催化生产BTX芳烃的设备,包括原料预处理器,原料预处 理器与进料汽化器、加热炉、固定床反应器、气液分离罐依次串接,气液分离罐的气相出口 与加热炉进口连接,气液分离罐的液相出口与脱碳四塔连接,脱碳四塔塔顶与LGP精馏塔 连接,脱碳四塔塔底与脱碳五塔、脱庚烷塔、脱甲苯塔、脱碳八塔、碳九加氢设备依次串接, 所述脱庚烷塔塔顶出口及脱甲苯塔塔顶出口分别与非芳塔中部进口连接,非芳塔塔底与芳 烃塔进口连接,芳烃塔塔顶连接苯塔进口,芳烃塔塔底贫溶剂线连接非芳塔塔顶进口,芳烃 塔塔底贫溶剂线分支连接劣质溶剂再生设备进口,所述劣质溶剂再生设备出口连接芳烃塔 塔底贫溶剂线。
[0009] 原料预处理器进口送入全馏分劣质油,全馏分劣质油包含石脑油、拔头油、非芳汽 油调和组分、FCC汽油中的一种或多种。
[0010] 所述脱碳五塔塔顶连接原料罐,脱碳八塔塔顶连接二甲苯罐区。
[0011] 本实用新型的工作原理为:经杂质预处理的全馏分劣质油原料经进料汽化器气化 后进入加热炉升温后,自上而下进入固定床反应器,在芳构化纳米催化剂的作用下进行芳 构化反应。反应后产物经一系列的换热及冷却后送到气液分离罐进行气液分离,分离后的 氢气、甲烷、乙烯、丙烷、丙烯等富烯烃干气气相返回到加热炉入口作为反应系统循环载气, 液相经压缩进入脱碳四塔,在低温高压下脱碳四塔塔顶碳四以下成分进入LPG精馏塔采出 干气和LPG,塔底碳五及以上成分进入脱碳五塔进一步脱除其中的碳五轻馏分,脱碳五塔塔 底的碳六以上成分进入脱庚烷塔分离混苯,脱庚烷塔塔顶混苯产品去混苯分离系统,脱庚 烷塔的塔底碳八以上成分陆续经脱甲苯塔、脱碳八塔脱除粗甲苯、碳八,脱碳八塔塔顶得到 二甲苯,最后的碳九进入碳九加氢设备进行加氢后产品出界外。
[0012] 混苯分离系统的非芳塔,非芳塔塔内由于选择性溶剂与芳烃作用力更强实现芳烃 与非芳烃的分离,非芳塔塔顶直接获得C6-C7非芳,非芳塔塔底得到富含高纯度芳烃的富溶 剂,富溶剂进入芳烃塔进行减压汽提蒸馏,实现芳烃与溶剂的分离,芳烃塔塔底贫溶剂大部 分经过换热后直接循环回非芳塔顶作萃取剂,少部分去劣质溶剂再生装置去除杂质和酸性 物质后返回至芳烃塔塔底,芳烃塔塔顶得到的混合芳烃进入苯塔精馏分离,苯塔侧线抽出 苯产品,塔底得到甲苯产品。
[0013] 本实用新型的优点及有益效果为:
[0014] 1、本实用新型适用于以全馏分劣质油为原料,生产BTX芳烃的工艺,为BTX芳烃增 产提供了新途径,拓宽了全馏分劣质油的应用范围,同时拓宽了 BTX芳烃的原料来源,解决 了乙烯装置和重整装置的原料竞争问题;
[0015] 2、本实用新型结构完善,有效的生产BTX芳烃,使用本实用新型制得产品种类 多、纯度高,经实际使用验证,本实用新型可以一次性产出高纯度的国标99. 99%石油苯、 99. 90 %甲苯、企标二甲苯、加氢碳九和C6-C7非芳,远优于传统工艺,并且装置操作方便、 运行稳定、无三废排放,工艺技术、自动化控制水平高;
[0016] 3、芳构化反应液相收率达到65 %以上,干气收率在35 %,反应的重量空速达到 0. 5h 1以上,原料转化率达到98 %以上,远优于传统工艺;
[0017] 4、芳构化反应液相产品经脱碳四和LPG精馏塔在高压低温条件下进行直接精馏 分离,替代传统的吸收解吸稳定三塔分离装置,省去了吸收剂,降低能耗25%,节约成本 30% ;
[0018] 5、利用循环干气做载气,反应周期由原来的45天提高到55天,催化剂寿命由原来 的2. 5年提高到3年。

[0019] 图1为本实用新型的结构示意图。
[0020] 其中,1-原料预处理器;2-进料汽化器;3-加热炉;4-固定床反应器;5-气液分离 Si ;6_LPG精馈塔;7-脱碳四塔;8-脱碳五塔;9-脱庚烧塔;10-脱甲苯塔;11-脱碳八塔; 12-碳九加氢设备;13-非芳塔;14-劣质溶剂再生设备;15-芳烃塔;16-苯塔。

[0021] 如图1所示,原料预处理器1与进料汽化器2连接,进料汽化器2与加热炉3、固定 床反应器4、气液分离罐5依次串接,气液分离罐5的气相出口与加热炉3进口连接,气液分 离罐5的液相出口与脱碳四塔7的进口连接,脱碳四塔7塔顶与LGP精馏塔6连接,塔底与 脱碳五塔8、脱庚烷塔9、脱甲苯塔10、脱碳八塔11、碳九加氢设备12依次串接,其间各塔产 品出口到界外罐区。
[0022] 脱庚烷塔9塔顶出口及脱甲苯塔10塔顶分别与混苯分离系统的非芳塔13中部进 口连接,非芳塔13塔底与芳烃塔15进口连接,芳烃塔15塔顶连接苯塔16进口,芳烃塔15 塔底贫溶剂线连接非芳塔13顶部进口,贫溶剂线分支连接劣质溶剂再生设备14进口,劣质 溶剂再生设备14出口连接芳烃塔15塔底贫溶剂线,其间各塔产品出口到界外罐区。
[0023] 本实用新型使用时,经原料预处理器1预处理的全馏分劣质油进料汽化器2后经 加热炉3加热至480-600°C后自上而下进入固定床反应器4,在芳构化纳米催化剂的作用 下进行芳构化反应,反应温度470°C -590 °C,压力0. 1-0. 3MPa,空速0. 3-1. Oh \催化剂无 腐蚀无污染,抗积炭失活能力强,原料不需要特殊处理。反应油气经换热、冷却至25-30Γ 后,进入气液分离罐5进行油气分离,分离出的反应气通过气相出口进入加热炉3进口作 为循环载气,分离出的反应液从液相出口经冷却加压至I. 5-1. SMPa进入脱碳四塔7分离, 其塔顶压力为I. 0-2. OMPa。脱碳四塔7塔顶碳四以下组分经干燥脱水并冷却至-35-0°C 后,进入LPG精馏塔6中进行精馏,LPG精馏塔6塔顶压力为I. 0-2. OMPa,塔顶采出H2-C2干气,干气中碳三以上馏分质量分数为1-6%,塔底采出LPG,其中碳二以下馏分质量分数 为0. 01-0. 05%。脱碳四塔7塔底纯度99. 5 %的碳五及以上组分进入0. 01-0.1 MPa、塔底 120-160°C的脱碳五塔8从顶部脱除碳五馏分并回收,脱碳五塔8底部碳六以上组分物流去 0. 01-0.1 MPa、塔底140-180 °C的脱庚烷塔9,并从脱庚烷塔9塔顶获得混芳烃送往混苯溶剂 分离装置,进行精制国标纯苯、甲苯、二甲苯,脱庚烷塔9塔底馏分进入0.01-0.1 MPa、塔底 130-170°C脱甲苯塔10从塔顶脱除粗甲苯组分,脱甲苯塔10塔顶粗甲苯组分去混苯分离装 置,塔底物流送去-0. 01至-0.1 MPa、塔底160-200°C脱碳八塔11从塔顶脱除精二甲苯,脱 碳八塔11塔底重芳烃产品去0. 1-0. 3MPa碳九加氢设备12进行加氢。
[0024] 脱庚烷塔9塔顶纯度为99 %的混苯首先进入混苯分离系统的非芳塔13, 0. 05-0. 15MPa、塔底155-170°C的非芳塔13进行溶剂分离非芳烃,非芳塔13塔顶非芳烃副 产品中芳烃含量小于2. 5w%,其塔底非芳烃含量小于300mg/kg的富溶剂进入芳烃塔15, 在-0. 05MPa、塔底温度150-180°C下从芳烃塔15塔顶分离出芳烃,芳烃去0. 05-0.1 MPa、塔 底120-150°C苯塔16分离出99. 99%石油纯苯和99. 90%的石油甲苯。苯塔16塔顶产品侧 线采出设计,侧线以上塔盘用来分离水和去除非芳烃,保证了苯产品纯度。芳烃塔15塔底 贫溶剂中甲苯含量不大于1500mg/kg,贫溶剂大部分去非芳塔13作萃取剂,一部分去劣质 溶剂再生装置14去除杂质和酸性物质后返回至芳烃塔15底。
[0025] 其中,劣质溶剂再生装置14用爪式真空栗,确保恒定的高真空度,最大限度保证 了溶剂质量,减免或减轻设备腐蚀。
[0026] 使用全馏分劣质油纳米催化生产BTX芳烃达到的技术性能及与同类装置对比:
[0027]
[0028] 由上表可以看出:本实用新型反应效果和产品质量全面超过同类装置,其中液体 收率及产品质量尤为明显。

1. 一种全馏分劣质油纳米催化生产BTX芳烃的设备,包括原料预处理器,原料预处理 器与进料汽化器、加热炉、固定床反应器、气液分离罐依次串接,其特征是,气液分离罐的气 相出口与加热炉进口连接,气液分离罐的液相出口与脱碳四塔连接,脱碳四塔塔顶与LGP 精馏塔连接,脱碳四塔塔底与脱碳五塔、脱庚烷塔、脱甲苯塔、脱碳八塔、碳九加氢设备依次 串接,所述脱庚烷塔塔顶出口及脱甲苯塔塔顶出口分别与非芳塔中部进口连接,非芳塔塔 底与芳烃塔进口连接,芳烃塔塔顶连接苯塔进口,芳烃塔塔底贫溶剂线连接非芳塔塔顶进 口,芳烃塔塔底贫溶剂线分支连接劣质溶剂再生设备进口,所述劣质溶剂再生设备出口连 接芳烃塔塔底贫溶剂线。2. 根据权利要求1所述的全馏分劣质油纳米催化生产BTX芳烃的设备,其特征是,原料 预处理器进口送入全馏分劣质油,全馏分劣质油包含石脑油、拔头油、非芳汽油调和组分、 FCC汽油中的一种或多种。
本实用新型涉及轻烃芳构化领域,具体涉及一种全馏分劣质油纳米催化生产BTX芳烃的设备,包括原料预处理器,原料预处理器与进料汽化器、加热炉、固定床反应器、气液分离罐依次串接,气液分离罐的气相出口与加热炉进口连接,气液分离罐的液相出口与脱碳四塔连接,脱碳四塔塔顶与LGP精馏塔连接,脱碳四塔塔底与脱碳五塔、脱庚烷塔、脱甲苯塔、脱碳八塔、碳九加氢设备依次串接,脱庚烷塔塔顶出口与后续混苯分离系统连接。本实用新型目的在于提高全馏分劣质油廉价油品的使用价值,补充BTX芳烃生产技术的路线,同时进一步拓宽芳构化纳米催化技术的原料应用范围及提高催化剂产业成长速度。
C07C15/06, C07C7/04, C10L3/12, C07C15/08, C07C15/04, C07C2/00
CN204918417
CN201520610004
宋金富, 朱仰梅, 陈洪志, 唐欣惠, 原东波
山东大齐化工科技有限公司, 山东大齐石油化工设计有限公司
2015年12月30日
2015年8月13日

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