含二甲醚和烯烴的LPG用作裂解原料的加工工藝

摘 要：結(jié)合神華寧煤新建乙烯裂解裝置情況，探討含二甲醚和烯烴的LPG用作裂解原料的處理新工藝，拓展裂解原料來源，提高企業(yè)經(jīng)濟效益。

關鍵詞：二甲醚；丁二烯抽提；烯烴轉(zhuǎn)化；結(jié)焦；氧化物；萃取；預分餾塔；裂解氣

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.20.052

神華寧夏煤業(yè)集團有限責任公司煤化工副產(chǎn)品深加工綜合利用項目，以神華寧煤集團400 萬噸/年煤制油項目副產(chǎn)的石腦油和LPG、煤基烯烴項目甲醇制丙烯（MTP）裝置副產(chǎn)的LPG 作為原料，根據(jù)多產(chǎn)丙烯的要求，采用了蒸汽裂解/前脫丙烷前加氫+烯烴轉(zhuǎn)化的技術路線，生產(chǎn)聚合級乙烯、聚合級丙烯、丁烯-1 和丁二烯、混合苯等產(chǎn)品。

新建裂解裝置設計有四股原料，分別是：煤制油項目的石腦油，年供應量98.3萬噸；煤制油項目的加氫LPG，年供應量17.7萬噸；煤制油裝置的油洗LPG，年供應量15.6萬噸；煤基烯烴項目MTP裝置的LPG，年供應量8.2萬噸。由于這四股原料的來自不同的生產(chǎn)裝置，烷烴含量相差很大，全部直接裂解，將造成爐管易結(jié)焦，再生頻繁，裂解爐有效生產(chǎn)時間短，高價值的烯烴收率低，企業(yè)效益流失，并且，MTP裝置的LPG含5%（V）二甲醚，將會影響下游烯烴轉(zhuǎn)化（OCU）中的催化劑，也影響丁二烯抽提。因此必須根據(jù)組成對這些原料進行初步分類、處理，處理后原料才可以進入裂解裝置合適的工段進一步加工。

1 原料分析

1.1 煤制油項目的石腦油

該物料含正構(gòu)烷烴、異構(gòu)烷烴、環(huán)烷烴、烯烴、芳烴，正、異構(gòu)構(gòu)烷烴含量大于95%（V），H/C高，且砷含量低，小于1ppb，可以直接進裂解爐裂解。

1.2 煤制油項目的加氫LPG

該物料中，C2以上的正構(gòu)烷烴、異構(gòu)烷烴含量大于99%（mol），是優(yōu)質(zhì)裂解原料，直接進裂解爐裂解。

1.3 煤制油項目的油洗LPG

該原料中，總烯烴含量高，占62.70%（mol），見下表1。

1.4 MTP裝置的LPG

該原料二甲醚 （DME）和總烯烴含量較高，二甲醚占5%（V），總烯烴占30.43%（V），見表2。

對于蒸汽裂解工藝，DME最終反應生成CO，過高的CO含量將影響乙烯裝置的正常運行，同時，二甲醚進入到碳四原料中，將會影響下游烯烴轉(zhuǎn)化（OCU）中的催化劑，也影響丁二烯抽提；總烯烴含量高，直接作為裂解爐進料，在爐管內(nèi)易結(jié)焦，再生周期縮短，再生頻繁，還會造成三烯收率降低，影響企業(yè)經(jīng)濟效益。因此，對于煤制油項目的油洗LPG和MTP裝置的LPG，不能直接裂解，需要先加工處理， 脫除其中DME，并分離出烯烴后，方可用作裂解爐原料，分離出的高附加值的烯烴則可混入裂解氣中，進一步分離精制后生產(chǎn)烯烴的產(chǎn)品。

2 工藝流程

2.1 工藝流程選擇

DME沸點-24.9℃，常溫下蒸氣壓約為0.5MPa，與石油液化氣（LPG）相近， 目前，國內(nèi)尚無脫除LPG中DME的工藝，公司經(jīng)研究決定先利用DME溶于水而LPG不溶于水的特點，使用鍋爐給水萃取LPG中DME，脫除其中的DME；由于上述技術沒有使用經(jīng)驗，脫除效果不確定，再用傳統(tǒng)精餾塔分離，以保證徹底脫除DME；LPG中的烯烴則直接使用傳統(tǒng)精餾塔分離。

2.2 萃取分離流程

（1） 氧化物萃取流程。來自MTP裝置含有二甲醚（DME）的LPG，從氧化物萃取塔（T-101）下部進入，脫鹽水從塔上部進入萃取塔中，罐頂采出LPG產(chǎn)品送至原料脫丙烷塔（T-103）；罐底采出為含醚水與一小部分烷烴的混合物送至洗滌水回收塔（T-102），回收塔頂回流罐氣相（主要為二甲醚與少量烷烴）經(jīng)壓縮后返送回MTP裝置，液相一部分打回流，一部分作為廢水送污水處理廠處理，回收塔底的釜液（主要為回收水）冷卻至約40 ℃后送至萃取塔（T101）中，使水循環(huán)利用。

（2）原料脫丙烷塔流程。脫除DME 后的MTP裝置LPG和來自煤制油裝置的LPG 混合后進入原料脫丙烷塔（T-103），在塔內(nèi)經(jīng)過精餾將碳三組分和碳四組分分離。塔頂混合碳三物料進入回流罐，其中一部分作為回流送回原料脫丙烷塔；其余部分送至下游原料C3 預分餾塔（T-104）作進一步分離。塔釜的混合碳四物料送至二甲醚脫除塔（T-105），進一步脫除殘留二甲醚后，送裂解裝置脫丁烷塔進行精餾。

（3）原料C3 預分餾塔流程。為避免將過多的丙烷帶入裂解裝置丙烯精餾塔，原料C3 預分餾塔（T-104）對丙烯和丙烷進行粗分離?；旌咸既锪嫌缮嫌卧厦摫樗═-103）塔頂回流罐進入原料C3 預分餾塔（T-104），塔頂餾出物混合碳三物料（含丙烯約85%mol ）直接送至裂解氣壓縮單元。

原料C3 預分餾塔釜物料（主要為丙烷）作為裂解原料送至裂解爐。

3 物料平衡及主要操作條件

3.1 物料平衡

3.2 主要操作條件

4 產(chǎn)品及去向

MTP裝置的LPG、煤制油項目的油洗LPG經(jīng)過處理后，生產(chǎn)三種產(chǎn)品，這三種產(chǎn)品分別送至裂解裝置不同的位置，進一步加工，詳見下表5。

5 結(jié)論

（1）含二甲醚的LPG經(jīng)過水洗工藝處理后，二甲醚含量降至130ppm以下，滿足了后續(xù)加工工藝要求；

（2）含烯烴的LPG經(jīng)過上述分離工藝處理后，回收了其中高價值的烯烴；

（3）回收烯烴后的LPG總烯烴含量不高于3.4%（mol），是裂解爐很好的原料，拓展了裂解原料，提高了裝置產(chǎn)能；

（4）含二甲醚、烯烴的LPG總量23.8萬噸/年，如果不處理，只能外售，效益低；經(jīng)過上述工藝處理后，作為裂解裝置原料，高價值烯烴增加17.68萬噸/年，每年可給集團公司帶來近兩億元人民幣的效益。

作者簡介：田東鵬（1984-），男，回族，寧夏海原人，工程師，主要從事生產(chǎn)技術管理工作。endprint