含二甲醚和烯烃的LPG用作裂解原料的加工工艺

摘 要：结合神华宁煤新建乙烯裂解装置情况，探讨含二甲醚和烯烃的LPG用作裂解原料的处理新工艺，拓展裂解原料来源，提高企业经济效益。

关键词：二甲醚；丁二烯抽提；烯烃转化；结焦；氧化物；萃取；预分馏塔；裂解气

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

神华宁夏煤业集团有限责任公司煤化工副产品深加工综合利用项目，以神华宁煤集团400 万吨/年煤制油项目副產的石脑油和LPG、煤基烯烃项目甲醇制丙烯（MTP）装置副产的LPG 作为原料，根据多产丙烯的要求，采用了蒸汽裂解/前脱丙烷前加氢+烯烃转化的技术路线，生产聚合级乙烯、聚合级丙烯、丁烯-1 和丁二烯、混合苯等产品。

新建裂解装置设计有四股原料，分别是：煤制油项目的石脑油，年供应量98.3万吨；煤制油项目的加氢LPG，年供应量17.7万吨；煤制油装置的油洗LPG，年供应量15.6万吨；煤基烯烃项目MTP装置的LPG，年供应量8.2万吨。由于这四股原料的来自不同的生产装置，烷烃含量相差很大，全部直接裂解，将造成炉管易结焦，再生频繁，裂解炉有效生产时间短，高价值的烯烃收率低，企业效益流失，并且，MTP装置的LPG含5%（V）二甲醚，将会影响下游烯烃转化（OCU）中的催化剂，也影响丁二烯抽提。因此必须根据组成对这些原料进行初步分类、处理，处理后原料才可以进入裂解装置合适的工段进一步加工。

1 原料分析

1.1 煤制油项目的石脑油

该物料含正构烷烃、异构烷烃、环烷烃、烯烃、芳烃，正、异构构烷烃含量大于95%（V），H/C高，且砷含量低，小于1ppb，可以直接进裂解炉裂解。

1.2 煤制油项目的加氢LPG

该物料中，C2以上的正构烷烃、异构烷烃含量大于99%（mol），是优质裂解原料，直接进裂解炉裂解。

1.3 煤制油项目的油洗LPG

该原料中，总烯烃含量高，占62.70%（mol），见下表1。

1.4 MTP装置的LPG

该原料二甲醚 （DME）和总烯烃含量较高，二甲醚占5%（V），总烯烃占30.43%（V），见表2。

对于蒸汽裂解工艺，DME最终反应生成CO，过高的CO含量将影响乙烯装置的正常运行，同时，二甲醚进入到碳四原料中，将会影响下游烯烃转化（OCU）中的催化剂，也影响丁二烯抽提；总烯烃含量高，直接作为裂解炉进料，在炉管内易结焦，再生周期缩短，再生频繁，还会造成三烯收率降低，影响企业经济效益。因此，对于煤制油项目的油洗LPG和MTP装置的LPG，不能直接裂解，需要先加工处理， 脱除其中DME，并分离出烯烃后，方可用作裂解炉原料，分离出的高附加值的烯烃则可混入裂解气中，进一步分离精制后生产烯烃的产品。

2 工艺流程

2.1 工艺流程选择

DME沸点-24.9℃，常温下蒸气压约为0.5MPa，与石油液化气（LPG）相近， 目前，国内尚无脱除LPG中DME的工艺，公司经研究决定先利用DME溶于水而LPG不溶于水的特点，使用锅炉给水萃取LPG中DME，脱除其中的DME；由于上述技术没有使用经验，脱除效果不确定，再用传统精馏塔分离，以保证彻底脱除DME；LPG中的烯烃则直接使用传统精馏塔分离。

2.2 萃取分离流程

（1） 氧化物萃取流程。来自MTP装置含有二甲醚（DME）的LPG，从氧化物萃取塔（T-101）下部进入，脱盐水从塔上部进入萃取塔中，罐顶采出LPG产品送至原料脱丙烷塔（T-103）；罐底采出为含醚水与一小部分烷烃的混合物送至洗涤水回收塔（T-102），回收塔顶回流罐气相（主要为二甲醚与少量烷烃）经压缩后返送回MTP装置，液相一部分打回流，一部分作为废水送污水处理厂处理，回收塔底的釜液（主要为回收水）冷却至约40 ℃后送至萃取塔（T101）中，使水循环利用。

（2）原料脱丙烷塔流程。脱除DME 后的MTP装置LPG和来自煤制油装置的LPG 混合后进入原料脱丙烷塔（T-103），在塔内经过精馏将碳三组分和碳四组分分离。塔顶混合碳三物料进入回流罐，其中一部分作为回流送回原料脱丙烷塔；其余部分送至下游原料C3 预分馏塔（T-104）作进一步分离。塔釜的混合碳四物料送至二甲醚脱除塔（T-105），进一步脱除残留二甲醚后，送裂解装置脱丁烷塔进行精馏。

（3）原料C3 预分馏塔流程。为避免将过多的丙烷带入裂解装置丙烯精馏塔，原料C3 预分馏塔（T-104）对丙烯和丙烷进行粗分离。混合碳三物料由上游原料脱丙烷塔（T-103）塔顶回流罐进入原料C3 预分馏塔（T-104），塔顶馏出物混合碳三物料（含丙烯约85%mol ）直接送至裂解气压缩单元。

原料C3 预分馏塔釜物料（主要为丙烷）作为裂解原料送至裂解炉。

3 物料平衡及主要操作条件

3.1 物料平衡

3.2 主要操作条件

4 产品及去向

MTP装置的LPG、煤制油项目的油洗LPG经过处理后，生产三种产品，这三种产品分别送至裂解装置不同的位置，进一步加工，详见下表5。

5 结论

（1）含二甲醚的LPG经过水洗工艺处理后，二甲醚含量降至130ppm以下，满足了后续加工工艺要求；

（2）含烯烃的LPG经过上述分离工艺处理后，回收了其中高价值的烯烃；

（3）回收烯烃后的LPG总烯烃含量不高于3.4%（mol），是裂解炉很好的原料，拓展了裂解原料，提高了装置产能；

（4）含二甲醚、烯烃的LPG总量23.8万吨/年，如果不处理，只能外售，效益低；经过上述工艺处理后，作为裂解装置原料，高价值烯烃增加17.68万吨/年，每年可给集团公司带来近两亿元人民币的效益。

作者简介：田东鹏（1984-），男，回族，宁夏海原人，工程师，主要从事生产技术管理工作。endprint