一种利用原油生产化工原料的系统及方法与流程

本发明涉及一种利用原油生产化工原料的系统及方法，属于化工。

背景技术：

1、随着炼油能力的提高，成品油需求增长放缓，化工产品需求仍巨大，传统燃料型炼厂向炼化一体化型炼厂转型升级迫在眉睫。因此，开发一种低成本、物料利用率高的生产化工原料的系统及方法具有重要现实意义。

2、传统炼厂加工生产过程中，通常先经一次加工装置——常减压装置蒸馏，不同馏分再通向二次加工装置进行分别加工，往往通过复杂流程，将气体烃、馏分油等一次加工产品加氢处理转化成烯烃、芳烃产品的主要原料。但常减压装置体积较大、工作能耗占比最大，一般可超过整个企业能耗的百分之二十以上；二次加工流程过长增加生产成本；加氢处理主要去除的硫、氮杂质生成硫化氢、氨气，不仅不能加以利用，还要再通过加工生成硫化物、氮化物以免污染大气。因此，现有技术存在工艺流程长、生产成本高的问题。

3、专利cn 109575982 a提供了一种原油催化裂解制低碳烯烃和芳烃的方法，该方法将原油蒸馏后分为轻重组分，通过催化裂解制低碳烯烃和芳烃。虽然此发明可将原油一次性转化为乙烯、丙烯和芳烃，但整个流程装置单一，一些物料不宜催化裂化，如芳烃裂解易结焦，降低了原油利用率。

4、专利cn 110540868 a提供了一种低成本油品裂解制乙烯的系统，该系统对宽馏分原油进行简单预处理，于过热水蒸气作用下，将气相馏分、液相轻馏分、液相重馏分均经热裂解工艺得到产品及裂解汽油、裂解燃料油等副产品。该方法流程短、工艺简单、成本低，但预处理脱除杂质不充分，单一热裂解工艺无法使原油中芳烃成分高效转化为目标产品，降低了原油利用率。

5、专利cn 112694382 a提供了一种原油制备低碳烯烃的方法与系统，该方法使用了两个或多个汽化装置的轮流切换操作，保证汽化装置的在线清焦，也延长了装置的在线率，克服了现有技术存在的原油汽化不充分、在裂解过程中容易结焦的问题。但该系统中没有除杂过程，低碳烯烃产品质量受到影响。

6、专利cn 111196936 a提供了一种原油直接生产烯烃的组合加工方法，该方法流程短、能耗小，但原油脱金属、脱硫、脱氮不到位，会导致提质油裂解耗能增加。此外，该法在制取烯烃过程中，重石脑油及煤油未继续加工处理，未能使烯烃产量最大化及化工原料效益最大化。

技术实现思路

1、至少为解决上述技术问题之一，本发明提供了一种利用原油生产化工原料的系统及方法。本发明通过熔融碱金属直接与杂质反应的方法高效脱除原油中的杂质组分，使其可以适用于更高活性的转化反应体系，进而减少反复蒸馏的相变分离过程，降低总能耗、提高加工效率。此外，本发明三个子系统将轻油的裂解、重油的裂化有机地结合在一起，实现原料油的高效利用，可以在较低的加工成本下加工原油，生产烯烃和芳烃。

2、本发明首先提供一种利用原油生产化工原料的系统，包括：杂质脱除子系统、分类加工子系统和产品精制子系统；

3、所述杂质脱除子系统包括预处理装置、钠法脱硫装置、碱中和装置、钠硫电解池、锂法脱氮装置、锂氮电解池；所述预处理装置的出口连接所述钠法脱硫装置的入口；所述钠法脱硫装置的出口连接所述锂法脱氮装置的入口、所述碱中和装置的入口和所述钠硫电解池的入口；所述碱中和装置的出口连接所述钠硫电解池的入口；所述钠硫电解池的出口连接所述钠法脱硫装置的入口使金属钠循环使用；所述锂法脱氮装置的出口连接所述锂氮电解池的入口；所述锂法脱氮装置的出口产出脱杂提质油；所述锂氮电解池的出口连接所述锂法脱氮装置的入口使金属锂循环使用；

4、所述分类加工子系统包括闪蒸罐、轻烃回收装置、催化重整装置和沸腾床加氢裂化装置；所述杂质脱除子系统中的所述锂法脱氮装置的出口连接所述分类加工子系统的所述闪蒸罐的入口；所述闪蒸罐的出口连接所述轻烃回收装置的入口和所述沸腾床加氢裂化装置的入口；

5、所述产品精制子系统包括芳烃抽提装置、乙烯裂解装置、加氢裂化装置、裂解汽油加氢装置、加热炉；所述轻烃回收装置的出口连接所述催化重整装置的入口和所述乙烯裂解装置的入口；所述催化重整装置的出口连接所述乙烯裂解装置的入口和所述芳烃抽提装置的入口；所述沸腾床加氢裂化装置的出口连接所述乙烯裂解装置的入口、所述催化重整装置的入口、所述加氢裂化装置的入口和所述加热炉的入口；所述芳烃抽提装置的出口连接乙烯裂解装置的入口和加氢裂化装置的入口；所述加氢裂化装置的出口连接所述乙烯裂解装置的入口和所述催化重整装置的入口；所述乙烯裂解装置的出口连接所述裂解汽油加氢装置的入口和所述加热炉的入口；所述裂解汽油加氢装置的出口连接所述芳烃抽提装置的入口。

6、具体地，所述预处理装置用于脱去原油中的盐和水，得到脱盐脱水原油。

7、具体地，所述钠法脱硫装置使用钠和氢气去除原油中的杂质硫，得到脱硫原油。硫可用以制硫磺。

8、具体地，所述碱中和装置使所述钠法脱硫装置产生的硫氢化钠转化为硫化钠，继而通入所述钠硫电解池。

9、具体地，所述钠硫电解池使硫化钠在电流的作用下电解得到金属钠，使其重复脱硫使用。

10、具体地，所述锂法脱氮装置使用锂和氢气去除原油中的杂质氮，得到脱杂提质油。

11、具体地，所述锂氮电解池使氮化锂在电流的作用下电解得到金属锂，使其重复脱氮使用。

12、进一步地，所述利用原油生产化工原料的系统还包括氢气管网。

13、所述催化重整装置产出的重整氢和所述乙烯裂解装置产出的氢气通入所述氢气管网。

14、所述加热炉产出的氢气通入所述氢气管网，产的电供给所述杂质脱除子系统中的所述钠硫电解池和所述锂氮电解池。

15、具体地，所述利用原油生产化工原料的系统中，

16、所述预处理装置脱去原油中的盐和水，得到脱盐脱水原油；所述脱盐脱水原油通入所述钠法脱硫装置，在钠和氢气的作用下去除原油中的杂质硫，得到脱硫原油；所述脱硫原油通入所述锂法脱氮装置，在锂和氢气的作用下去除原油中的杂质氮，得到脱杂提质油；所述钠法脱硫装置中产生的硫氢化钠通入所述碱中和装置，转化为硫化钠，通入所述钠硫电解池；所述钠法脱硫装置中产生的硫化钠也通入所述钠硫电解池；在电流作用下将硫化钠生成钠和硫；产生的钠通入所述钠法脱硫装置使金属钠循环使用，产生的硫可用以制硫磺；所述锂法脱氮装置中产生的氮化锂通入所述锂氮电解池；在电流作用下将氮化锂生成锂和氮气；产生的锂通入所述锂法脱氮装置使金属锂循环使用；所述锂法脱氮装置产出的脱杂提质油通入所述闪蒸罐；

17、所述闪蒸罐中产生的c5以下轻烃和石脑油通入所述轻烃回收装置，分离出c5以下轻烃和石脑油；氢气和所述闪蒸罐中产生的馏分油通入所述沸腾床加氢裂化装置，产出酸性气、干气、液化气、轻石脑油、重石脑油、柴油、蜡油和渣油；所述轻烃回收装置中分离出的石脑油通入所述催化重整装置，产出重整氢、重整干气、重整液化气、重整c5和重整汽油；所述轻烃回收装置产生的c5以下轻烃通入所述乙烯裂解装置；

18、所述催化重整装置产出的重整c5通入所述乙烯裂解装置；所述催化重整装置产出的重整汽油通入所述芳烃抽提装置；所述沸腾床加氢裂化装置产出的轻石脑油通入所述乙烯裂解装置；所述沸腾床加氢裂化装置产出的重石脑油通入所述催化重整装置；所述沸腾床加氢裂化装置产出的柴油、蜡油通入加氢裂化装置；所述沸腾床加氢裂化装置产出的渣油通入加热炉；所述芳烃抽提装置产出的btx，作为产品；所述芳烃抽提装置产出的抽余油通入所述乙烯裂解装置；所述芳烃抽提装置产出的c9+芳烃通入所述加氢裂化装置；所述加氢裂化装置产出的轻石脑油和加氢尾油通入所述乙烯裂解装置；所述加氢裂化装置产出的重石脑油通入催化重整装置；所述乙烯裂解装置产出的乙烯、丙烯和c4馏分作为产品；所述乙烯裂解装置产出的乙烯汽油通入裂解汽油加氢装置，产出的乙烯焦油通入加热炉；所述裂解汽油加氢装置产出的加氢汽油通入所述芳烃抽提装置。

19、本发明还提供一种利用原油生产化工原料的方法，使用上述利用原油生产化工原料的系统，该方法包括：

20、s1：杂质脱除工序

21、原油通入所述预处理装置进行脱盐、脱水，得到脱盐脱水原油；所述脱盐脱水原油通入所述钠法脱硫装置，在钠和氢气的作用下去除原油中的杂质硫，得到脱硫原油；所述脱硫原油通入所述锂法脱氮装置，在锂和氢气的作用下去除原油中的杂质氮，得到脱杂提质油；所述钠法脱硫装置中产生的硫氢化钠通入所述碱中和装置，转化为硫化钠，通入所述钠硫电解池；所述钠法脱硫装置中产生的硫化钠也通入所述钠硫电解池；在电流作用下将硫化钠生成钠和硫；产生的钠通入所述钠法脱硫装置使金属钠循环使用，产生的硫可用以制硫磺；所述锂法脱氮装置中产生的氮化锂通入所述锂氮电解池；在电流作用下将氮化锂生成锂和氮气；产生的锂通入所述锂法脱氮装置使金属锂循环使用；所述锂法脱氮装置产出的脱杂提质油通入所述闪蒸罐；

22、s2：分类加工工序

23、产生的所述脱杂提质油通入闪蒸罐，生成c5以下轻烃和石脑油以及馏分油；所述c5以下轻烃和石脑油通入所述轻烃回收装置，将所述c5以下轻烃和石脑油分离；分离出的石脑油通入所述催化重整装置，产出重整氢、重整干气、重整液化气、重整c5和重整汽油；所述馏分油通入所述沸腾床加氢裂化装置，产出酸性气、干气、液化气、轻石脑油、重石脑油、柴油、蜡油和渣油；产出的所述酸性气通入杂质脱除工序的所述碱中和装置；

24、s3：产品精制工序

25、所述重整汽油通入所述芳烃抽提装置，生成btx、抽余油和c9+芳烃；所述c5以下轻烃、重整c5、轻石脑油和抽余油通入所述乙烯裂解装置，生成氢气、乙烯、丙烯和c4馏分、乙烯汽油、乙烯焦油；产生的所述乙烯汽油通入所述裂解汽油加氢装置，产出的加氢汽油，通入所述芳烃抽提装置；所述沸腾床加氢裂化装置中产出的所述柴油、蜡油以及所述芳烃抽提装置中产出的c9+芳烃通入所述加氢裂化装置，产出轻石脑油和加氢尾油通入所述乙烯裂解装置，产出重石脑油通入所述催化重整装置；所述沸腾床加氢裂化装置中产出的所述渣油和乙烯焦油通入所述加热炉。

26、进一步地，所述催化重整装置产出的重整氢和所述乙烯裂解装置所生成氢气通入氢气管网。

27、进一步地，所述氢气管网中的氢气分别通入所述沸腾床加氢裂化装置、所述裂解汽油加氢装置和加氢裂化装置。

28、进一步地，所述原油包括原油沙轻和原油沙中，例如二者1:1的混合物。

29、若无特殊说明，本发明各技术术语均为本领域通用术语。其中，

30、c5以下轻烃：指原油除杂后经过蒸馏产生的c5以下轻烃。

31、馏分油：指原油除杂后经过蒸馏产生的比石脑油重的馏分油。

32、重整c5：指石脑油经过重整装置产生的c5馏分，一般多为直链戊烷等。

33、btx：指苯-甲苯-二甲苯混合物，简称轻质芳烃。

34、c9+芳烃：指重整汽油经过芳烃抽提装置产生的c9+芳烃，一般多为c9及以上芳烃等。

35、c4馏分：指乙烯料经过乙烯裂解装置产生的c4馏分，一般多为丁二烯、正丁烯、异丁烯以及少量正丁烷和异丁烷等。

36、c5-：指裂解汽油经过裂解汽油加氢装置脱除c5以下及c5烃类，一般多为不饱和链状烯烃等。

37、c9+：指裂解汽油经过裂解汽油加氢装置脱除c9及c9以上烃类，一般多为环状烯烃、苯乙烯等。

38、与现有技术相比，本发明至少具有如下优点之一：

39、1)取消了常减压一次加工装置，减少反复换热，使多次蒸馏过程简化为产品一次蒸馏过程，同时节省了常减压大型装置的能量消耗。

40、2)提高了化工产品的生产率，使原油全部有效转化成化工原料及化工产品。

41、3)中间产物的高效利用，采用碱金属脱硫脱氮再经电解池可以回收循环利用碱金属；重石脑油通过催化重整和芳烃抽提转化成烯烃产品及芳烃产品的原料，c9+芳烃、柴油、蜡油通过加氢裂化转化成乙烯料和重整料；渣油、焦油进加热炉转化成燃料供给电解池电能，生成氢气进行氢耗补给。整个系统中间产物利用率100％。