專利名稱：一種增產(chǎn)乙烯和丙烯的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種增產(chǎn)丙烯、乙烯的方法，更具體地說，本發(fā)明涉及一種利用現(xiàn)有蒸汽裂解制乙烯裝置及其分離系統(tǒng)提高丙烯和乙烯產(chǎn)量的方法。
背景技術(shù)：
乙烯和丙烯是重要的基本化工原料。在工業(yè)生產(chǎn)過程中，乙烯和丙烯主要通過蒸汽裂解(即熱裂解)工藝生產(chǎn)。在蒸汽裂解生產(chǎn)裝置中，輕烴、石腦油、加氫尾油、輕柴油等裂解原料與水蒸氣混合后，在裂解爐中發(fā)生熱裂解反應(yīng)，生成氫氣、甲烷、碳二、碳三、碳四、 碳五、裂解汽油、裂解燃料油以及焦炭等裂解產(chǎn)物。裂解產(chǎn)物在后續(xù)的分離(回收)系統(tǒng)中分餾提純，得到不同碳原子數(shù)的餾分，再從碳二、碳三餾分中分離出乙烯和丙烯產(chǎn)品。近年來，隨著國內(nèi)經(jīng)濟(jì)的快速增長，乙烯、丙烯等低碳烯烴的市場需求越來越大， 國內(nèi)乙烯、丙烯原有生產(chǎn)能力不能滿足迅速增長的市場需求，因此我國每年都要進(jìn)口大量的乙烯、丙烯。為緩解國內(nèi)丙烯、乙烯市場的供求矛盾，填補(bǔ)需求缺口，我國近年來連續(xù)啟動了第二、三輪乙烯工業(yè)的改擴(kuò)建工程，在2010年前，我國將出現(xiàn)十幾家規(guī)模在80 120萬噸乙烯/年的烯烴廠。在可預(yù)見的未來，國內(nèi)丙烯、乙烯等低碳烯烴市場的供需矛盾將得到緩解。值得注意的是，這些規(guī)模在80 120萬噸乙烯/年的烯烴廠所使用的裂解原料均屬于傳統(tǒng)的蒸汽裂解原料，比如石腦油、加氫尾油、輕烴等，而與之配套的原油加工能力卻沒有得到相應(yīng)提高，可能造成傳統(tǒng)的裂解原料短缺或者裂解原料品質(zhì)下降，從而使蒸汽裂解工藝中的分離(回收)系統(tǒng)在實(shí)際生產(chǎn)中可能存在較大的操作余量。因此，如何擴(kuò)大原料來源以提高蒸汽裂解工藝中丙烯、乙烯產(chǎn)量成為影響企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的一個(gè)重要因素。煉油廠碳四餾分主要來自催化裂化裝置(FCC)，減粘裂化、熱裂化和焦化等雖然也副產(chǎn)碳四餾分，但是數(shù)量較少。催化裂化裝置副產(chǎn)碳四餾分又因裂化深度和催化劑而異，通常為新鮮進(jìn)料的9% 12%，其餾分組成的特點(diǎn)是丁烯質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%左右，幾乎不含丁二烯，其余部分為碳四烷烴。我國煉廠碳四餾分的利用一般分兩種，即直接工業(yè)利用和分離后化工利用。直接工業(yè)利用包括不經(jīng)加工直接送入液化石油氣作為燃料使用；摻入汽油調(diào)節(jié)其蒸汽壓、直接用作燃料氣；以及經(jīng)化學(xué)加工生成烷基化汽油、MTBE(甲基叔丁基醚) 等液體燃料。其中，附加值較高利用方式是烷基化汽油和MTBE，但由于其制造和使用過程中對于環(huán)境造成的嚴(yán)重?fù)p害，這類利用途徑已經(jīng)不是未來煉廠碳四資源利用技術(shù)的發(fā)展方向。分離后化工利用是將煉廠碳四餾分進(jìn)行分離、精制，然后用作生產(chǎn)各種化工產(chǎn)品的原料。由于煉廠碳四餾分中各餾分的沸點(diǎn)十分相近，有些餾分的相對揮發(fā)度和凝固點(diǎn)差別極小，采用簡單蒸餾方法難以有效分離，低溫結(jié)晶分離的能量消耗也極為可觀，而且這兩種分離方法都難以保證分離餾分的純度，因此還要進(jìn)行后續(xù)的精制處理，加工成本比較高。由此可見，針對煉油廠產(chǎn)生的碳四餾分，如何才能加以綠色環(huán)保且高附加值的利用，已經(jīng)成為目前煉油廠迫切需要解決的問題。催化裂解過程可以有效地將碳四烯烴轉(zhuǎn)化為丙烯和乙烯，反應(yīng)溫度可以遠(yuǎn)低于現(xiàn)有的蒸汽裂解過程，并且催化裂解產(chǎn)物組成與蒸汽裂解產(chǎn)物相似，但由于受到熱力學(xué)平衡的限制，碳四烯烴難以實(shí)現(xiàn)完全轉(zhuǎn)化。碳四烷烴在上述催化裂解反應(yīng)中的反應(yīng)速率遠(yuǎn)低于碳四烯烴，尤其是在較低溫度下，碳四烷烴反應(yīng)緩慢。因此，如果將裂解碳四烷烴和烯烴混合物流送入催化裂解反應(yīng)裝置，則大部分碳四烷烴將進(jìn)入反應(yīng)生成的催化裂解氣中。因此， 為了更好地處理烷烴裂解，在催化裂解工藝后加上烷烴催化脫氫工藝。在烷烴催化脫氫過程中，烷烴催化脫氫過程不僅可以使分離所得烷烴部分原料通過脫氫實(shí)現(xiàn)向烯烴的轉(zhuǎn)化，而且可以將所獲富含碳四烯烴的原料通過循環(huán)進(jìn)入催化裂解系統(tǒng)，再次以烯烴催化裂解的方式有效地轉(zhuǎn)化為丙烯和乙烯，既解決了烷烴向低碳烯烴乙烯和丙烯的轉(zhuǎn)化，又可充分利用上游流程的烯烴催化裂解單元。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了緩解國內(nèi)乙烯、丙烯等低碳烯烴市場的供需矛盾，充分挖掘蒸汽裂解工藝中裂解分離的利用效率，充分利用煉廠產(chǎn)生的碳四烷烴和烯烴混合物料并提高其產(chǎn)品價(jià)值，提出了在現(xiàn)有蒸汽裂解工藝中增加催化裂解系統(tǒng)以提高丙烯和乙烯產(chǎn)量的方法。本發(fā)明提供的方法以煉廠產(chǎn)生的碳四烷烴和烯烴混合物料為原料，聯(lián)合了催化裂解過程和烷烴催化脫氫過程，利用烯烴催化裂解以及混和烯烴和烷烴催化裂解反應(yīng)使碳四烷烴和烯烴混合物中大部分碳四烯烴以及部分碳四烷烴在催化裂解系統(tǒng)中裂解為丙烯、乙烯及其他副產(chǎn)品，再利用烷烴催化脫氫過程使催化裂解過程中未能轉(zhuǎn)化的碳四烷烴催化脫氫轉(zhuǎn)化為富含碳四烯烴的物料，并將該物料循環(huán)進(jìn)入催化裂解單元，充分利于催化裂解單元中的烯烴催化裂解功能將催化脫氫所得碳四烯烴進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為富含乙烯、丙烯裂解產(chǎn)物，使所述催化裂解氣中的烷烴通過脫氫為烯烴而能夠充分轉(zhuǎn)化，提高乙烯和丙烯的收率。 本發(fā)明將催化裂解系統(tǒng)產(chǎn)生并簡單分離后的物流重新送入蒸汽裂解裝置的分離系統(tǒng)，可以充分挖掘現(xiàn)有分離系統(tǒng)的生產(chǎn)潛力。利用烷烴催化脫氫過程不僅可以使分離所得烷烴部分原料通過脫氫實(shí)現(xiàn)向烯烴的轉(zhuǎn)化，而且可以將所獲富含碳四烯烴的原料通過循環(huán)進(jìn)入催化裂解系統(tǒng)，再次以烯烴催化裂解的方式有效地轉(zhuǎn)化為丙烯和乙烯，既解決了烷烴向低碳烯烴乙烯和丙烯的轉(zhuǎn)化，又可充分利用上游流程的烯烴催化裂解單元，實(shí)現(xiàn)了煉廠碳四的充分利用。這樣就可以通過增加以煉廠產(chǎn)生的碳四烷烴和烯烴混合物為原料的催化裂解系統(tǒng)，提高蒸汽裂解裝置的丙烯和乙烯產(chǎn)量。具體技術(shù)方案如下本發(fā)明的增產(chǎn)丙烯和乙烯產(chǎn)量的方法，在蒸汽裂解及分離裝置中增設(shè)催化裂解系統(tǒng)，所述催化裂解系統(tǒng)包括碳四烯烴催化裂解單元、混和烯烴和烷烴催化裂解單元、碳四烷烴催化脫氫單元以及分離單元，該方法以煉廠碳四餾分為原料，包括以下步驟(1)碳四烯烴催化裂解將所述來自煉廠碳四餾分送入碳四烯烴催化裂解單元， 將所述碳四烷烴和烯烴混合物至少部分地轉(zhuǎn)化為富含乙烯和丙烯的催化裂解氣；(2)烷烴烯烴混合物催化裂解從步驟⑴得到的催化裂解氣中分離出碳四以上餾分，將其送入混和烯烴和烷烴催化裂解系統(tǒng)，將所述碳四以上餾分至少部分地轉(zhuǎn)化為富含丙烯和乙烯的催化裂解氣；(3)烷烴催化脫氫從步驟⑵得到的催化裂解氣中分離出含有碳四烷烴的物流， 并將其送入碳四烷烴催化脫氫單元，使所述含有碳四烷烴的物流至少部分的轉(zhuǎn)化為富含碳四烯烴的脫氫氣物流，并將該物流循環(huán)引入步驟(1)所述的碳四烯烴催化裂解單元。
(4)產(chǎn)物回收從步驟(1)和步驟O)中得到的催化裂解氣中分離出碳三以下餾分，將其送入蒸汽裂解及分離裝置的油洗塔、水洗塔或壓縮機(jī)的裂解氣中，以提高蒸汽裂解裝置的丙烯和乙烯的產(chǎn)量。優(yōu)選地，在所述的碳四烯烴催化裂解單元中，所述碳四烷烴和烯烴混合物原料至少部分地轉(zhuǎn)化為富含丙烯和乙烯的催化裂解氣物流1，冷卻后分離為碳三以下餾分的物流 2和碳四以上餾分的物流3，將所述的碳四以上餾分3送入所述的混和烯烴和烷烴催化裂解單元，所述的碳四以上餾分3至少部分地轉(zhuǎn)化為富含丙烯和乙烯的物流4，冷卻后分離為含有碳四餾分的物流5、碳三以下餾分的物流6以及碳五以上的物流7，將物流5送入所述的碳四烷烴催化脫氫單元，在所述的碳四烷烴催化脫氫單元中將所述碳四餾分轉(zhuǎn)化為催化脫氫氣物流8，將物流8循環(huán)引入碳四烯烴催化裂解單元，將物流6與物流2 —起送入蒸汽裂解及分離裝置的油洗塔、水洗塔或壓縮機(jī)的裂解氣中，以提高蒸汽裂解裝置的丙烯和乙烯的產(chǎn)量。優(yōu)選地，所述的催化裂解氣物流1冷卻后，先分離為碳五以下餾分的物流和碳六以上餾分的物流，然后將碳五以下餾分的物流分離為碳三以下餾分的物流2和碳四碳五混合餾分的物流，再將碳六以上餾分的物流與碳四碳五混合餾分的物流混合后送入所述的碳四烷烴催化脫氫單元；所述的催化裂解氣物流4冷卻后分離得到碳六以上餾分的物流和碳五以下餾分的物流，然后從碳五以下餾分的物流中分離出碳三以下餾分的物流6。優(yōu)選地，從所述催化裂解系統(tǒng)生成的產(chǎn)物中分離出的碳五以上餾分的物流，將其循環(huán)利用或送到裂解汽油加氫裝置。優(yōu)選地，所述的催化裂解氣和催化脫氫產(chǎn)物進(jìn)行冷卻和分離的溫度范圍為0 100°c，優(yōu)選 0 40°C。優(yōu)選地，所述碳四烯烴催化裂解單元和混合烯烴和烷烴催化裂解單元使用的催化劑是改性或未改性的 SAPO-;34、ZSM-5、ZSM-11、ZSM-23、MCM-22、MCM-49、MCM-56 和絲光沸石的一種或多種，改性元素包括磷、鑭、鈰、鈦、釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅、鋅、銀、鎘、鋯、鉬、鎢和鋁中的一種或多種，改性時(shí)所用金屬鹽為上述選定金屬的碳酸鹽、硫酸鹽、硝酸鹽、草酸鹽、 磷酸鹽、氯化物或銨鹽。優(yōu)選地，所述的碳四催化脫氫單元使用的催化劑是在具有規(guī)整或非規(guī)整孔道結(jié)構(gòu)的載體上負(fù)載活性成分的催化劑，其中的活性成分可以是鉬、鉻、錫、鈀、鉛、鋁、釩、鈦、鋯、 鈰、鉬、鈮、鋅、鎂和鎳中的一種或多種，也可以是上述金屬的一種氧化物或多種上述金屬的氧化物的混合物或固溶體。優(yōu)選地，所述碳四烯烴催化裂解單元的反應(yīng)溫度為400 600°C，反應(yīng)壓力為 0. 07 0. 50MPa,液時(shí)體積空速為0. 5 lOOh—1，水蒸氣與催化裂解原料的進(jìn)料質(zhì)量比為 0 10 ；所述混合烯烴和烷烴催化裂解單元的反應(yīng)溫度為450 650°C，反應(yīng)壓力為0. 07 0. 50MPa，液時(shí)體積空速為0. 5 lOOh—1，水蒸氣與催化裂解原料的進(jìn)料質(zhì)量比為0 10。優(yōu)選地，所述碳四烷烴催化脫氫單元的反應(yīng)溫度為520 680°C，反應(yīng)壓力為 0. 01 0. 07MPa,反應(yīng)物流體積空速為1 101Γ1。優(yōu)選地，所述煉廠碳四餾分引入量需要根據(jù)蒸汽熱裂解蒸汽裂解分離系統(tǒng)的承受能力而確定。本發(fā)明在現(xiàn)有蒸汽裂解及分離裝置系統(tǒng)外，增加一個(gè)以煉廠碳四餾分即煉廠產(chǎn)生的碳四烷烴和烯烴混合物為原料的催化裂解系統(tǒng)，利用催化裂解反應(yīng)過程和烷烴催化脫氫反應(yīng)過程相結(jié)合，使碳四烷烴和烯烴混合物轉(zhuǎn)變?yōu)楸?、乙烯及其他副產(chǎn)的裂解產(chǎn)物，而這些裂解產(chǎn)物經(jīng)過簡單的冷卻分離后，被送入蒸汽裂解工藝的分離系統(tǒng)進(jìn)行分離提純。催化裂解系統(tǒng)包括碳四烯烴催化裂解單元、混和烯烴和烷烴催化裂解單元、碳四烷烴催化脫氫單元以及分離單元。碳四烯烴催化裂解單元的原料是來自煉廠碳四餾分的碳四烷烴和烯烴混合物，該原料在碳四烯烴催化裂解單元中轉(zhuǎn)化為富含丙烯和乙烯的催化裂解氣。碳四烯烴催化裂解單元、混和烯烴和烷烴催化裂解單元可以采用固定床反應(yīng)器、移動床反應(yīng)器、流化床反應(yīng)器中的一個(gè)或者多個(gè)組合。碳四烯烴催化裂解單元產(chǎn)生的催化裂解氣被冷卻并分離得到碳三以下餾分和碳四以上餾分，將上述碳三以下餾分送入蒸汽裂解裝置分離系統(tǒng)的適當(dāng)位置，并將碳四以上餾分送入烷烴催化脫氫系統(tǒng)。碳四烯烴催化裂解單元可以采用改性或未改性的SAP0-34、ZSM-5、ZSM-11、 ZSM-23、MCM-22、MCM-49、MCM-56和絲光沸石的一種或多種。改性元素包括磷、鑭、鈰、鈦、 釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅、鋅、銀、鎘、鋯、鉬、鎢或鋁中的一種或多種，改性時(shí)所用金屬鹽為上述選定金屬的碳酸鹽、硫酸鹽、硝酸鹽、草酸鹽、磷酸鹽或氯化物，也可以是相應(yīng)的銨鹽等。 該催化劑可以將碳四烷烴和烯烴混合物中的烯烴組份至少部分地轉(zhuǎn)化為富含有丙烯和乙烯的催化裂解氣。碳四烯烴催化裂解單元的反應(yīng)溫度為400 600°C，反應(yīng)壓力為0. 07 0. 50MPa，液時(shí)體積空速為0. 5 IOOtT1,水蒸氣與碳四烷烴和烯烴混合物的進(jìn)料質(zhì)量比為 0 10。混合烯烴和烷烴催化裂解催化劑可以是改性或未改性的SAP0-34、ZSM-5、ZSM_11、 ZSM-23、MCM-22、MCM-49、MCM-56和絲光沸石的一種或多種。改性元素包括磷、鑭、鈰、鈦、 釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅、鋅、銀、鎘、鋯、鉬、鎢或鋁中的一種或多種，改性時(shí)所用金屬鹽為上述選定金屬的碳酸鹽、硫酸鹽、硝酸鹽、草酸鹽、磷酸鹽或氯化物，也可以是相應(yīng)的銨鹽等。 混合烯烴和烷烴催化裂解催化劑可以將催化裂解原料中的碳四至碳九烯烴和烷烴混合物全部或者部分轉(zhuǎn)化為富含有丙烯和乙烯的催化裂解氣?；旌舷N和烷烴催化裂解催化劑反應(yīng)溫度范圍為500 750°C，反應(yīng)壓力(表壓)范圍為0.07 0. 50MPa，水與物料重量比例為0 10，物料進(jìn)料空速范圍為0. 5 IOOtT1。碳四烷烴催化脫氫單元的原料是由混合烯聽和烷烴催化裂解單元產(chǎn)生的催化裂解氣中分離得到的碳四烷烴餾分。上述原料在碳四烷烴催化脫氫單元中轉(zhuǎn)化為富含碳四烯烴的催化裂解氣。碳四烷烴催化脫氫單元使用催化劑，烷烴催化脫氫單元采用管式反應(yīng)器、 固定床反應(yīng)器、移動床反應(yīng)器、流化床反應(yīng)器中的一個(gè)或者多個(gè)組合。碳四烷烴催化脫氫單元產(chǎn)生的物流被循環(huán)進(jìn)入催化裂解單元進(jìn)一步轉(zhuǎn)化生成富含丙烯和乙烯的催化裂解氣。碳四催化脫氫單元使用的催化劑可以是在具有規(guī)整或非規(guī)整孔道結(jié)構(gòu)的載體 (如氧化鋁、氧化硅、多孔沸石、球形硅膠、高嶺土、ZSM-5或SAP0-34分子篩)上負(fù)載活性成分的催化劑，其中的活性成分可以是鉬、鉻、錫、鈀、鉛、鋁、釩、鈦、鋯、鈰、鉬、鈮、鋅、鎂、鎳等金屬中的一種或多種，也可以是上述金屬的一種氧化物或多種上述金屬的氧化物的混合物或固溶體。該催化劑可以將碳四烷烴和烯烴的混合物構(gòu)成的原料轉(zhuǎn)化為富含碳四烯烴的物流，得到的碳四烯烴物料循進(jìn)入烯烴催化裂解反應(yīng)單元，以提高碳四餾分的轉(zhuǎn)化率。碳四烷烴催化脫氫反應(yīng)溫度為520 680°C，反應(yīng)壓力為0. 01 0. 07MPa,液時(shí)體積空速為1 101Γ1。
本發(fā)明中所提及的催化劑均可采用現(xiàn)有催化劑制備技術(shù)制備，并且北京化工研究院可以生產(chǎn)所述的催化劑。綜上所述，在現(xiàn)有的蒸汽裂解工藝中添加以煉廠產(chǎn)生的碳四烷烴和烯烴混合物為原料的催化裂解系統(tǒng)，使碳四烷烴和烯烴混合物原料部分轉(zhuǎn)化為丙烯和乙烯，同時(shí)通過將碳四烷烴催化脫氫轉(zhuǎn)化為富含碳四烯烴的脫氫氣物流，并循環(huán)引入碳四烯烴催化裂解單元進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為富含乙烯和丙烯的裂解產(chǎn)物，有效提高碳四物料的低碳烯烴轉(zhuǎn)化率。將該催化裂解系統(tǒng)產(chǎn)生的產(chǎn)物物料進(jìn)行初步分離，并將分離得到的各物流送入蒸汽裂解工藝中的分離系統(tǒng)的適當(dāng)位置，既有效挖掘蒸汽裂解工藝的分離系統(tǒng)的生產(chǎn)潛力，更提高了煉廠碳四原料的利用效率和價(jià)值提升，同時(shí)提高蒸汽裂解流程的丙烯、乙烯的產(chǎn)量，增加了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步描述本發(fā)明。本發(fā)明的范圍不受這些實(shí)施例限制。比較例1某100萬噸/年乙烯的烯烴廠，共有11臺裂解爐，其中6臺為輕油裂解爐，3臺重油裂解爐，1臺為輕烴裂解爐，1臺為備用裂解爐。輕油裂解爐以石腦油裂解為主，重油裂解爐以加氫尾油裂解為主，輕烴裂解爐以循環(huán)乙烷和丙烷裂解為主。各裂解爐投料量見表1， 乙烯、丙烯、丁烷丁烯收率及產(chǎn)量見表2。表1 100萬噸烯烴廠裂解原料年投油量
權(quán)利要求
1.一種增產(chǎn)丙烯和乙烯產(chǎn)量的方法，其特征在于，在蒸汽裂解及分離裝置中增設(shè)催化裂解系統(tǒng)，所述催化裂解系統(tǒng)包括碳四烯烴催化裂解單元、混和烯烴和烷烴催化裂解單元、 碳四烷烴催化脫氫單元以及分離單元，該方法以煉廠碳四餾分為原料，包括以下步驟(1)碳四烯烴催化裂解將所述來自煉廠碳四餾分送入碳四烯烴催化裂解單元，將所述碳四烷烴和烯烴混合物至少部分地轉(zhuǎn)化為富含乙烯和丙烯的催化裂解氣；(2)烷烴烯烴混合物催化裂解從步驟(1)得到的催化裂解氣中分離出碳四以上餾分， 將其送入混和烯烴和烷烴催化裂解系統(tǒng)，將所述碳四以上餾分至少部分地轉(zhuǎn)化為富含丙烯和乙烯的催化裂解氣；(3)烷烴催化脫氫從步驟( 得到的催化裂解氣中分離出含有碳四烷烴的物流，并將其送入碳四烷烴催化脫氫單元，使所述含有碳四烷烴的物流至少部分的轉(zhuǎn)化為富含碳四烯烴的脫氫氣物流，并將該物流循環(huán)引入步驟(1)所述的碳四烯烴催化裂解單元。(4)產(chǎn)物回收從步驟(1)和步驟O)中得到的催化裂解氣中分離出碳三以下餾分，將其送入蒸汽裂解及分離裝置的油洗塔、水洗塔或壓縮機(jī)的裂解氣中，以提高蒸汽裂解裝置的丙烯和乙烯的產(chǎn)量。
2.如權(quán)利要求1所述的增產(chǎn)丙烯和乙烯產(chǎn)量的方法，其特征在于，在所述的碳四烯烴催化裂解單元中，所述碳四烷烴和烯烴混合物原料至少部分地轉(zhuǎn)化為富含丙烯和乙烯的催化裂解氣物流1，冷卻后分離為碳三以下餾分的物流2和碳四以上餾分的物流3，將所述的碳四以上餾分3送入所述的混和烯烴和烷烴催化裂解單元，所述的碳四以上餾分3至少部分地轉(zhuǎn)化為富含丙烯和乙烯的物流4，冷卻后分離為含有碳四餾分的物流5、碳三以下餾分的物流6以及碳五以上餾分的物流7，將物流5送入所述的碳四烷烴催化脫氫單元，在所述的碳四烷烴催化脫氫單元中將所述碳四餾分轉(zhuǎn)化為催化脫氫氣物流8，將物流8循環(huán)引入碳四烯烴催化裂解單元，將物流6與物流2—起送入蒸汽裂解及分離裝置的油洗塔、水洗塔或壓縮機(jī)的裂解氣中，以提高蒸汽裂解裝置的丙烯和乙烯的產(chǎn)量。
3.如權(quán)利要求2所述的增產(chǎn)丙烯和乙烯產(chǎn)量的方法，其特征在于，所述的催化裂解氣物流1冷卻后，先分離為碳五以下餾分的物流和碳六以上餾分的物流，然后將碳五以下餾分的物流分離為碳三以下餾分的物流2和碳四碳五混合餾分的物流，再將碳六以上餾分的物流與碳四碳五混合餾分的物流混合后送入所述的碳四烷烴催化脫氫單元；所述的催化裂解氣物流4冷卻后分離得到碳六以上餾分的物流和碳五以下餾分的物流，然后從碳五以下餾分的物流中分離出碳三以下餾分的物流6。
4.如權(quán)利要求2所述的增產(chǎn)乙烯和丙烯的方法，其特征在于，從所述催化裂解系統(tǒng)生成的產(chǎn)物中分離出的碳五以上餾分的物流，將其循環(huán)利用或送到裂解汽油加氫裝置。
5.如權(quán)利要求2所述的增產(chǎn)乙烯和丙烯的方法，其特征在于，所述的催化裂解氣和催化脫氫產(chǎn)物進(jìn)行冷卻和分離的溫度范圍為O 100°C，優(yōu)選0 40°C。
6.如權(quán)利要求1所述的增產(chǎn)乙烯和丙烯的方法，其特征在于，所述碳四烯烴催化裂解單元和混合烯烴和烷烴催化裂解單元使用的催化劑是改性或未改性的SAP0-34、ZSM-5、 ZSM-IU ZSM-23、MCM-22、MCM-49、MCM-56和絲光沸石的一種或多種，改性元素包括磷、鑭、 鈰、鈦、釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅、鋅、銀、鎘、鋯、鉬、鎢和鋁中的一種或多種，改性時(shí)所用金屬鹽為上述選定金屬的碳酸鹽、硫酸鹽、硝酸鹽、草酸鹽、磷酸鹽、氯化物或銨鹽。
7.如權(quán)利要求1所述的增產(chǎn)乙烯和丙烯的方法，其特征在于，所述的碳四催化脫氫單元使用的催化劑是在具有規(guī)整或非規(guī)整孔道結(jié)構(gòu)的載體上負(fù)載活性成分的催化劑，其中的活性成分可以是鉬、鉻、錫、鈀、鉛、鋁、釩、鈦、鋯、鈰、鉬、鈮、鋅、鎂和鎳中的一種或多種，也可以是上述金屬的一種氧化物或多種上述金屬的氧化物的混合物或固溶體。
8.如權(quán)利要求2所述的增產(chǎn)乙烯和丙烯的方法，其特征在于，所述碳四烯烴催化裂解單元的反應(yīng)溫度為400 600°C，反應(yīng)壓力為0. 07 0. 50MPa,液時(shí)體積空速為0. 5 1001Γ1，水蒸氣與催化裂解原料的進(jìn)料質(zhì)量比為0 10 ；所述混合烯烴和烷烴催化裂解單元的反應(yīng)溫度為450 650°C，反應(yīng)壓力為0. 07 0. 50MPa，液時(shí)體積空速為0. 5 lOOh—1， 水蒸氣與催化裂解原料的進(jìn)料質(zhì)量比為0 10。
9.如權(quán)利要求2所述的增產(chǎn)乙烯和丙烯的方法，其特征在于，所述碳四烷烴催化脫氫單元的反應(yīng)溫度為520 680°C，反應(yīng)壓力為0. 01 0. 07MPa，液時(shí)體積空速為1 lOh—1。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種增產(chǎn)丙烯和乙烯的方法。蒸汽裂解工藝由裂解爐和分離系統(tǒng)構(gòu)成，在此基礎(chǔ)上增加一個(gè)以來自煉廠碳四餾分即煉廠產(chǎn)生的碳四烷烴和烯烴混合物為原料的催化裂解系統(tǒng)，通過催化裂解反應(yīng)和烷烴催化脫氫反應(yīng)，使煉廠碳四餾分轉(zhuǎn)化為富含丙烯和乙烯的裂解產(chǎn)物，再將裂解產(chǎn)物送回催化裂解裝置的分離系統(tǒng)，以完成裂解產(chǎn)物的分離提純。原料中的碳四烷烴部分經(jīng)過催化脫氫轉(zhuǎn)化為碳四烯烴，并送回參加催化裂解反應(yīng)，以充分利用原料中的碳四烷烴。本發(fā)明的特點(diǎn)是，通過增加少數(shù)催化裂解和烷烴催化脫氫反應(yīng)器以及簡單的分離設(shè)備，可有效地將煉廠碳四原料轉(zhuǎn)化為富含丙烯、乙烯的裂解產(chǎn)物，可充分挖掘現(xiàn)有的蒸汽裂解裝置的分離系統(tǒng)的潛力，增加了丙烯和乙烯的產(chǎn)量，同時(shí)結(jié)合催化裂解和烷烴催化脫氫的優(yōu)勢，既可有效提高煉廠碳四利用價(jià)值，還可以實(shí)現(xiàn)煉廠碳四原料的充分利用。本發(fā)明可用于現(xiàn)有的蒸汽裂解裝置，提高原料利用效率，增加企業(yè)經(jīng)濟(jì)收益。
文檔編號C07C4/06GK102285851SQ20101020437
公開日2011年12月21日 申請日期2010年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月18日
發(fā)明者付嘯, 周先鋒, 王國清, 白杰, 郝雪松, 郭敬杭 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司北京化工研究院