一种油脂或者脂肪酸催化裂解制低碳烯烃的方法和装置制造方法及图纸

一种油脂或者脂肪酸催化裂解制低碳烯烃的方法和装置，其工艺流程由反应工艺过程和分离工艺过程共同组成。反应工艺过程的特征在于采用可以加热的流化床反应器，汽提罐和催化剂烧焦再生器构成的循环流化床反应系统，其中汽提罐可以设在反应器底部，与反应器成为一体。反应热由反应器外部加热和催化剂烧焦共同提供。其中的一种工艺流程除能够进行油脂原料催化裂解制低碳烯烃外，还可以进行Ｃ↓［４］、Ｃ↓［５］等轻烃催化裂解制乙烯和丙烯反应。分离工艺过程的特征在于通过控制气体的温度高于或者低于ＣＯ↓［２］的临界温度，实现不同的分离方式，并且只对干气进行深冷分离，可以减少设备投资和降低能耗。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种制备低碳烯烃工艺，具体地说涉及一种用动、植物油脂催化裂解制低碳烯烃的方法。本专利技术还涉及用于上述方法的装置。
技术介绍
动、植物油脂催化裂解制低碳烯烃反应是强吸热反应，如何提供充足的反应热是能否工业化实施该方法的关键。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种油脂或者脂肪酸催化裂解制低碳烯烃的方法。本专利技术的又一目的在于提供一种用于上述方法的装置。为实现上述目的，本专利技术提供的油脂或脂肪酸催化裂解制低碳烯烃的方法，由反应过程和分离过程组成；具体为：在循环流化床反应流程中，预热至200-400℃的油脂或脂肪酸原料与高温水蒸汽按照水/油重量比为0-1/1，喷入反应器内与从反应器上部流下来的高温催化剂混合，加热至400-700℃进行反应，物料与催化剂接触时间为0.5-5秒；催化剂/油重量比为5-25/1。反应产物气体流动上升至顶部，进入旋风分离器与催化剂分离后在进入分离系统；催化剂从反应器上部开始下行至反应器底部，完成一次反应并失活后，用气体提升至汽提器，汽提出残留反应产物后，进入烧焦罐，于550-750℃烧焦再生，再生后的活性催化剂从反应器顶部进入，再次进行反应。如果汽提罐设在反应器底部，与反应器成为一体就把催化剂直接气提至烧焦罐。分离出液体后的气体产物经过初步压缩干燥后，在温度高于CO2的临界温度304.06K的条件下，进一步压缩，使液化气成为液体从塔底流-->出，进入C3、C4分离净化系统，而CO2和干气以气体形式从塔顶流出；然后在低于CO2的临界温度304.06K的条件下压缩，使CO2成为液体从塔底流出；脱出CO2后的干气冷冻压缩，把C2组分与H2、CH4和CO分离开；或分离出液体后的气体产物经过初步压缩干燥后，在温度低于CO2的临界温度304.06K的条件下，进一步压缩，使CO2和液化气成为液体从塔底流出，而干气以气体形式从塔顶流出；脱出残余CO2和酸性气体后的干气冷冻压缩后，把C2组分与H2、CH4和CO分离开。然后在高于CO2的临界温度304.06K的条件下，使CO2成为气体从塔顶流出；从塔底流出的液化气进入C3、C4分离净化系统。所述的方法，其中，催化剂/油重量比为5-25/1。所述的方法，其中，原料与催化剂接触时间为0.5-5秒。所述的方法，其中，反应温度为550-660℃。所述的方法，其中，烧焦再生的温度不超过680℃。所述的方法，其中，水蒸汽在反应器底部加入，水/油重量比为0-1/1。本专利技术提供的用于上述方法的装置，为一种催化剂下行，反应物和产物上行的单流化床层或多流化床层反应器，其中，反应器外设壳层，内设管道，高温加热介质在其中流动，对反应物和催化剂加热，提供部分反应热。所述的装置，其中，高温加热介质为熔盐或/和高温气体。所述的装置，其中，反应器下部串接一个密相流化床反应器。所述的装置，其中，下部的密相流化床反应器利用从上面反应器流下的高温催化剂提供反应热。本专利技术除能够进行油脂原料催化裂解制低碳烯烃外，还可以进行C4、C5等轻烃催化裂解制乙烯和丙烯反应。分离工艺过程的特征在于通过控制气体的温度高于或者低于CO2的临界温度，实现不同的分离方式，并且只对干气进行深冷分离，可以减少设备投资和降低能耗。附图说明图1为本专利技术采用的可加热催化剂下行式流化床反应器的结构示意-->图。图2为本专利技术采用的可加热催化剂下行式流化床反应器与密相流化床反应器串连构成的反应器。图3为包含图1所示的反应器的循环流化床反应系统示意图，系统主要由反应器，汽提罐(器)和烧焦罐(器)三部分构成，其中汽提罐也可以设在反应器底部，与反应器成为一体。图4为包含图2所示反应器的循环流化床反应系统示意图。系统主要由反应器，汽提罐(器)和烧焦罐(器)三部分构成，其中汽提罐也可以设在反应器底部，与反应器成为一体。图5为本专利技术油脂或者脂肪酸催化裂解制烯烃产物分离流程之一。图6为本专利技术油脂或者脂肪酸催化裂解制烯烃产物分离流程之二。具体实施方式下面结合附图作详细说明。本专利技术采用的两种反应器如图1和图2所示。图1所示是催化剂下行，反应物和产物上行的流化床反应器。除具有一般流化床反应器的气体分配器等构件外，其特征是在反应器外设壳层，内设管道，高温加热介质可以在其中流动，对反应物和催化剂加热。反应器可以是单床层的，也可以是多床层的。采用这种反应器，反应热由烧焦再生的高温催化剂提供一部分，由外部加热提供一部分，可以把反应温度控制在最佳的范围内，并且可以降低剂油比和催化剂烧焦再生温度。图2所示的反应器是在图1中反应器下面串接一个密相流化床反应器，在此反应器内进行轻烃(特别是C4和C5烯烃)的催化裂解反应，制取乙烯和丙烯。反应器可以不加热，利用从上面反应器流下来的高温催化剂提供反应热。也可以采用图1所示的加热型密相流化床反应器，通过加热的方法提供部分反应热。反应工艺流程如图3和图4所示。在图3所示的循环流化床反应流程中，预热至200-400℃的油脂等原料与高温水蒸汽按照水/油重量比为0-1/1，催化剂/油重量比为5-25/1，最好是10-20/1的比例，从反应器底部喷入反应器内与从反应器上部流下来-->的高温催化剂迅速混合，并在瞬间加热至高温进行反应。反应产物气体流动上升至顶部，进入旋风分离器与催化剂分离后进入分离系统。催化剂下行至反应器底部被气体提升至汽提器和烧焦再生器(如果汽提器设在反应器底部，则直接提升至烧焦再生器)。再生后的催化剂从顶部进入反应器。反应温度控制在400-700℃，最好在550-660℃。物料与催化剂接触时间为0.5-5秒。烧焦温度为550-750℃，最好不超过680℃。除在反应器底部加水蒸汽外，还可以在反应器的不同部位注入水蒸汽。图4所示的循环流化床反应流程适合于初始原料反应生成的C4和C5等轻烃产物作为原料回炼生产乙烯和丙烯的生产过程。在图4所示的流程中，预热至200-400℃的油脂等原料与高温水蒸汽按照水/油重量比为0-1/1，催化剂/油重量比为5-25/1，最好是10-20/1的比例，从上层反应器底部喷入反应器内与从反应器上部流下来的高温催化剂迅速混合，并在瞬间加热至高温进行反应。反应产物气体流动上升至顶部，进入旋风分离器与催化剂分离后进入分离系统。催化剂下行至反应器底部进入轻烃裂解反应器。预热至200-400℃的C4和C5等轻烃原料从反应器底部进入与催化剂逆向流动，进行催化裂解反应。反应产物气体流动上升至顶部，进入旋风分离器与催化剂分离后也进入分离系统。催化剂下行至反应器底部被气体提升至汽提器和烧焦再生器(如果汽提器设在反应器底部，则直接提升至烧焦再生器)。再生后的催化剂从顶部进入反应器。油脂原料裂解反应温度控制在400-700℃，最好在550-660℃。物料与催化剂接触时间为0.5-5秒。烧焦温度为550-750℃，最好不超过680℃。轻烃裂解反应温度为500-650℃。除在反应器底部加水蒸汽外，还可以在反应器的不同部位注入水蒸汽。动、植物油脂催化裂解反应生成的，室温、常压下的气体产物与石脑油高温裂解产生气体产物相比，具有下述特点：液化气的含量(w％)大大高于干气含量(w％)；含有较多的CO和CO2。根据这个产物组成特点，提出如图5和图6所示的两种分离工艺流程。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种油脂或脂肪酸催化裂解制低碳烯烃的方法，由反应过程和分离过程组成；具体为：在循环流化床反应流程中，预热至２００－４００℃的油脂或脂肪酸原料与高温水蒸汽按照水／油重量比为０－１／１，喷入反应器内与从反应器上部流下来的高温催化剂混合，加热至４００－７００℃进行反应；物料与催化剂接触时间为０．５－５秒；催化剂／油重量比为５－２５／１；反应产物气体流动上升至顶部，进入旋风分离器与催化剂分离后在进入分离系统；催化剂从反应器上部开始下行至反应器底部，完成一次反应并失活后，用气体提升至汽提器，汽提出残留反应产物后，进入烧焦罐，于５５０－７５０℃烧焦再生，再生后的活性催化剂从反应器顶部进入，再次进行反应；汽提罐设在反应器底部时，与反应器成为一体则催化剂直接气提至烧焦罐；分离出液体后的气体产物经过初步压缩干燥后，在温度高于ＣＯ↓［２］的临界温度３０４．０６Ｋ的条件下，进一步压缩，使液化气成为液体从塔底流出进入Ｃ↓［３］、Ｃ↓［４］分离净化系统，而ＣＯ↓［２］和干气以气体形式从塔顶流出；然后在低于ＣＯ↓［２］的临界温度３０４．０６Ｋ的条件下压缩，使ＣＯ↓［２］成为液体从塔底流出；脱出ＣＯ↓［２］后的干气冷冻压缩，把Ｃ↓［２］组分与Ｈ↓［２］、ＣＨ↓［４］和ＣＯ分离开；或分离出液体后的气体产物经过初步压缩干燥后，在温度低于ＣＯ↓［２］的临界温度３０４．０６Ｋ的条件下，进一步压缩，使ＣＯ↓［２］和液化气成为液体从塔底流出，而干气以气体形式从塔顶流出；脱出残余ＣＯ↓［２］和酸性气体后的干气冷冻压缩后，把Ｃ↓［２］组分与Ｈ↓［２］、ＣＨ↓［４］和ＣＯ分离开；然后在高于ＣＯ↓［２］的临界温度３０４．０６Ｋ的条件下，使ＣＯ↓［２］成为气体从塔顶流出，从塔底流出的液化气进入Ｃ↓［３］、Ｃ↓［４］分离净化系统。...

【技术特征摘要】
1.一种油脂或脂肪酸催化裂解制低碳烯烃的方法，由反应过程和分离过程组成；具体为：在循环流化床反应流程中，预热至200-400℃的油脂或脂肪酸原料与高温水蒸汽按照水/油重量比为0-1/1，喷入反应器内与从反应器上部流下来的高温催化剂混合，加热至400-700℃进行反应；物料与催化剂接触时间为0.5-5秒；催化剂/油重量比为5-25/1；反应产物气体流动上升至顶部，进入旋风分离器与催化剂分离后在进入分离系统；催化剂从反应器上部开始下行至反应器底部，完成一次反应并失活后，用气体提升至汽提器，汽提出残留反应产物后，进入烧焦罐，于550-750℃烧焦再生，再生后的活性催化剂从反应器顶部进入，再次进行反应；汽提罐设在反应器底部时，与反应器成为一体则催化剂直接气提至烧焦罐；分离出液体后的气体产物经过初步压缩干燥后，在温度高于CO2的临界温度304.06K的条件下，进一步压缩，使液化气成为液体从塔底流出进入C3、C4分离净化系统，而CO2和干气以气体形式从塔顶流出；然后在低于CO2的临界温度304.06K的条件下压缩，使CO2成为液体从塔底流出；脱出CO2后的干气冷冻压缩，把C2组分与H2、CH4和CO分离开；或分离出液体后的气体产物经过初步压缩干燥后，在温度低于CO2的临界温度304.06K...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢鹏，鲍兴来，刘中民，吕志辉，张今令，李铭芝，姜淑杰，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，如皋市双马化工有限公司，
类型：发明
国别省市：91[中国|大连]