一种多产低碳烯烃的设备和方法技术

本发明专利技术公开了一种多产低碳烯烃的设备和方法，属于石油炼制技术领域。该设备通过设置串联的第一再生器和第二再生器，并通过第一再生器与催化裂化装置连接，第二再生器与烷烃脱氢装置连接，从而将烷烃脱氢和催化裂化反应耦合，以该设备进行多产低碳烯烃操作，不仅可以解决固定床和移动床存在的传热问题，实现连续反应再生，提高烷烃脱氢催化剂整体活性和反应效率，而且还节约了取热成本和供热成本，显著提高过程热效率；利用催化裂化反应的多余热量使得烷烃脱氢反应维持在最佳的反应温度内，显著提高了烷烃脱氢的反应效率，此外，还可回炼本装置生产的烷烃，显著提升装置低碳烯烃产率，同时增产附加值比烯烃更高的氢气，具有显著的经济效益。

【技术实现步骤摘要】
一种多产低碳烯烃的设备和方法
本专利技术涉及石油炼制
，具体而言，涉及一种多产低碳烯烃的设备和方法。
技术介绍
乙烯、丙烯、丁烯等低碳烯烃是石油化工行业的重要原料。目前，低碳烯烃的生产主要包括四种：(1)蒸汽裂解，原料主要是轻石脑油和乙烷，有时会掺杂丙烷/LPG、柴油、减压蜡油、加氢裂化尾油等；(2)炼厂气副产，主要包括催化裂化或催化裂解等装置副产低碳烯烃，原料主要为蜡油或渣油，催化剂一般为Y型沸石或ZSM-5型沸石或二者的复合物。(3)甲醇制烯烃技术，催化剂采用SAPO-34或ZSM-5型沸石。(4)丙烷、丁烷脱氢技术。在现有技术中，炼厂气副产和甲醇制烯烃技术在生产低碳烯烃的同时都不可避免的生产一定比例的丙烷和丁烷。例如，催化裂化装置的丙烷/丙烯质量比一般在0.2-0.4之间，丁烷/丁烯质量比一般在0.9-1.4之间；甲醇制烯烃装置的丙烷/丙烯质量比一般在0.06-0.10之间，丁烷/丁烯质量比一般在0.04-0.06之间。丙烷和丁烷是液化气(LPG)的主体，一般作为燃料使用，附加值较低。丙烷、丁烷脱氢工艺可将丙烷和丁烷进一步转化为高附加值的低碳烯烃，将丙烷、丁烷脱氢工艺和催化裂化或甲醇制烯烃技术耦合，可以显著提升装置整体的经济效益。目前，丙烷、丁烷脱氢工艺应用较为广泛的是ABBLummus公司的Catofin技术和UOP公司的Oleflex技术。Catofin技术采用固定床，催化剂为CrOx/Al2O3。Cr基催化剂结焦失活较快，采用固定床反应器，催化剂的再生周期只有几十分钟，频繁的反应、再生给生产操作带来了极大的不便和安全风险。同时，六价Cr具有高致癌毒性，六价Cr一旦泄露可能造成严重的环境污染。Oleflex技术采用移动床，催化剂为PtSn/Al2O3。贵金属Pt基催化剂对S等毒物非常敏感，原料必须经过复杂的预处理才能进反应器，而且，该催化剂在连续进料几个小时之内因结焦而失活，移动床反应器虽然能实现连续反应、再生，但装置结构复杂、投资高，此外Pt价格昂贵，高昂的投资和催化剂使用成本限制了Pt催化剂在脱氢工艺中的应用，只有异丁烷资源丰富且价格低廉的国家或地区，该过程的经济性才合理。对于烷烃脱氢工艺，为了达到经济上可接受的烷烃制烯烃的单程转化率，反应温度一般接近600℃，甚至在600℃以上，烷烃脱氢是强吸热反应，采用固定床或移动床反应器，如何给反应供热一直是工程上的难题。因为，Pt基催化剂和Cr基催化剂的载体的主要成分都是Al2O3等金属氧化物，其是热的不良导体，催化剂无论是处于固定或流动状态，其传热性能都不理想。鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的目的之一包括提供一种多产低碳烯烃的设备，可解决上述烷烃脱氢过程中存在的至少一种问题。本专利技术的目的之二包括提供一种采用上述设备进行多产低碳烯烃的方法。本申请可这样实现：第一方面，本申请提供一种多产低碳烯烃的设备，包括催化裂化装置、再生装置和烷烃脱氢装置。催化裂化装置包括提升管反应器和第一沉降器，提升管反应器的提升管的一端伸入第一沉降器内以用于将提升管反应器中重油与提升干气催化裂化反应后的第一反应产物及第一待生催化剂输入第一沉降器中，第一沉降器内设有用于将第一反应产物和第一待生催化剂分离的第一分离部。再生装置包括第一再生器，第一沉降器的出口端与第一再生器的入口端连接以将分离后获得的第一待生催化剂输入第一再生器中进行贫氧烧焦再生，第一再生器内设有第二分离部以将贫氧烧焦再生后产生的第一再生烟气进行分离。烷烃脱氢装置包括流化床反应器和第二沉降器。流化床反应器的出口端与第二沉降器的入口端连接以用于将流化床反应器中烷烃脱氢反应后的第二反应产物和第二待生催化剂输入第二沉降器中，第二沉降器内设有用于将第二反应产物和第二待生催化剂分离的第三分离部。再生装置还包括用于与第一再生器串联的第二再生器以使第一再生器内分离得到的第一再生烟气输入第二再生器中，第二沉降器的出口端与第二再生器的入口端连通以将分离后获得的第二待生催化剂输入第二再生器中与第二再生器内的第一再生烟气进行富氧烧焦再生，第二再生器内设有第四分离部以将富氧烧焦再生后产生的第二再生烟气进行分离。在可选的实施方式中，第一沉降器的出口端与第一再生器的入口端通过第一待生斜管连通。在可选地实施方式中，第一沉降器的顶部设有用于收集第一反应产物分离后获得的第一气相物的第一集气室。在可选地实施方式中，第一分离部包括第一粗旋和第一顶旋，第一粗旋与提升管的伸入第一沉降器内的一端连接，第一顶旋与第一集气室连接。在可选地实施方式中，第二分离部包括一级旋风分离器和与一级旋风分离器连接的二级旋风分离器。在可选地实施方式中，第一再生器的下部通过第一再生斜管与提升管的远离第一沉降器的一端连通以使贫氧烧焦再生后的第一再生催化剂返回提升管的底部。在可选地实施方式中，第一再生器还设有用于通入主风的进风口。在可选的实施方式中，第二沉降器的出口端与第二再生器的入口端通过第二待生斜管连通。在可选地实施方式中，第二沉降器的顶部设有用于收集第二反应产物分离后获得的第二气相物的第二集气室。在可选地实施方式中，第三分离部包括第二粗旋和第二顶旋，第二顶旋与第二粗旋以及第二集气室连接。在可选地实施方式中，第四分离部包括三级旋风分离器和与三级旋风分离器连接的四级旋风分离器。在可选地实施方式中，第二再生器的底部通过第二再生斜管与流化床反应器的远离第二沉降器的一端连通以使富氧烧焦再生后的第二再生催化剂返回流化床反应器的底部。第二方面，本申请提供一种多产低碳烯烃的方法，采用如前述实施方式任一项的设备进行制备。在可选地实施方式中，制备包括以下步骤：将提升管反应器中重油与提升干气催化裂化反应后的第一反应产物及第一待生催化剂输入第一沉降器中，通过第一分离部将第一反应产物和第一待生催化剂进行分离。将分离后获得的第一待生催化剂输入第一再生器中进行贫氧烧焦再生，通过第二分离部将贫氧烧焦再生后产生的第一再生烟气进行分离。将流化床反应器中烷烃脱氢反应后的第二反应产物和第二待生催化剂输入第二沉降器中，通过第三分离部将第二反应产物和第二待生催化剂进行分离。将第一再生器内分离得到的第一再生烟气输入第二再生器中。将分离后获得的第二待生催化剂输入第二再生器中与第二再生器内的第一再生烟气进行富氧烧焦再生，通过第四分离部将富氧烧焦再生后产生的第二再生烟气进行分离。在可选的实施方式中，将第一反应产物和第一待生催化剂通过第一粗旋和第一顶旋进行分离，并将分离后得到的第一气相物收集于第一集气室内，将分离后的第一固相物通过第一待生斜管输入第一再生器中进行贫氧烧焦再生。在可选地实施方式中，还包括将第一富氧烧焦再生后产生的第一再生催化剂通过第一再生斜管返回提升管的底部，将贫氧烧焦再生产生的第一再生烟气通过一级旋风分离器和二级旋风分离器进行分离，分离后的气相物进入第二再生器中与第二待生催化剂进行富氧烧焦再生。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多产低碳烯烃的设备，其特征在于，包括催化裂化装置、再生装置和烷烃脱氢装置；所述催化裂化装置包括提升管反应器和第一沉降器，所述提升管反应器的提升管的一端伸入所述第一沉降器内以用于将所述提升管反应器中重油与提升干气催化裂化反应后的第一反应产物及第一待生催化剂输入所述第一沉降器中，所述第一沉降器内设有用于将所述第一反应产物和所述第一待生催化剂分离的第一分离部；/n所述再生装置包括第一再生器，所述第一沉降器的出口端与所述第一再生器的入口端连接以将分离后获得的所述第一待生催化剂输入所述第一再生器中进行贫氧烧焦再生，所述第一再生器内设有第二分离部以将贫氧烧焦再生后产生的第一再生烟气进行分离；/n所述烷烃脱氢装置包括流化床反应器和第二沉降器；/n所述流化床反应器的出口端与所述第二沉降器的入口端连接以用于将所述流化床反应器中烷烃脱氢反应后的第二反应产物和第二待生催化剂输入所述第二沉降器中，所述第二沉降器内设有用于将所述第二反应产物和所述第二待生催化剂分离的第三分离部；/n所述再生装置还包括用于与所述第一再生器串联的第二再生器以使所述第一再生器内分离得到的所述第一再生烟气输入所述第二再生器中，所述第二沉降器的出口端与所述第二再生器的入口端连通以将分离后获得的所述第二待生催化剂输入所述第二再生器中与所述第二再生器内的所述第一再生烟气进行富氧烧焦再生，所述第二再生器内设有第四分离部以将富氧烧焦再生后产生的第二再生烟气进行分离。/n...

【技术特征摘要】
1.一种多产低碳烯烃的设备，其特征在于，包括催化裂化装置、再生装置和烷烃脱氢装置；所述催化裂化装置包括提升管反应器和第一沉降器，所述提升管反应器的提升管的一端伸入所述第一沉降器内以用于将所述提升管反应器中重油与提升干气催化裂化反应后的第一反应产物及第一待生催化剂输入所述第一沉降器中，所述第一沉降器内设有用于将所述第一反应产物和所述第一待生催化剂分离的第一分离部；
所述再生装置包括第一再生器，所述第一沉降器的出口端与所述第一再生器的入口端连接以将分离后获得的所述第一待生催化剂输入所述第一再生器中进行贫氧烧焦再生，所述第一再生器内设有第二分离部以将贫氧烧焦再生后产生的第一再生烟气进行分离；
所述烷烃脱氢装置包括流化床反应器和第二沉降器；
所述流化床反应器的出口端与所述第二沉降器的入口端连接以用于将所述流化床反应器中烷烃脱氢反应后的第二反应产物和第二待生催化剂输入所述第二沉降器中，所述第二沉降器内设有用于将所述第二反应产物和所述第二待生催化剂分离的第三分离部；
所述再生装置还包括用于与所述第一再生器串联的第二再生器以使所述第一再生器内分离得到的所述第一再生烟气输入所述第二再生器中，所述第二沉降器的出口端与所述第二再生器的入口端连通以将分离后获得的所述第二待生催化剂输入所述第二再生器中与所述第二再生器内的所述第一再生烟气进行富氧烧焦再生，所述第二再生器内设有第四分离部以将富氧烧焦再生后产生的第二再生烟气进行分离。


2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第一沉降器的出口端与所述第一再生器的入口端通过第一待生斜管连通；
优选地，所述第一沉降器的顶部设有用于收集所述第一反应产物分离后获得的第一气相物的第一集气室；
优选地，所述第一分离部包括第一粗旋和第一顶旋，所述第一粗旋与所述提升管的伸入所述第一沉降器内的一端连接，所述第一顶旋与所述第一集气室连接；
优选地，所述第二分离部包括一级旋风分离器和与所述一级旋风分离器连接的二级旋风分离器；
优选地，所述第一再生器的下部通过第一再生斜管与所述提升管的远离所述第一沉降器的一端连通以使贫氧烧焦再生后的第一再生催化剂返回所述提升管的底部；
优选地，所述第一再生器还设有用于通入主风的进风口。


3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述第二沉降器的出口端与所述第二再生器的入口端通过第二待生斜管连通；
优选地，所述第二沉降器的顶部设有用于收集所述第二反应产物分离后获得的第二气相物的第二集气室；
优选地，所述第三分离部包括第二粗旋和第二顶旋，所述第二顶旋与所述第二粗旋以及所述第二集气室连接；
优选地，所述第四分离部包括三级旋风分离器和与所述三级旋风分离器连接的四级旋风分离器；
优选地，所述第二再生器的底部通过第二再生斜管与所述流化床反应器的远离所述第二沉降器的一端连通以使富氧烧焦再生后的第二再生催化剂返回所述流化床反应器的底部。


4.一种多产低碳烯烃的方法，其特征在于，采用如权利要求1-3任一项所述的设备进行制备；
优选地，制备包括以下步骤：将所述提升管反应器中重油与提升干气催化裂化反应后的所述第一反应产物及所述第一待生催化剂输入所述第一沉降器中，通过所述第一分离部将所述第一反应产物和所述第一待生催化剂进行分离；将分离后获得的所述第一待生催化剂输入所述第一再生器中进行贫氧烧焦再生，通过所述第二分离部将贫氧烧焦再生后产生的所述第一再生烟气进行分离；
将所述流化床反应器中烷烃脱氢反应后的第二反应产物和第二待生催化剂输入所述第二沉降器中，通过所述第三分离部将所述第二反应产物和所述第二待生催化剂进行分离；将所述第一再生器内分离得到的所述第一再生烟气输入所述第二再生器中；将分离后获得的所述第二待生催化剂输入所述第二再生器中与所述第二再生器内的所述第一再生烟气进行富氧烧焦再生，通过所述第四分离部将富氧烧焦再生后产生的所述第二再生烟气进行分离。
...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙世源，孟凡东，闫鸿飞，张亚西，武立宪，张瑞风，杨鑫，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中石化炼化工程集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11