一种提高低碳烯烃收率的耦合工艺方法和耦合工艺系统技术方案

本发明专利技术公开了一种提高低碳烯烃收率的耦合工艺方法和耦合工艺系统。本发明专利技术利用轻油流化催化裂解制烯烃工艺中的循环物料进固定床催化裂解反应器作原料，固定床催化裂解反应出料经分离后，碳三及更轻组分进装置主分离系统，碳四及更重组分进轻油流化床催化裂解反应器。装置主分离系统分离出的乙烷和丙烷进蒸汽裂解炉循环裂解。通过流化床催化裂解、固定床催化裂解和蒸汽裂解的有效耦合，提高了乙烯与丙烯的总收率，缩小流化床催化裂解反应器尺寸，延缓了流化床催化裂解反应器系统的结焦。延缓了流化床催化裂解反应器系统的结焦。延缓了流化床催化裂解反应器系统的结焦。

【技术实现步骤摘要】
一种提高低碳烯烃收率的耦合工艺方法和耦合工艺系统


[0001]本专利技术涉及低碳烯烃制备领域，具体涉及一种提高低碳烯烃收率的耦合工艺方法和耦合工艺系统。

技术介绍

[0002]乙烯和丙烯两种低碳烯烃是重要的化工原料，乙烯和丙烯的生产受到高度的关注。石油化工领域乙烯和丙烯的生产方法主要包括蒸汽裂解、轻油和重油流化催化裂解、碳四以上烯烃的固定床催化裂解。传统乙烯和丙烯的生产方法是通过裂解炉的形式来生产，以石脑油为原料，丙烯收率在15～17％，乙烯收率在28～33％范围内，乙烯和丙烯总收率通常为45～48％。以乙烷为原料，蒸汽裂解乙烯收率在78～80％，丙烯收率在3～5％，乙烯收率远高于石脑油原料，但是丙烯收率非常低。重油催化裂解制烯烃收率低，往往乙烯和丙烯的总收率在35％以下，且装置能耗高，能耗远高于蒸汽裂解。轻油催化裂解制烯烃是以石脑油、拔头油、抽余油、加氢尾油为原料，通过分子筛催化剂在流化床反应器内催化裂解生产乙烯、丙烯，特点是乙烯和丙烯总收率较高，在46～52％范围内；在回收高温油气热量发生高压蒸汽情况下，装置能耗较同等规模蒸汽裂解装置要低；装置不产混合碳四。存在问题是高温油气余热锅炉发生高压蒸汽过程中存在结焦，需要定期清焦实现长周期运行。碳四以上烯烃固定床催化裂解技术以碳四以上烯烃为原料，在催化剂作用下，在固定床反应器内生产乙烯和丙烯，双烯收率在75％以上，其中丙烯和乙烯比接近4：1。碳四以上烯烃固定床催化裂解制低碳烯烃技术催化剂需要频繁再生，能耗较高。
[0003]轻油流化催化裂解制烯烃技术作为一种低碳烯烃生产的新兴技术，其发展受到越来越多的关注。流程上，装置自产碳四至碳六非芳烃全部循环回反应器裂解。循环物料中烯烃含量高，虽然对流化床催化裂解低碳烯烃收率有贡献，但不利于流化床反应器内及高温油气高温热回收过程中结焦的控制。从结焦机理分析，为有效控制轻油催化裂解制烯烃反应器系统的结焦，需要控制反应器进料中芳烃、二烯烃和烯烃含量，但这种控制减少循环物料量的同时又会降低低碳烯烃收率。循环物料占到反应器总进料量的三分之一左右，导致反应器尺寸加大，反应系统和分离系统能耗升高。
[0004]本专利技术结合轻油流化催化裂解制烯烃、蒸汽裂解和碳四以上烯烃固定床催化裂解三种工艺的特点，提出一种提高低碳烯烃收率的耦合工艺方法及耦合工艺系统，利用此耦合工艺不仅可以实现物料互供，有效提高低碳烯烃收率，又可以延缓轻油流化催化裂解系统结焦，缩小轻油流化床催化裂解反应器尺寸，降低装置能耗，带来显著效益。

技术实现思路

[0005]为解决以上至少之一的技术问题，本专利技术提供一种提高低碳烯烃收率的耦合工艺方法和耦合工艺系统，结合轻油流化催化裂解制烯烃、蒸汽裂解和碳四以上烯烃固定床催化裂解三种工艺，不仅可以实现物料互供，有效提高低碳烯烃收率，又可以延缓轻油流化催化裂解系统结焦，缩小轻油流化床催化裂解反应器尺寸，降低装置能耗，带来显著效益。
[0006]为了实现以上目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0007]本专利技术第一方面提供一种提高低碳烯烃收率的耦合工艺方法，该耦合工艺方法包括以下过程：
[0008]轻油经流化床催化裂解反应之后的高温油气出料经降温后进行分离，得到碳三及更轻组分I和碳四及更重组分I；所述碳三及更轻组分I进行进一步分离分别得到乙烯、丙烯、乙烷和丙烷；所述乙烷和丙烷经蒸汽裂解反应之后，循环至与降温后的所述高温油气混合；
[0009]所述碳四及更重组分I经脱除重组分后，作为固定床催化裂解反应的原料；所述固定床催化裂解反应的出料分离得到碳三及更轻组分II和碳四及更重组分II，所述碳三及更轻组分II循环至与所述碳三及更轻组分I混合，所述碳四及更重组分II循环至进行所述流化床催化裂解反应。
[0010]根据本专利技术的耦合工艺方法，优选地，所述碳四及更重组分II进一步分离为烯烃和烷烃；所述烯烃循环至进行所述固定床催化裂解反应，所述烷烃循环至进行所述流化床催化裂解反应。
[0011]根据本专利技术的耦合工艺方法，优选地，所述流化床催化裂解反应之后的高温油气出料进行降温时副产4.0～9.8MPaG的蒸汽。
[0012]根据本专利技术的耦合工艺方法，优选地，所述乙烷和丙烷经减压节流回收冷量后进行蒸汽裂解反应。
[0013]根据本专利技术的耦合工艺方法，优选地，所述固定床催化裂解反应的出料经换热器回收热量之后，进入碳三分离塔进行分离，得到所述碳三及更轻组分II和碳四及更重组分II。
[0014]根据本专利技术的耦合工艺方法，优选地，所述碳四及更重组分I进入脱己烷塔脱除重组分，塔顶馏出物作为固定床催化裂解反应的原料；所述脱己烷塔为精馏塔，理论塔板数为15～40块，塔顶温度为85～108℃，塔顶压力为0.3MPaG～0.6MPaG，通过调整塔顶回流来控制塔顶产品组成。
[0015]根据本专利技术的耦合工艺方法，优选地，所述固定床催化裂解反应的原料预热至510～590℃后进行所述固定床催化裂解反应。
[0016]根据本专利技术的耦合工艺方法，优选地，所述轻油经气化过热后进行所述流化床催化裂解反应；
[0017]所述轻油选自石脑油、拔头油、抽余油和加氢尾油中的一种或两种以上的组合。
[0018]本专利技术另一方面提供一种提高低碳烯烃收率的耦合工艺系统，用以实现以上的耦合工艺方法，该耦合工艺系统包括：
[0019]流化床催化裂解反应器，用以进行所述流化床催化裂解反应；
[0020]固定床催化裂解反应器，用以进行所述固定床催化裂解反应；
[0021]蒸汽裂解炉，用以进行所述蒸汽裂解反应；
[0022]烯烃分离系统，用以对所述降温后的高温油气进行分离，以及对所述碳三及更轻组分I进行进一步分离。
[0023]根据本专利技术的耦合工艺系统，优选地，所述烯烃分离系统包括依次设置的急冷单元、压缩单元和冷分离单元；
[0024]所述急冷单元设置有急冷油塔和急冷水塔，用来分离工艺气中的急冷油、裂解汽油和工艺水，并实现热量回收利用；
[0025]所述压缩单元设置压缩机、塔器(包括氧化物洗涤塔、碱洗塔和精馏塔)和干燥器，用来给来自急冷单元的工艺气增压，并通过压缩机段间的氧化物洗涤塔、碱洗塔、精馏塔、干燥器等脱除氧化物、酸性气、水分，并实现烃类轻重组分的分离。
[0026]所述冷分离单元设置冷箱和塔器(包括碳二分离塔和丙烯精馏塔)。在分离单元中，碳三及更轻组分经逐级预冷后进冷箱进一步深冷，分离出氢气和甲烷后，再经碳二分离塔和丙烯精馏塔分离出乙烯和丙烯的同时，分离出乙烷和丙烷。乙烯和丙烯作为装置的产品送罐区。乙烷和丙烷经减压节流回收冷量后，送蒸汽裂解炉裂解。裂解炉出料高温裂解气经热量回收后送急冷单元。
[0027]现有技术中，轻油流化催化裂解制烯烃工艺以石脑油、拔头油、抽余油、加氢尾油为原料，反应出料中包含氢气、甲烷、乙烯、乙烷、丙烯、丙烷、碳四及以上重组分。由于反应出料中丁二烯含量少，轻油催化裂解装置不产出混合碳四，而是让这部分物料全部参与循环裂解以提高烯本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高低碳烯烃收率的耦合工艺方法，其特征在于，该耦合工艺方法包括以下过程：轻油经流化床催化裂解反应之后的高温油气出料经降温后进行分离，得到碳三及更轻组分I和碳四及更重组分I；所述碳三及更轻组分I进行进一步分离分别得到乙烯、丙烯、乙烷和丙烷；所述乙烷和丙烷经蒸汽裂解反应之后，循环至与降温后的所述高温油气混合；所述碳四及更重组分I脱除重组分后，作为固定床催化裂解反应的原料；所述固定床催化裂解反应的出料分离得到碳三及更轻组分II和碳四及更重组分II，所述碳三及更轻组分II循环至与所述碳三及更轻组分I混合，所述碳四及更重组分II循环至进行所述流化床催化裂解反应。2.根据权利要求1所述的耦合工艺方法，其特征在于，所述碳四及更重组分II进一步分离为烯烃和烷烃；所述烯烃循环至进行所述固定床催化裂解反应，所述烷烃循环至进行所述流化床催化裂解反应。3.根据权利要求1所述的耦合工艺方法，其特征在于，所述流化床催化裂解反应之后的高温油气出料进行降温时副产4.0～9.8MPaG的蒸汽。4.根据权利要求1所述的耦合工艺方法，其特征在于，所述乙烷和丙烷经减压节流回收冷量后进行蒸汽裂解反应。5.根据权利要求1所述的耦合工艺方法，其特征在于，所述固定床催化裂解反应的出料经换热器回收热量之后，进入碳三分离塔进行分离，得到所述碳三及更轻组分II和碳四及更重组分II。6.根据权利要求1所述的耦...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘汉英，王泽尧，邓硕，
申请(专利权)人：北京石油化工工程有限公司，
类型：发明
国别省市：