增产丙烯和乙烯的方法技术

本发明专利技术涉及一种提高蒸汽裂解工艺中丙烯和乙烯产量的方法。蒸汽裂解工艺由裂解炉和分离系统构成，在此基础上增加一个以炼油工艺中产生的碳四馏分为原料的催化裂解系统，通过该催化裂解系统将碳四烯烃和烷烃混合物部分转化成富含有丙烯和乙烯的裂解气，而目的产物的分离提纯主要由蒸汽裂解工艺中的分离系统完成。本发明专利技术的特点在于充分挖掘蒸汽裂解中的分离(回收)系统的潜力，仅仅增加由催化裂解反应器、氧化裂解反应器和简单的分离设备构成的催化裂解系统，增加了丙烯和乙烯等低碳烯烃的产量，有利于企业经济效益的提高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，更具体地说，本专利技术涉及一种利用现有蒸汽裂解制乙烯装置及分离装置提高丙烯和乙烯产量的方法。
技术介绍
目前，世界上乙烯、丙烯等低碳烯烃的主要生产方式是蒸汽裂解/热裂解，蒸汽裂解工艺由裂解炉和分离(回收)系统两部分构成。在蒸汽裂解工艺中，裂解原料和水蒸汽混合物在裂解炉中被加热到高温进行热裂解反应，生成富含乙烯、丙烯的裂解气，然后将此裂解气送入分离(回收)系统中以进行分离提纯，得到乙烯、丙烯等裂解产品。近年来，随着国内经济的快速增长，乙烯、丙烯等低碳烯烃的市场需求越来越大， 国内乙烯、丙烯原有生产能力不能满足迅速增长的市场需求，因此我国每年都要进口大量的乙烯、丙烯。为缓解国内丙烯和乙烯市场的供求矛盾，填补需求缺口，我国近年来连续启动了第二、三轮乙烯工业的改扩建工程。综合各种报道，在2010年前，我国将出现十几家规模在80 120万吨乙烯/年的烯烃厂。在可预见的未来，国内丙烯和乙烯等低碳烯烃市场的供需矛盾将得到缓解。值得注意的是，这些规模在80 120万吨乙烯/年的烯烃厂所使用的裂解原料均属于传统的蒸汽裂解原料，比如石脑油、加氢尾油、轻烃等，而与之配套的原油加工能力却没有得到相应提高，可能造成传统的裂解原料短缺或者裂解原料品质下降，从而使蒸汽裂解工艺中的分离(回收)系统在实际生产中可能存在较大的操作余量。因此，如何扩大原料来源以提高蒸汽裂解工艺中丙烯和乙烯产量成为影响企业经济效益的一个重要因素。炼油厂碳四馏分主要来自催化裂化装置(FCC)，减粘裂化、热裂化和焦化等虽然也副产碳四馏分，但是数量较少。催化裂化装置副产碳四馏分又因裂化深度和催化剂而异， 通常为新鲜进料的9% 12%，其馏分组成的特点是丁烷含量高，不含丁二烯(或者含量甚微)，其中的丁烯质量分数为50%左右，其余为碳四烷烃。我国炼厂碳四馏分的利用一般分两种，即直接工业利用和分离化工利用。直接工业利用包括不经加工直接作为燃料应用的液化石油气、掺入汽油调节蒸汽压、直接作燃料气使用和经化学加工生成烷基化汽油、 MTBE (甲基叔丁基醚)等液体燃料多种形式。作为其中附加值较高的烷基化汽油和MTBE由于制造过程和使用过程中对于环境造成严重损害，因此在环境保护任务日益迫切的今天， 此种利用途径已经不是未来碳四资源利用技术的发展方向。分离化工利用是将炼厂碳四馏分中各主要馏分进行分离、精制，然后用来做各种化工产品生产的原料。由于炼厂碳四馏分中各馏分的沸点十分相近，有些馏分的相对挥发度差别极小，采用简单蒸馏方法难以有效分离；还由于炼厂碳四馏分中各馏分的凝点较接近，低温结晶分离能量消耗极为可观，而且这两种分离方法都难以保证分离馏分的纯度，因此还要进行后续的精制处理，因而加工成本比较高。由此可见，针对炼油厂产生的碳四馏分，如何才能在环保的前提下实现高附加值地利用，已经成为目前炼油厂迫切需要解决的问题。针对上述情况，世界上各大石化公司纷纷投入力量来开发利用碳四及碳四以上低值烯烃烷烃生产乙烯、丙烯等低碳烯烃的工艺及催化剂，并且已经取得了比较满意的结果。 由中国专利CN1915933A可知，在碳四烯烃和烷烃混合物催化裂解过程中，产物主要是氢气、甲烷、碳二、碳三、碳四，其余为C5 C12链式烷烃和烯烃及(重量)以下的芳烃。可见，碳四烯烃和烷烃混合物催化裂解过程的产物组成和分布与蒸汽裂解工艺中的产物组成分布基本一致，可以采用与蒸汽裂解工艺中相同的分离(回收)系统进行分离提纯得到裂解产品。
技术实现思路
本专利技术为了缓解国内丙烯和乙烯等低碳烯烃市场的供需矛盾，提出了在现有蒸汽裂解装置中增加炼厂碳四馏分催化裂解制乙烯和丙烯的系统以提高丙烯和乙烯产量的方法。本专利技术提供的方法，基于炼油工艺中产生的碳四馏分的催化裂解反应的产物组成与蒸汽裂解工艺中的产物组成基本一致的特点，结合蒸汽裂解工艺过程和催化裂解过程的优势，充分挖掘现有蒸汽裂解工艺中分离(回收)系统的潜力，在现有蒸汽裂解工艺外增加一个催化裂解系统，以炼油工艺中产生的碳四馏分为原料，通过组合不同的催化反应炼厂碳四烯烃和烷烃混合物资源充分利用，转化生成富含丙烯和乙烯的催化裂解气，而乙烯、丙烯等低碳烯烃产物的分离与提纯由原有蒸汽裂解工艺中的分离(回收)系统完成。这样就可以通过增加一个以炼油工艺中产生的碳四烯烃和烷烃混合物为原料的催化裂解系统，以提高蒸汽裂解工艺中丙烯和乙烯的产量。具体技术方案如下一种，其特征在于，在炼化一体工厂的蒸汽裂解装置及其分离系统中，增加以炼厂碳四为原料的催化裂解系统，该催化裂解系统包含炼厂碳四催化裂解单元、混合烯烃和烷烃催化裂解单元和混合烯烃和烷烃氧化裂解单元，所述方法包括以下步骤(1)催化裂解使炼厂碳四馏分依次通过炼厂碳四催化裂解单元和混合烯烃和烷烃催化裂解单元，将所述原料至少部分地转化为富含丙烯和乙烯的催化裂解气，然后将催化裂解气冷却分离成碳三以下馏分和碳四以上馏分；(2)氧化裂解将步骤(1)得到的碳四以上馏分送入混合烯烃和烷烃氧化裂解单元，将其至少部分地转化为富含丙烯和乙烯的氧化裂解气，并将氧化裂解气冷却并分离出碳三以下馏分；(3)产物回收将步骤(1)和步骤( 得到的碳三以下馏分送入蒸汽裂解装置分离系统的油洗塔、水洗塔或压缩机的裂解气中，以提高蒸汽裂解装置的丙烯和乙烯的产量。优选地，在所述炼厂碳四催化裂解单元中，所述炼厂碳四原料中的烯烃部分转化为富含丙烯和乙烯的催化裂解气物流1，冷却并经分离，得到碳三以下馏分的物流2和碳四及以上馏分的物流3 ；将碳四及以上馏分的物流3送入所述的混合烯烃和烷烃催化裂解单元，在所述的混合烯烃和烷烃催化裂解单元中，所述碳四及以上馏分的物流3至少部分地转化为富含丙烯和乙烯的催化裂解气物流4，将物流4冷却并经分离，得到碳三以下馏分的物流5和碳四及以上馏分的物流6，将物流5汇入物流2 ；将物流6送入所述的混合烯烃和烷烃氧化裂解单元中，所述碳四以上馏分物流6至少部分地转化为富含丙烯和乙烯的氧化裂解气物流7，将物流7冷却并经分离，得到碳三以下馏分的物流8和碳四以上馏分的物流 10 ；将物流2、物流5和物流8汇合形成的物流9 一起送入蒸汽裂解装置的分离系统中，以提高蒸汽裂解装置的丙烯和乙烯的产量。优选地，从所述催化裂解系统产生的碳四以上馏分的物流10中分离出碳四馏分， 将其循环利用或送到液化石油气或火炬管道中。优选地，从所述催化裂解系统产生的碳四以上馏分的物流10中分离出碳五以上馏分，将其循环利用或送到裂解汽油加氢装置。对于催化裂解系统中的冷却和分离来说，优选地，催化裂解气和氧化裂解气进行冷却和分离的温度范围为O 100°C，优选0 40°C。优选地，所述催化裂解系统中炼厂碳四催化裂解单元和混合烯烃和烷烃催化裂解单元使用的催化剂是改性或未改性的SAP0-34、ZSM-5、ZSM-IU ZSM-23、MCM-22、MCM-49、 MCM-56和丝光沸石的一种以上；所述的混合烯烃和烷烃氧化裂解单元使用催化剂是常规的氧化裂解催化剂，为具有规整或非规整孔道结构的不同载体上担载贵金属的催化剂。优选地，所述炼厂碳四催化裂解的反应温度为400 600°C，反应压力为0. 07 0. 50MPa,液时体积空速为0. 5 IOOtT1，水蒸气与催化裂解原料的进料质量比为0 10 ；所述混合本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种增产丙烯和乙烯的方法，其特征在于，在炼化一体工厂的蒸汽裂解装置及其分离系统中，增加以炼厂碳四为原料的催化裂解系统，该催化裂解系统包含炼厂碳四催化裂解单元、混合烯烃和烷烃催化裂解单元和混合烯烃和烷烃氧化裂解单元，所述方法包括以下步骤：（１）催化裂解：使炼厂碳四馏分依次通过炼厂碳四催化裂解单元和混合烯烃和烷烃催化裂解单元，将所述原料至少部分地转化为富含丙烯和乙烯的催化裂解气，然后将催化裂解气冷却分离成碳三以下馏分和碳四以上馏分；（２）氧化裂解：将步骤（１）得到的碳四以上馏分送入混合烯烃和烷烃氧化裂解单元，将其至少部分地转化为富含丙烯和乙烯的氧化裂解气，并将氧化裂解气冷却并分离出碳三以下馏分；（３）产物回收：将步骤（１）和步骤（２）得到的碳三以下馏分送入蒸汽裂解装置分离系统的油洗塔、水洗塔或压缩机的裂解气中，以提高蒸汽裂解装置的丙烯和乙烯的产量。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：白杰，付啸，刘小波，周丛，郭敬杭，王国清，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司北京化工研究院，
类型：发明
国别省市：11