增产乙烯的方法与流程

文档序号：17045858发布日期：2019-03-05 19:36阅读：316来源：国知局

本发明涉及一种增产乙烯的方法，具体涉及一种利用催化和热裂解的方法增产乙烯的方法。

背景技术：

三烯工艺(thetriolefinprocess)为：丙烯歧化生产出高纯度的乙烯和丁烯-2；和该反应的逆反应，乙烯和丁烯-2反应生成丙烯。丙烯歧化技术从1970年以后未有工业应用的报道。近年来，随着全球丙烯需求量的不断增加，采用传统方法的丙烯生产量已不能满足丙烯的需求，因此利用三烯工艺的逆反应生产丙烯的技术开始工业化。从1985年底开始，lyondell公司在美国texas州的channelveiw运行了一套年产136,000吨的丙烯生产装置，该工艺正是采用乙烯和丁烯－2的交叉歧化生产丙烯。在国内，lummus于2002年向上海赛科转让了基于逆向三烯工艺的ocu技术，之后由于煤化工的大发展，很多mto装置副产的c4，都运用此技术提升附加值。

烯烃催化裂解技术是利用各种混合c4-c6作为原料，通常在分子筛催化剂存在下，催化裂解原料中所含的烯烃，获得轻分子烯烃丙烯和乙烯的一种方法。目前具有代表性的几种烯烃催化裂解工艺主要有：propylur工艺、ocp工艺、omega工艺、occ工艺及superflex工艺。propylur工艺由德国lurgi公司开发，采用固定床反应工艺，用蒸汽作为稀释原料，采用分子筛催化剂，反应在500℃、0～0.1mpag下绝热进行，反应器为固定床型式，两开一备；蒸汽与原料之比在0.5～3.0之间，催化剂寿命达到15个月。propylur工艺的烯烃转化率达到85％，单程丙烯收率40mol％、乙烯收率10mol％(相对于进料中烯烃总量)；此工艺在德国worringen有一套示范装置，目前还未有工业装置建设。ocp工艺由uop和atofina合作开发，采用固定床反应工艺，反应在500～600℃、0.1～0.4mpag下进行；采用高空速、无稀释气体的反应体系。omega工艺由日本的旭化成公司开发，反应在单段、绝热的固定床内进行，由两个反应器切换对催化剂进行再生；采用分子筛催化剂，反应在530～600℃、0～0.5mpag条件下进行，反应空速whsv为3～10h-1，此工艺烯烃转化率大于75％。旭化成于2006年6月在水岛兴建了一套omega法生产丙烯的装置。occ工艺由上海石油化工研究院开发，反应在固定床内绝热进行。采用一种无稀释气体的工艺，反应空速whsv为15～30h-1、反应压力为0～0.15mpag、反应温度为500～560℃，烯烃单程转化率大于65％。occ工艺于2004年初在上海石化股份有限公司建成了100吨/年规模的中试装置。2009年，在中原石化有限公司建成了规模为6万吨/年的occ工业装置。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是现有技术中存在的乙烯收率低的问题，提供了一种新的增产乙烯的方法，相比传统方法，本方法乙烯收率可以达到60％以上，尤其适合提升以石脑油为原料的蒸汽裂解装置。

工业化的三烯工艺，往往为其逆反应，即：乙烯和丁烯反应生产丙烯的工艺，在乙烯丙烯价格倒挂时具有良好的经济性，但是一旦乙烯丙烯价格不倒挂，经济性下滑严重。

工业化的烯烃催化裂解技术，有着原料适应性好、乙烯丙烯收率高、不消耗乙烯等优点，但是往往存在乙烯收率低、e/p比不可调节等缺点。另外，针对不同的原料，如若原料烯烃中含有较多的烷烃，则需要外排一部分未反应的原料以使得烷烃不累积，这股物料一般都用于外销，未能进一步挖掘其增值潜力。

对于以石脑油为原料的蒸汽裂解装置，副产的碳四在抽取二烯烃丁烯-1后往往外卖、碳五烃类的利用更为少，多数用于燃料外卖。

近年有将剩余的碳四和碳五全加氢返回裂解炉的技术路线，以进一步提升裂解装置的乙烯收率，但往往收率不高，在45％以下。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种增产乙烯的方法，包括以下步骤：

(1)将烃类物流送入烯烃裂解单元反应得到c3组分，将该c3组分至少70％部分送入烯烃歧化单元；

(2)将烯烃歧化单元产生的c4⁺组分至少70％循环回烯烃裂解单元；

(3)将烯烃裂解单元所产生的乙烷至少50％送入蒸汽裂解炉；

(4)将烯烃歧化单元未反应的c3组分至少50％送入蒸汽裂解炉；

(5)将烯烃裂解单元未反应的c4～c6烃类至少50％送入蒸汽裂解炉；

所述烃类物流含选自c4～c8烯烃中至少一种烯烃。

上述技术方案中，优选的，将烯烃裂解单元所产生的至少90％的乙烷送入蒸汽裂解炉。

上述技术方案中，优选的，烃类物流含选自c4～c6烯烃中至少一种烯烃。

上述技术方案中，优选的，将烯烃歧化单元未反应的至少90％的c3组分送入蒸汽裂解炉。

上述技术方案中，优选的，将烯烃歧化单元中未反应的c3组分、烯烃裂解单元中未反应的c4～c6这两股物流中的至少一股经过加氢单元后送入蒸汽裂解炉。

上述技术方案中，优选的，烯烃裂解单元中至少发生烯烃裂解成乙烯和丙烯的反应。

上述技术方案中，优选的，烯烃歧化单元中至少发生丙烯歧化反应得到乙烯和丁烯的反应。

上述技术方案中，优选的，烯烃裂解单元采用的催化剂含分子筛类催化剂。

上述技术方案中，优选的，烯烃裂解单元采用的催化剂含zsm-5类催化剂。

上述技术方案中，优选的，烯烃歧化单元采用的歧化催化剂为金属氧化物催化剂。

上述技术方案中，优选的，将烯烃裂解单元产生的c3组分中的至少90％送入歧化单元。

上述技术方案中，优选的，将烯烃歧化单元产生的至少90％的c4⁺组分送入歧化单元。

上述技术方案中，优选的，将烯烃裂解单元未反应的至少90％的c4～c6组分送入蒸汽裂解炉。

上述技术方案中，优选的，乙烯的重量收率至少为50％。

上述技术方案中，优选的，乙烯的重量收率至少为55％。

上述技术方案中，优选的，乙烯的重量收率至少为60％。

采用本发明的技术方案，通过烯烃歧化单元，烯烃裂解单元和裂解炉的组合工艺，其中烯烃歧化单元是丙烯歧化得到乙烯和丁烯，同时优选各单元物料的循环利用，取得了良好的技术效果。

下面通过实施例对本发明作进一步阐述。

附图说明

图1为本发明的一种优选方案的工艺流程示意图。

i为烯烃裂解单元；

ii为烯烃歧化单元；

iv为蒸汽裂解炉

1为烃类物流原料；

2为烯烃裂解单元所产生的含乙烯物流；

3为烯烃裂解单元所产生的其他产物；

4为烯烃裂解单元所产生的乙烷；

5为烯烃裂解单元所产生的含c3物流；

6为烯烃歧化单元所产生的乙烯物流；

7为烯烃歧化单元未反应的c3物流；

8为烯烃歧化单元所产生的c4+物流；

10为蒸汽裂解后所得含乙烯物流。

11为烯烃裂解单元未反应的c4～c6物流

将烃类物流1和循环物流8送入i单元中，发生烯烃裂解反应，产生轻烃、乙烯、乙烷、丙烯和重质烃类，将其分离成含乙烯的物流2、含重质烃类的物流3、富含丙烯成分的物流5和乙烷4，物流5送入ii单元后发生丙烯歧化成乙烯和丁烯的反应，分离后得到乙烯产品物流6、未反应的丙烯物流7和c4+物流8，将物流8循环回i，将物流4、物流11和物流7送入蒸汽裂解炉iv，蒸汽裂解炉得到含乙烯物流10。

图2为本发明的一种优选方案的工艺流程示意图。

i为烯烃裂解单元；

ii为烯烃歧化单元；

iii为加氢单元；

iv为蒸汽裂解炉

1为烃类物流原料；

2为烯烃裂解单元所产生的含乙烯物流；

3为烯烃裂解单元所产生的其他产物；

4为烯烃裂解单元所产生的乙烷；

5为烯烃裂解单元所产生的含c3物流；

6为烯烃歧化单元所产生的乙烯物流；

7为烯烃歧化单元未反应的c3物流；

8为烯烃歧化单元所产生的c4+物流；

9为加氢后的c3物流；

10为蒸汽裂解后所得含乙烯物流。

11为烯烃裂解单元未反应的c4～c6物流

将烃类物流1和循环物流8送入i单元中，发生烯烃裂解反应，产生轻烃、乙烯、乙烷、丙烯和重质烃类，将其分离成含乙烯的物流2、含重质烃类的物流3、富含丙烯成分的物流5和乙烷4，物流5送入ii单元后发生丙烯歧化成乙烯和丁烯的反应，分离后得到乙烯产品物流6、未反应的丙烯物流7和c4+物流8，将物流8循环回i，将物流7、物流11经过加氢单元iii后得到物流9，将物流9和物流4送入蒸汽裂解炉iv，蒸汽裂解炉得到含乙烯物流10。

图3为传统方法的工艺流程示意图。

iii为加氢单元；

iv为蒸汽裂解炉

1为烃类物流原料；

2为加氢后得到的物流；

3为蒸汽裂解后所得含乙烯物流。

将烃类物流1和送入加氢单元iii得到2，将2送入蒸汽裂解炉iv，蒸汽裂解炉得到含乙烯物流3。

具体实施方式

【实施例1】

采用图1所示的流程：

物流1中含有50％的c4烯烃、25％的c5烯烃，10％的c6烯烃，5％的c7烯烃，5％的c8烯烃，5％的c4烷烃，其总流量为1000kg/h。

将i所产生的物流5(其流量为973kg/h，丙烯含量为93.5％)100％的送入送入ii，将ii所产生的物流8(其流量为629kg/h，其中c4烯烃含量为96.2％)100％返回i。

将i所产生的物流4和物流11、ii所产生的物流7全部送入iv，产生含有乙烯的物流10。

所得到的产物中含有目标产品的物流为2、6、10，其中2含有305kg/的乙烯，6中含有302kg/h乙烯，10中含有111kg/h乙烯。总体乙烯收率为71.8％。

【实施例2】

采用图2所示的流程：

物流1中含有50％的c4烯烃、25％的c5烯烃，10％的c6烯烃，5％的c7烯烃，5％的c8烯烃，5％的c4烷烃，其总流量为1000kg/h。

将i所产生的物流5(其流量为973kg/h，丙烯含量为93.5％)100％的送入送入ii，将ii所产生的物流8(其流量为629kg/h，其中c4烯烃含量为96.2％)100％返回i。

将i所产生的物流4全部送入iv；将i所产生的物流11、ii所产生的物流7经过iii后全部送入iv，产生含有乙烯的物流10。

所得到的产物中含有目标产品的物流为2、6、10，其中2含有305kg/的乙烯，6中含有302kg/h乙烯，10中含有126kg/h乙烯。总体乙烯收率为73.3％。

【实施例3】

采用图1所示的流程：

物流1中含有50％的c4烯烃、25％的c5烯烃，10％的c6烯烃，5％的c7烯烃，5％的c8烯烃，5％的c4烷烃，其总流量为1000kg/h。

将i所产生的物流5(其流量为831kg/h，丙烯含量为93.5％)90％的送入送入ii，将ii所产生的物流8(其流量为544kg/h，其中c4烯烃含量为96.1％)100％返回i。

将i所产生的物流4和物流11、ii所产生的物流7全部送入iv，产生含有乙烯的物流10。

所得到的产物中含有目标产品的物流为2、6、10，其中2含有286kg/的乙烯，6中含有258kg/h乙烯，10中含有99kg/h乙烯。总体乙烯收率为64.3％。

【实施例4】

采用图2所示的流程：

物流1中含有50％的c4烯烃、25％的c5烯烃，10％的c6烯烃，5％的c7烯烃，5％的c8烯烃，5％的c4烷烃，其总流量为1000kg/h。

将i所产生的物流5(其流量为831kg/h，丙烯含量为93.5％)90％的送入送入ii，将ii所产生的物流8(其流量为544kg/h，其中c4烯烃含量为96.1％)100％返回i。

将i所产生的物流4全部送入iv；将i所产生的物流11、ii所产生的物流7经过iii后全部送入iv，产生含有乙烯的物流10。

所得到的产物中含有目标产品的物流为2、6、10，其中2含有286kg/的乙烯，6中含有258kg/h乙烯，10中含有115kg/h乙烯。总体乙烯收率为65.9％。

【实施例5】

采用图1所示的流程：

物流1中含有50％的c4烯烃、25％的c5烯烃，10％的c6烯烃，5％的c7烯烃，5％的c8烯烃，5％的c4烷烃，其总流量为1000kg/h。

将i所产生的物流5(其流量为576kg/h，丙烯含量为93.5％)70％的送入送入ii，将ii所产生的物流8(其流量为385kg/h，其中c4烯烃含量为96.2％)100％返回i。

将i所产生的物流4和物流11、ii所产生的物流7全部送入iv，产生含有乙烯的物流10。

所得到的产物中含有目标产品的物流为2、6、10，其中2含有258kg/的乙烯，6中含有183kg/h乙烯，10中含有81kg/h乙烯。总体乙烯收率为52.2％。

【实施例6】

采用图2所示的流程：

物流1中含有50％的c4烯烃、25％的c5烯烃，10％的c6烯烃，5％的c7烯烃，5％的c8烯烃，5％的c4烷烃，其总流量为1000kg/h。

将i所产生的物流5(其流量为576kg/h，丙烯含量为935％)70％的送入送入ii，将ii所产生的物流8(其流量为385kg/h，其中c4烯烃含量为96.2％)100％返回i。

将i所产生的物流4全部送入iv；将i所产生的物流11、ii所产生的物流7经过iii后全部送入iv，产生含有乙烯的物流10。

所得到的产物中含有目标产品的物流为2、6、10，其中2含有258kg/的乙烯，6中含有183kg/h乙烯，10中含有95kg/h乙烯。总体乙烯收率为53.6％。

【实施例7】

采用图1所示的流程：