制备乙烯的装置的制作方法

本实用新型涉及一种制备乙烯的装置，具体涉及一种利用催化和热裂解装置制备乙烯的装置。

背景技术：

三烯工艺(The Triolefin Process)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：

本实用新型的目的在于解决当前乙烯装置乙烯收率低的问题，提供了一种新型制备乙烯的装置，该装置用于制备乙烯时，具有乙烯收率高、经济性好等优点。

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。同时该技术对原料为C5+烯烃时适应性不佳，收率不如C4烯烃。

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。

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。

本实用新型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，提供了一种新的制备乙烯的技术方案，相比传统技术方案，本技术方案乙烯收率可以达到60％以上，尤其适合提升以石脑油为原料的蒸汽裂解装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：一种制备乙烯的装置，包括烯烃裂解反应单元A、烯烃裂解预分离单元B、烯烃歧化反应单元C、烯烃歧化预分离单元D和蒸汽裂解炉F，所述烃裂解反应单元A用于催化裂解混合烃类；烯烃裂解预分离单元B用于分离烯烃裂解所产生的C₃组分、乙烷、C₄～C₆组分以及其他组分；烯烃歧化反应单元C用于将丙烯歧化成乙烯和丁烯；烯烃歧化预分离单元D用于分离未反应的C₃组分及烯烃歧化所产生的乙烯和C₄+组分；蒸汽裂解炉F用于热裂解烃类，其特征在于：将烯烃裂解反应单元A的出口连接到烯烃裂解预分离单元B，将烯烃裂解预分离单元B的C₃出口连接到烯烃歧化反应单元C，将烯烃歧化反应单元C的出口连接到烯烃歧化预分离单元D，将D的C₄+抽出口连接至烯烃裂解反应单元A入口，将烯烃歧化预分离单元D中未反应C₃组分抽出口、烯烃裂解预分离单元B的C₄～C₆抽出口、烯烃裂解预分离单元B的乙烷抽出口中的至少一个出口与蒸汽裂解炉F入口相连。

上述技术方案中，优选的，烯烃裂解预分离单元B至少包含一个脱丙烷塔。

上述技术方案中，优选的，烯烃裂解预分离单元B至少包含一个脱乙烷塔。

上述技术方案中，优选的，烯烃裂解预分离单元B至少包含一个脱乙烯塔。

上述技术方案中，优选的，烯烃歧化预分离单元D至少包含一个乙烯精馏塔。

上述技术方案中，优选的，烯烃歧化预分离单元D至少包含一个脱C₃塔。

上述技术方案中，优选的，脱丙烷塔塔顶出口和脱乙烷塔进口相连。

上述技术方案中，优选的，脱乙烷塔塔顶出口和脱乙烯塔进口相连。

上述技术方案中，优选的，脱乙烯塔塔釜出口和蒸汽裂解炉F进口相连。

上述技术方案中，优选的，乙烯精馏塔塔釜出口和脱C₃塔进口相连。

上述技术方案中，优选的，脱C₃塔塔顶出口和蒸汽裂解炉F进口相连。

采用本实用新型的装置，通过烯烃裂解单元、烯烃歧化单元和裂解炉的组合可以实现高的乙烯收率，取得良好的技术效果。

下面通过实施例对本实用新型作进一步阐述。

附图说明

图1为本实用新型的一种优选方案的工艺流程示意图。

A为烯烃裂解反应单元；

B为烯烃裂解预分离单元；

C为烯烃歧化反应单元；

D为烯烃歧化预分离单元；

F为蒸汽裂解炉；

1为烯烃裂解单元原料(含烯烃物流)的输送管道；

2为烯烃裂解预分离单元所分离的含乙烯物流的输送管道；

3为烯烃裂解预分离单元所分离的其他产物的输送管道；

4为烯烃裂解预分离单元所分离的含C₃物流的输送管道；

5为烯烃裂解反应单元出口物流的输送管道；

6为烯烃歧化反应单元出口物流的输送管道；

7为烯烃歧化预分离单元所分离的乙烯物流的输送管道；

8为烯烃歧化预分离单元所分离的C₃物流的输送管道；

9为烯烃歧化预分离单元所分离的C₄+物流的输送管道；

10为烯烃裂解预分离单元所分离的乙烷的输送管道；

12为蒸汽裂解后所得含乙烯物流的输送管道；

13为烯烃裂解预分离单元所分离的C₄～C₆物流的输送管道；

将烃类物流1和循环物流9送入A中，发生烯烃裂解反应，产生轻烃、乙烯、乙烷、丙烯、C₄～C₆和重质烃类的物流5，将5送入B中，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4和乙烷10、含C₄～C₆物流13，将物流4送入C中，发生丙烯歧化生成含有乙烯和丁烯的物流6，将6送入D分离后得到乙烯产品物流7、未反应的丙烯物流8和C₄+物流9，将物流9循环回A，将8、10、13送入F，得到含乙烯物流12。

图2为本实用新型的一种优选方案的细部工艺流程示意图。

B为烯烃裂解预分离单元；

C为烯烃歧化反应单元；

F为蒸汽裂解炉；

a为脱丙烷塔；

b为脱乙烷塔；

c为脱乙烯塔；

2为烯烃裂解预分离单元所分离的含乙烯物流的输送管道；

4为烯烃裂解预分离单元所分离的含C₃物流的输送管道；

5为烯烃裂解反应单元出口物流的输送管道；

10为烯烃裂解预分离单元所分离的乙烷的输送管道；

将烯烃裂解反应单元出口经输送管道5送入B中，B中包含a、b、c，其中a顶部物流进入b中，b顶部物流进入c，b底部物流进入C中，c底部物流进入F中。

图3为本实用新型的一种优选方案的细部工艺流程示意图。

D为烯烃歧化预分离单元；

F为蒸汽裂解炉；

d为乙烯精馏塔；

e为脱C₃塔；

6为烯烃歧化反应单元出口物流的输送管道；

7为烯烃歧化预分离单元所分离的乙烯物流的输送管道；

8为烯烃歧化预分离单元所分离的C₃物流的输送管道；

将烯烃歧化反应单元出口物流经输送管道6和送入D中，D中包含d、e，其中e顶部物流进入F中，d顶部出口和7相连。

图4为传统技术方案的工艺流程示意图。

E为加氢单元；

F为蒸汽裂解炉

1含烯烃的烃类物流的输送管道；

12为蒸汽裂解后所得含乙烯物流的输送管道。

将烃类物流1经过加氢单元III后送入蒸汽裂解炉IV，蒸汽裂解炉得到含乙烯物流12。

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、20％的C5烯烃，15％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。

将物流1送入A产生物流5，将物流5由B分离出物流2、3、4、10、13，将物流4(其流量为970kg/h，丙烯含量为93.4％)全部送入送入C得到物流6，将物流6送入D中分离得到物流7、8、9，将物流9(其流量为628kg/h，其中C4烯烃含量为96％)全部返回A。

将物流8、10、13全部送入F，产生含有乙烯的物流12。

所得到的产物中含有目标产品的物流为2、7、12，其中2含有302kg/的乙烯，7中含有301kg/h乙烯，12中含有104kg/h乙烯。总体乙烯收率为70.7％。

【实施例2】

采用图1所示的流程：

物流1中含有60％的C4烯烃、25％的C5烯烃，10％的C6烯烃、3％的C4烷烃、2％的C5烷烃，其总流量为1000kg/h。

将物流1送入A产生物流5，将物流5由B分离出物流2、3、4、10、13，将物流4(其流量为970kg/h，丙烯含量为93.4％)全部送入C得到物流6，将物流6送入D中分离得到物流7、8、9，将物流9(其流量为628kg/h，其中C4烯烃含量为96％)全部返回A。

将物流8、10、13全部送入F，产生含有乙烯的物流12。

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308kg/的乙烯，6中含有306kg/h乙烯，10中含有110kg/h乙烯。总体乙烯收率为72.4％。

【对比例1】

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，5％的C6烯烃、15％的C4烷烃、5％的C5烷烃，其总流量为1000kg/h。

将物流1经过E后全部送入F，产生含有乙烯的物流12。

所得到的产物中含有目标产品的物流为12，其中含有675kg/h乙烯。总体乙烯收率为45.0％。