用于生产烯烃的方法和系统的制作方法_4

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不同的。作为另一优势,所有的其他反应器周期操作和设备都是共用的,包括:蒸汽吹扫周期、再热/再生周期、排空/还原周期。
[0079]此外,反应器流出物被合并并且在共用的压缩、轻质组分回收和蒸馏系统中处理。未反应丙烷和异丁烷再循环至各自的丙烯和异丁烯反应器中。
[0080]对于单独的专用反应器,可优化反应器条件(催化剂、催化剂装载、空间速度、烃进料温度、空气/烃配给量、空气温度等)。这导致规模经济和在单独的C3脱氢和iC4脱氢装置情况下消除了所有重复设备项目。用一个装置替代了两个装置。设备元件数因用一个装置代替两个装置而大大减少。只用一个产物压缩系统。
[0081]根据本发明实施方式的脱氢方法包括在低压和高温下操作的固定床反应器。选取操作条件以使转化率、选择性和能量消耗之间的复杂关系在400-750°C和0.01-lkg/cm2绝对压力例如575-650°C和0.l-0.5kg/cm2绝对压力的温度和压力范围内得到优化。
[0082]主反应的同时伴随发生副反应,导致一些轻质烃气体和重质烃的形成以及在催化剂上沉积焦。相比于在同一反应区联合处理合并的丙烷、异丁烷和正丁烷的情况下所达到的选择性,在专用的反应区使丙烷脱氢的情况下将丙烷转化为丙烯的整体选择性更高,在专用的反应区使异丁烷脱氢的情况下将异丁烷转化为异丁烯的整体选择性更高,以及在专用的反应区使正丁烷/正丁烯脱氢的情况下正丁烷转化为正丁烯/ 丁二烯的整体选择性更高。在一些实施方式中,丙烷转化为丙烯的整体选择性可以是高于SSmole%,异丁烷转化为异丁烯的整体选择性可以是高于90mole%,以及正丁烷转化为正丁烯/丁二烯的整体选择性可以是高于60mole%。
[0083]随着脱氢反应的进行,通过反应从催化剂床吸收热量使催化剂床的温度逐渐减低。该温度的降低与沉积在催化剂上的焦一起降低了催化剂床生产目标产物的能力。为了去除焦并使催化剂恢复必要的热量,需要用热空气对催化剂周期性再热。
[0084]C3脱氢反应器流出物路经高压蒸汽发生器、进料和流出物交换器以及调温冷却器到达压缩机。iC4脱氢反应器流出物也路经高压蒸汽发生器、进料和流出物交换器以及调温冷却器到达压缩机。使压缩机排出物在最终后冷却器中部分的浓缩。气体和液体在闪蒸罐中分离并将气体输送至低温回收单元以回收C3组分和C4组分。将这些烃与来自所述闪蒸罐的液体合并并输送至脱乙烷塔。
[0085]该方法是在固定床反应器的系统中进行,所述固定床反应器在循环基础上以限定顺序运行以使主要的反应物料流连续不间断的流动。在一完全周期中,使烃气体脱氢,然后对反应器用蒸汽吹洗并鼓吹空气使催化剂再热并燃烧掉少量在反应周期中沉积的焦。这些步骤之后是排空和还原以及开始另一周期。
[0086]周期计时仪器依次排列好液压操作阀的启动以控制操作。该系统可适当的相互连锁以保证阀门依次安全操作并防止空气和氢气混合。
[0087]在反应区,路经催化剂床的同时,丙烷转化为丙烯,异丁烷转化为异丁烯,以及正丁烷存在的情况下转化为正丁烯和丁二烯。单独的多个专用C3脱氢反应器用于丙烷转化为丙烯以及单独的多个C4脱氢反应器用于异丁烷转化为异丁烯。
[0088]正丁烷向正丁烯/丁二烯的转化可以在单独的多个脱氢反应器中进行或与异丁烯向异丁烯的转化合并在C4脱氢反应器中进行。可选地,在脱氢反应器中将正丁烷转化为正丁烯/丁二烯的情况下,丙烷向丙烯的转化可在脱氢反应器中与异丁烯向异丁烯的转化合并。
[0089]在C3脱氢反应器中,新鲜丙烷进料与来自C3分离塔塔底的再循环进料合并。所生成的物流经与各种工艺物流热交换而汽化。汽化的总丙烷进料然后经与反应器流出物在丙烯反应器进料-流出物交换器中热交换而被加热。该交换器的上游,将少量的二甲基二硫醚加入至进料以在反应器的选择性氧化和还原气氛中使金属钝化。
[0090]然后总C3进料在煤气焰进料加热器中上升至反应温度并被输送至丙烯脱氢反应器。通过在周期的再热部分过程中注入燃料气可使烃的非选择性裂化最小化从而保持加热器出口温度尽可能低。来自丙烯脱氢反应器的热流出物经在丙烯反应器流出物蒸汽发生器中产生蒸汽并与反应器进料热交换而被冷却并流向设备的压缩区。
[0091]类似的,在iC4脱氢反应器中,新鲜异丁烷和再循环异丁烷(其可能来自下游MTBE合成装置,如上所述)通过与各种工艺物流热交换而被预热并在火焰加热器中加热至反应温度。异丁烷火焰加热箱可与丙烷火焰加热箱共用。将加热器流出物填充至运转中的异丁烷脱氢反应器。也可使少量的正丁烷与异丁烷在所述C4脱氢反应器中一起被处理。来自所述异丁烯脱氢反应器的热流出物经在异丁烷脱氢反应器流出物蒸汽发生器中产生蒸汽并与反应器进料热交换而被冷却并流向设备的压缩区。
[0092]当用到时,在n_C4脱氢反应器中,比如在生产重要的丁二烯情况下,可以使用多个单独并专用的脱氢反应器。新鲜正丁烷进料与再循环丁烷和来自下游丁二烯提取装置的丁烯合并。然后总进料经与循环急冷油流热交换而汽化。该交换器的上游,可将少量硫化剂加入至进料以在反应器的选择性氧化和还原气氛中使金属钝化。然后在煤气焰进料加热器中将总进料加热至反应温度并输送至反应器,所述煤气焰进料加热器可与丙烷和iC4火焰加热箱共用。
[0093]来自反应器的热流出物流向预急冷塔和主急冷塔,在其中气体与循环急冷油流直接接触而被冷却。反应器流出物中的聚合物被急冷油吸收。为保持急冷油的特性,可提取滑溜并填入急冷油汽化器。注入蒸汽并使物流部分汽化。使气体部分返回至系统并摈弃重质液体。间歇的加入增补急冷油以维持系统存量。主急冷塔塔顶馏分被冷却并流向设备的压缩区。
[0094]脱氢反应周期之后,在反应器系统仍处于真空时,反应器可用蒸汽彻底吹扫,从而从催化剂和反应器中汽提剩余烃进入回收系统。催化剂的再热可在稍高于大气压力下进行。典型地,通过燃气轮机或空气压缩机提供再热空气并使其在通过反应器之前在直燃风道燃烧器中加热至要求的温度。所述再热空气足以使催化剂床的温度曲线恢复至初始运转状况并使催化剂活性恢复,此外使焦燃烧脱离催化剂。离开所述反应器的所述再热空气可用以在余热锅炉中产生蒸汽。
[0095]当完成反应器的再热时,反应器在下一次的运转脱氢周期之前被再次排空。引入烃进料之前,可短时间的向所述反应器引入富氢废气以从催化剂床去除吸收的氧气。该还原步骤降低了燃烧引起的进料损失并恢复催化剂上的催化性金属如铬的活性态。离开所述反应器的所述再热空气流流向余热锅炉用于产生高压蒸汽并使高压蒸汽过热。
[0096]如果存在来自C3脱氢反应器、iC4脱氢反应器以及n_C4脱氢反应器的已冷却反应器流出物气体,令其在单一的或多个产物压缩机中被合并并压缩至适合回收区操作的水平。对于每个压缩级,可选择压缩率以优化压缩机性能并将气体温度保持在足够低以使聚合物形成最小化。单独的压缩级(增压压缩机)可用于任意含丁二烯的反应器流出物气体以使n-C4脱氢反应器在比其他脱氢反应器低得多的压力(更高的真空度)下操作。
[0097]任何在每个压缩级之后冷凝的水可在级间缓冲器中分离。此外,亚硝酸钠溶液作为除氧剂可在终级真空圆鼓中循环以帮助在下游气体设备区防止聚合物的形成。
[0098]使压缩机排出气体冷却并且得到的气体-液体在闪蒸罐中分离。将未冷凝的反应器流出物气体输送至低温回收装置(LTRU)并将反应器流出物冷凝液输送至回收区中的脱乙烷塔。
[0099]在回收区去除已压缩的反应器流出物中的惰性气体、氢气和轻质烃。丙烷、丙烯、丁烷、丁烯和重质组分被输送至产物提纯区。干燥来自闪蒸罐的气体并将其输送至低压回收系统,通过急冷和冷凝回收C3组分和C4组分。这些烃与来自闪蒸罐的液体合并并送至脱乙烷塔。
[0100]如果需要,可将来自低压回收区的富氢气体输送至变压吸附(PSA)装置以回收氢气。将剩余气体输送至反应器区的还原气平衡筒和设备燃气总管。
[0101]脱乙烷塔用来将乙烷和轻质烃与丙烷、丙烯、丁烷、丁烯和重质物料分离。来自塔顶的未冷凝气体被输送至燃气总管。脱乙烷塔塔底液体流向产物提纯区。
[0102]所述产物提纯区被设计为从丙烷和重质物料回收高纯丙烯产品。其还可设计为回收浓缩的异丁烯/异丁烯物流以供给至MTBE装置以及产生浓缩的丁二烯流以供给至丁二烯提取装置。
[0103]来自回收区的脱乙烷塔塔底馏分被填入脱丙烷塔。所述脱丙烷塔将丙烷和丙烯从丁烷、丁烯和重质物料中去除。塔顶馏分被输送至C3分离塔以及塔底馏分作为产物回收并输送至MTBE合成装置,或者,在成产丁二烯时,先输送至预分馏塔和丁二烯提取装置。
[0104]C3分离塔可产生高于99.5wt%的丙烯作为塔顶产品。开路“热栗”系统可用以提供再沸器的热量。塔顶产物被栗送经过脱硫装置之后作为高纯丙烯产品输送至产品储存器,聚丙烯装置,或其他下游处理。来自C3分离塔的塔底馏分可被返回至C3脱氢反应器作为再循环丙烷进料。
[0105]脱丙烷塔的塔底馏分可被输送至预分馏塔,在其中丁二烯在塔顶被浓缩并输送至溶剂提取装置以回收高纯I,3_丁二烯。预分馏塔塔底馏分被供给至去油器以将C5+重质组分从塔底馏分中去除,并将塔顶馏分的丁烷和正丁烯再循环至脱氢反应器。来自丁二烯提取装置的提余液I被输送至MTBE装置,在其中异丁烯通过反应去除,并且异丁烷被再循环至iC4脱氢反应器。来自去油器底部馏分的重质组分被冷却并作为增补燃料在反应器进料加热器中燃烧。
[0106]可在选择性烯烃提取(SOE)装置中分离来自去油器顶部的再循环正丁烷和丁烯以及来自MTBE装置的提余液以回收浓缩的正丁烯流并供给至氧化脱氢装置、复分解装置或聚丁烯装置。然后将已分离的正丁烷流再循环至n-C4脱氢反应器。
[0107]本发明实施方式可用于生产以任意产品容量组合的任意相对量的丙烯、异丁烯和丁二烯。本发明的方法可用于生产任意产率组合的丙烯和异丁烯,丙烯和丁二烯,异丁烯和正丁二烯,丙烯、异丁烯和丁二烯。在生产丁二烯时,正丁烯可作为联产品被提取。所述设备可被设计为单循环操作。在多种实施方式中,可在同一专用的脱氢反应器中将异丁烷和正丁烷一同处理;可选地,可在同一专用的脱氢反应器中将异丁烷和丙烷一同处理。
[0108]可以根据产品容量使用多个脱氢反应器。LTRU和蒸馏系统可基于产品构成和容量被定制。
[0109]对于处于每一周期中的每个脱氢反应器,反应器条件可以不同。空气流和温度在再热/再生步骤中对于每个脱氢反应器可以改变以维持整体反应器热平衡。对于丙烯的生产,所述蒸馏系统可包括脱乙烷塔、脱丙烷塔和C3分离塔。对于丁二烯的分离,所述蒸馏系统还可包括预分馏塔。可增加PSA装置以从LTRU废气中回收高纯氢气产品。可增加C2分离塔以回收尚纯乙稀广品。
[0110]虽然本发明包括了有限量的实施方式,但是得益于本发明,本领域技术人员,将领会可以设计出其他不背离本发明范围的实施方式。因此,本发明的范围只能由所附权利要求书所限定。
【主权项】
1.一种用于生产烯烃的方法,包括: 使第一正烷烃在第一脱氢反应区脱氢以产生包括第一正烯烃和第一二烯烃的至少一种的第一流出物; 使第一异构烷烃和第二正烷烃的至少一种在第二脱氢反应区脱氢以产生包括第一异构烯烃、第二正烯烃和第二二烯烃的至少一种的第二流出物; 压缩所述第一流出物; 压缩所述第二流出物; 将所述第一流出物和所述第二流
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