生产乙烯和丙烯的装置的制作方法

本实用新型涉及一种生产乙烯和丙烯的装置，具体涉及一种利用催化的装置生产乙烯和丙烯的装置。

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。

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。

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。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是现有技术中存在的E/P比可调节幅度小、对乙烯和丙烯价格波动的适应性不强、乙烯收率低；特别是现有MTO技术、MTO+OCC技术中E/P 比可调节幅度小、乙烯收率低的问题，提供了一种新的生产乙烯和丙烯的装置，该装置具有E/P比可调节幅度大、对乙烯和丙烯价格波动的适应性强、乙烯收率高、特别适用于乙烯和丙烯差价在+500元/吨时等优点。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：一种生产乙烯和丙烯的装置，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，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，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C₄+抽出口连接至烯烃裂解反应单元A入口。

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，烯烃裂解预分离单元B中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，烯烃歧化预分离单元D重的乙烯精馏塔塔釜出口和脱C₃塔进口相连。

在本技术领域中，有逆歧化的相关工业报道，并没有正歧化的工业报道。一般技术人员更不会想到采用正歧化反应单位和其他工艺的组合来实现良好的技术效果。

采用本实用新型的装置，通过烯烃裂解单元和烯烃歧化单元的组合，可实现E/P比在 0.25～15调节内调节，而常规装置其E/P基本不可调节(如采用逆向歧化反应，其E/P比为负，即消耗乙烯；如采用烯烃催化裂解工艺，其平均E/P比大约在0.3左右)。有着以上的特性，本实用新型有着对乙烯和丙烯价格波动的适应性强、乙烯收率高等优点。

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；

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C₃物流的输送管道；

5为烯烃裂解预分离单元所分离的含丙烯物流(外送部分)的输送管道；

6为烯烃裂解预分离单元所分离的含丙烯物流(送入烯烃歧化部分)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丙烯物流的输送管道；

9为烯烃歧化预分离单元所分离的C4+物流的输送管道；

10为烯烃裂解反应单元出口物流的输送管道；

11为烯烃歧化反应单元出口物流的输送管道；

将烃类物流1和循环物流9送入A单元中，发生烯烃裂解反应，产生轻烃、乙烯、丙烯和重质烃类，将其通过B分离成含乙烯的物流2、含重质烃类的物流3和富含丙烯成分的物流4，物流4全部或者部分的送入C单元，当物流4部分送入II单元时，物流5作为富含丙烯的外排物流。富含丙烯的物流6送入II单元后发生丙烯歧化成乙烯和丁烯的反应，将其通过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II单元产生的C4+物流9循环回A中。

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；

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C₃物流的输送管道；

10为烯烃裂解反应单元出口物流的输送管道；

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；

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；

11为烯烃歧化反应单元出口物流的输送管道；

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。

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，10％的C7烯烃，5％的C8烯烃，其总流量为1000kg/h。将I所产生的物流4(其流量为1021kg/h，丙烯含量为86％)送入II，物流6所占物流4的质量分数为100％；将II所产生的物流9(其流量为553kg/h，其中C4烯烃含量为96％)返回I。

所得到的产物中含有目标产品的物流为2、7、8，其中2中含有291kg/h乙烯，7中含有277kg/h乙烯，8中含有43kg/h的丙烯。总体乙烯+丙烯收率为62.0％，乙烯/丙烯比为 13.2。具体数据见表1。

【实施例2】

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，10％的C7烯烃，5％的C8烯烃，其流量为1000kg/h。将I所产生的物流4(其流量为 968kg/h，丙烯含量为85.6％)部分送入II，物流6所占物流4的质量分数为90％；将II 所产生的物流9(其流量为472kg/h，其中C4烯烃含量为96％)返回I。

所得到的产物中含有目标产品的物流为2、5、7、8其中2中含有276kg/h乙烯，5中含有83kg/h的丙烯，7中含有236kg/h乙烯，8中含有38kg/h的丙烯。总体乙烯+丙烯收率为63.3％，乙烯/丙烯比为4.2。具体数据见表1。

【实施例3】

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，10％的C7烯烃，5％的C8烯烃，其流量为1000kg/h。将I所产生的物流4(其流量为 876kg/h，丙烯含量为85.4％)部分送入II，物流6所占物流4的质量分数为70％；将II 所产生的物流9(其流量为332kg/h，其中C4烯烃含量为95％)返回I。

所得到的产物中含有目标产品的物流为2、5、7、8其中2中含有250kg/h乙烯，5中含有225kg/h的丙烯，7中含有166kg/h乙烯，8中含有26kg/h的丙烯。总体乙烯+丙烯收率为66.7％，乙烯/丙烯比为2.5。具体数据见表1。

【实施例4】

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，10％的C7烯烃，5％的C8烯烃，其流量为1000kg/h。将I所产生的物流4(其流量为 800kg/h，丙烯含量为86.2％)部分送入II，物流6所占物流4的质量分数为50％；将II 所产生的物流9(其流量为217kg/h，其中C4烯烃含量为95％)返回I。

所得到的产物中含有目标产品的物流为2、5、7、8其中2中含有228kg/h乙烯，5中含有342kg/h的丙烯，7中含有108kg/h乙烯，8中含有17kg/h的丙烯。总体乙烯+丙烯收率为69.8％，乙烯/丙烯比为0.88。具体数据见表1。

【实施例5】

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，10％的C7烯烃，5％的C8烯烃，其流量为1000kg/h。将I所产生的物流4(其流量为 736kg/h，丙烯含量为85.8％)部分送入II，物流6所占物流4的质量分数为30％；将II 所产生的物流9(其流量为119kg/h，其中C4烯烃含量为96％)返回I。

所得到的产物中含有目标产品的物流为2、5、7、8其中2中含有210kg/h乙烯，5中含有441kg/h的丙烯，7中含有60kg/h乙烯，8中含有9kg/h的丙烯。总体乙烯+丙烯收率为72.0％，乙烯/丙烯比为0.6。具体数据见表1。

【实施例6】

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，10％的C7烯烃，5％的C8烯烃，其流量为1000kg/h。将I所产生的物流4(其流量为 682kg/h，丙烯含量为85.6％)部分送入II，物流6所占物流4的质量分数为10％；将II 所产生的物流9(其流量为37kg/h，其中C4烯烃含量为96％)返回I。

所得到的产物中含有目标产品的物流为2、5、7、8其中2中含有194kg/h乙烯，5中含有525kg/h的丙烯，7中含有19kg/h乙烯，8中含有3kg/h的丙烯。总体乙烯+丙烯收率为74.1％，乙烯/丙烯比为0.4。具体数据见表1。

【实施例7】

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，10％的C7烯烃，5％的C8烯烃，其流量为1000kg/h。将I所产生的物流4(其流量为658kg/h，丙烯含量为85.5％)部分送入II，物流6所占物流4的质量分数为0.1％；将II 所产生的物流9(其流量为0.4kg/h，其中C4烯烃含量为96％)返回I。

所得到的产物中含有目标产品的物流为2、5、7、8其中2中含有188kg/h乙烯，5中含有562kg/h的丙烯，7中含有0.18kg/h乙烯，8中含有0.01kg/h的丙烯。总体乙烯+丙烯收率为75.0％，乙烯/丙烯比为0.33。具体数据见表1。

表1

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