一種提高烯烴總轉(zhuǎn)化率的烯烴催化裂解系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種提高烯烴總轉(zhuǎn)化率的烯烴催化裂解系統(tǒng)及方法。所述系統(tǒng)包括：進(jìn)料氣化單元，反應(yīng)單元，壓縮單元和分離單元，所述進(jìn)料氣化單元包括：進(jìn)料緩沖罐和原料蒸發(fā)器；所述反應(yīng)單元包括：進(jìn)出料換熱器、進(jìn)料加熱器和反應(yīng)器；所述壓縮單元包括壓縮機(jī)；所述分離單元包括：脫丙烷塔和脫丁烷塔，所述脫丁烷塔中上部側(cè)壁設(shè)置出口管線，所述出口管線與原料蒸發(fā)器進(jìn)口或出口管線合并后連接進(jìn)出料換熱器。方法包括：脫丁烷塔的中上部側(cè)線采出的包含碳四碳五的餾出物作為系統(tǒng)的循環(huán)物料。本發(fā)明的系統(tǒng)及方法可以提高原料中碳四、碳五烯烴的利用率，而不需新增設(shè)備。
【專利說明】一種提高烯烴總轉(zhuǎn)化率的烯烴催化裂解系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及烯烴催化裂解制丙烯、乙烯產(chǎn)品氣分離【技術(shù)領(lǐng)域】，更進(jìn)一步說，涉及一種提高烯烴總轉(zhuǎn)化率的烯烴催化裂解系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]烯烴催化裂解技術(shù)是利用乙烯裝置、MTO裝置或FCC裝置副產(chǎn)的混合碳四、碳五作為原料，在分子篩催化劑存在下，催化裂解原料中所含的烯烴，獲得輕分子烯烴丙烯和乙烯的一種方法。
[0003]該技術(shù)典型流程如圖1所示。新鮮混合碳四、碳五(F-1)在原料蒸發(fā)器2被加熱汽化后，與來自脫丁烷塔塔頂?shù)臍庀囵s出物F-8 (作為循環(huán)C4進(jìn)料)混合后送至反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)出料換熱器3入口。該股物料與反應(yīng)器出口產(chǎn)物換熱后再通過進(jìn)料加熱器4加熱到反應(yīng)所需溫度，進(jìn)入反應(yīng)器5進(jìn)行催化裂解反應(yīng)。反應(yīng)器出口產(chǎn)物和反應(yīng)進(jìn)料換熱后，進(jìn)一步與壓縮系統(tǒng)液相換熱(換熱器6)，最后利用冷卻水冷卻至壓縮機(jī)入口所需的溫度(冷卻器7)，進(jìn)入壓縮單元8。通過壓縮，反應(yīng)產(chǎn)物增壓至1.0-3.0MPaG左右，壓縮機(jī)出口氣相F-2直接送至分離單元，壓縮機(jī)段間凝液F-3經(jīng)泵送至分離單元。分離單元通常包括脫丙烷塔9和脫丁烷塔10。壓縮機(jī)段間凝液經(jīng)換熱后送至脫丙烷塔，同時(shí)壓縮機(jī)出口氣相也進(jìn)至脫丙烷塔。脫丙烷塔塔頂餾出物為氣相粗丙烯F-4，作為本裝置的主產(chǎn)物送至乙烯或MTO裝置，依托乙烯或MTO裝置的深冷分離單元精制獲得聚合級乙烯和聚合級丙烯產(chǎn)品；塔釜碳四及以上餾分F-5進(jìn)入脫丁烷塔 。脫丁烷塔釜液F-7為碳五及以上餾分，作為本裝置的副產(chǎn)品混合碳五送至界外；塔頂氣相餾出物F-8作為循環(huán)碳四返回反應(yīng)單元繼續(xù)利用其中未轉(zhuǎn)化的碳四烯烴，塔頂液相餾出物F-6作為本裝置副產(chǎn)品粗丁烷送至界外。
[0004]這種典型流程對原料中烯烴的利用率較低，原因有兩點(diǎn):1、此流程以脫丁烷塔塔頂氣相作為循環(huán)物料，沒有采取措施，利用C4烯烴的沸點(diǎn)比C4烷烴相對較高的特點(diǎn)，提濃碳四烯烴，即循環(huán)物料中的烯烴濃度低，甚至低于副產(chǎn)品粗丁烷中烯烴的濃度，因此未轉(zhuǎn)化利用的烯烴較多。2、為保證副產(chǎn)品粗丁烷質(zhì)量(即滿足其中碳五含量指標(biāo))，僅將脫丁烷塔頂氣相碳四作為循環(huán)物料，造成碳五烯烴不能循環(huán)，進(jìn)一步降低了原料中烯烴尤其是碳五烯烴的利用率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供了一種提高烯烴總轉(zhuǎn)化率的烯烴催化裂解系統(tǒng)及方法。采取在脫丁烷塔側(cè)線采出碳四、碳五作為循環(huán)物料的方法，提高原料中碳四、碳五烯烴的利用率，本發(fā)明不需額外增加脫丁烷塔塔板數(shù)，不改變脫丁烷塔的操作條件(如塔頂操作壓力)。
[0006]本發(fā)明的目的之一是提供一種提高烯烴總轉(zhuǎn)化率的烯烴催化裂解系統(tǒng)。
[0007]包括:進(jìn)料氣化單元，反應(yīng)單元,壓縮單元和分離單元,所述進(jìn)料氣化單元包括:進(jìn)料緩沖罐和原料蒸發(fā)器；所述反應(yīng)單元包括:進(jìn)出料換熱器、進(jìn)料加熱器和反應(yīng)器；所述壓縮單元包括壓縮機(jī)；所述分離單元包括:脫丙烷塔和脫丁烷塔，
[0008]所述脫丁烷塔中上部側(cè)壁設(shè)置出口管線；所述出口管線與原料蒸發(fā)器進(jìn)口或出口管線合并后連接進(jìn)出料換熱器。
[0009]本發(fā)明的目的之二是提供一種提高烯烴總轉(zhuǎn)化率的烯烴催化裂解方法。
[0010]包括:脫丁烷塔的中上部側(cè)線采出的包含碳四碳五的餾出物作為系統(tǒng)的循環(huán)物料。
[0011]本發(fā)明根據(jù)循環(huán)物料相態(tài)的不同，可分為氣相循環(huán)和液相循環(huán)。
[0012]氣相循環(huán)流程如下:新鮮混合碳四、碳五在原料蒸發(fā)器被加熱汽化后，與來自脫丁烷塔側(cè)線的氣相碳四、碳五混合后送至進(jìn)出料換熱器入口。該股物料與反應(yīng)器出口產(chǎn)物換熱后再通過進(jìn)料加熱器加熱到反應(yīng)所需溫度，進(jìn)入反應(yīng)器進(jìn)行催化裂解反應(yīng)。反應(yīng)器出口產(chǎn)物和反應(yīng)進(jìn)料換熱后，進(jìn)一步與壓縮系統(tǒng)液相換熱，最后利用冷卻水冷卻至壓縮機(jī)入口所需的溫度，進(jìn)入壓縮單元。通過壓縮，反應(yīng)產(chǎn)物增壓至1.0-3.0MPaG左右，壓縮機(jī)出口氣相直接送至分離單元，壓縮機(jī)段間凝液經(jīng)泵送至分離單元。分離單元包括脫丙烷塔和脫丁烷塔。壓縮機(jī)段間凝液經(jīng)換熱后送至脫丙烷塔，同時(shí)壓縮機(jī)出口氣相也進(jìn)至脫丙烷塔。脫丙烷塔塔頂餾出物為氣相粗丙烯，作為本裝置的主產(chǎn)物送至乙烯或MTO裝置，依托乙烯或MTO裝置的深冷分離單元精制獲得聚合級乙烯和聚合級丙烯產(chǎn)品；塔釜碳四及以上餾分進(jìn)入脫丁烷塔。脫丁烷塔塔頂液相餾出物作為本裝置副產(chǎn)品粗丁烷送至界外，塔釜液為碳五及以上餾分，作為本裝置的副產(chǎn)品混合碳五送至界外；在塔的中上部側(cè)線采出氣相餾出物作為循環(huán)物料返回反應(yīng)單元繼續(xù)利用其中未轉(zhuǎn)化的碳四碳五烯烴。 [0013]液相循環(huán)流程與氣相循環(huán)流程相比，不同之處在于脫丁烷塔側(cè)線采出液相的碳四、碳五，該循環(huán)物料返回至原料蒸發(fā)器前，與新鮮進(jìn)料混合后，一起進(jìn)原料蒸發(fā)器氣化。本發(fā)明優(yōu)選方法是氣相循環(huán)流程。
[0014]所述方法中的工藝條件，可采用現(xiàn)有技術(shù)中本領(lǐng)域通常的工藝條件，本發(fā)明中可優(yōu)選:
[0015]烯烴催化裂解反應(yīng)產(chǎn)品氣冷卻至36_60°C，壓縮升壓至1.0-3.0MPa后送入脫丙烷塔，
[0016]所述脫丙烷塔的操作壓力為0.9-2.9MPaG，塔頂溫度為15_60°C，塔釜溫度為40-150 0C ；
[0017]所述脫丁烷塔的操作壓力為0.2-1.5MPaG，塔頂溫度為15_95 °C，塔釜溫度為55-200 0C ；
[0018]所述脫丁烷塔有15-90塊塔板，該塔進(jìn)料板位于塔中部；
[0019]所述脫丁烷塔有三股產(chǎn)品采出，即塔頂液相采出副產(chǎn)品粗丁烷，塔釜液相采出混合碳五，及塔中上部側(cè)線采出循環(huán)碳四碳五；
[0020]脫丁烷塔中上部側(cè)壁采出循環(huán)物料，具體可采用:脫丁烷塔塔板自塔頂起由小到大依次編號，在2號塔板至總塔板數(shù)三分之二號塔板之間，某塊塔板上設(shè)置采出結(jié)構(gòu)和管口，將該塔板上物料部分抽出作為循環(huán)物料；
[0021]所述脫丁烷塔是指能夠?qū)崿F(xiàn)將脫丙烷塔釜碳四及以上餾分分離為副產(chǎn)品粗丁烷、混合碳五及循環(huán)物料的整個(gè)塔系，可根據(jù)實(shí)際情況對塔系內(nèi)具體構(gòu)成進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整(如將該塔分為兩段)。所述脫丁烷塔塔頂可根據(jù)需要采出氣相產(chǎn)品，塔釜產(chǎn)品可與其它物料換熱以回收余熱。
[0022]本發(fā)明提高烯烴總轉(zhuǎn)化率的烯烴催化裂解系統(tǒng)及方法具有如下優(yōu)點(diǎn)和效果:
[0023]1.提高烯烴總轉(zhuǎn)化率
[0024]本發(fā)明通過自脫丁烷塔側(cè)線采出循環(huán)物料，可使碳四烯烴在側(cè)線處富集，并且部分碳五烯烴也可被采出，從而提高循環(huán)碳四碳五烯烴流量，經(jīng)催化反應(yīng)后，烯烴總轉(zhuǎn)化率提高，產(chǎn)品粗丁烷中的碳四烯烴和混合碳五中的碳五烯烴流量降低，原料中烯烴利用率提高。
[0025]2.無新增設(shè)備
[0026]本發(fā)明方法與傳統(tǒng)方法相比，無需額外增加新的設(shè)備，只需對脫丁烷塔內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整。
[0027]3.不影響脫丁烷塔分離效果
[0028]本發(fā)明方法，不影響脫丁烷塔分離效果，粗丁烷中碳五及以上重組分含量和混合碳五中碳四及以下輕組分含量均能達(dá)到甚至優(yōu)于傳統(tǒng)方法。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]圖1現(xiàn)有技術(shù)的烯 烴催化裂解系統(tǒng)示意圖
[0030]圖2本發(fā)明的提高烯烴總轉(zhuǎn)化率的烯烴催化裂解系統(tǒng)示意圖
[0031]附圖標(biāo)記說明:
[0032]F-1新鮮碳四碳五原料，I進(jìn)料緩沖罐，2原料蒸發(fā)器，3進(jìn)出料換熱器，4進(jìn)料加熱器，5反應(yīng)器，6換熱器，7冷卻器，8壓縮機(jī)，F(xiàn)-2壓縮機(jī)氣相出料，F(xiàn)-3壓縮機(jī)段間凝液，9脫丙烷塔，F(xiàn)-4粗丙烯產(chǎn)品，F(xiàn)-5脫丙烷塔釜碳四及以上，10脫丁烷塔，F(xiàn)-6粗丁烷產(chǎn)品，F(xiàn)-7混合碳五產(chǎn)品，F(xiàn)-8循環(huán)碳四碳五
【具體實(shí)施方式】
[0033]下面結(jié)合實(shí)施例，進(jìn)一步說明本發(fā)明。
[0034]實(shí)施例:
[0035]如圖2所示，一種提高烯烴總轉(zhuǎn)化率的烯烴催化裂解系統(tǒng)。
[0036]包括:進(jìn)料氣化單元，反應(yīng)單元,壓縮單元和分離單元,所述進(jìn)料氣化單元包括:進(jìn)料緩沖罐I和原料蒸發(fā)器2 ;所述反應(yīng)單元包括:進(jìn)出料換熱器3、進(jìn)料加熱器4和反應(yīng)器5 ;所述壓縮單元包括壓縮機(jī)8 ;所述分離單元包括:脫丙烷塔9和脫丁烷塔10，
[0037]所述脫丁烷塔10中上部側(cè)壁設(shè)置出口管線；所述出口管線與原料蒸發(fā)器2出口管線合并后連接進(jìn)出料換熱器3。
[0038]新鮮混合碳四碳五原料F-1在原料蒸發(fā)器2被加熱汽化后，與來自脫丁烷塔側(cè)線的氣相碳四碳五F-8混合后送至進(jìn)出料換熱器3入口。該股物料與反應(yīng)器出口產(chǎn)物換熱后再通過進(jìn)料加熱器4加熱到反應(yīng)所需溫度，進(jìn)入反應(yīng)器5進(jìn)行催化裂解反應(yīng)。反應(yīng)器出口產(chǎn)物和反應(yīng)進(jìn)料換熱后，進(jìn)一步與換熱器6，最后利用冷卻水冷卻至壓縮機(jī)入口所需的溫度，進(jìn)入壓縮機(jī)8。通過壓縮，反應(yīng)產(chǎn)物增壓至1.5MPaG左右，壓縮機(jī)出口氣相F-2直接送至分離單元，壓縮機(jī)段間凝液F-3經(jīng)泵送至分離單元。分離單元包括脫丙烷塔9和脫丁烷塔10。壓縮機(jī)段間凝液經(jīng)換熱后送至脫丙烷塔，同時(shí)壓縮機(jī)出口氣相也進(jìn)至脫丙烷塔。脫丙烷塔塔頂餾出物為氣相粗丙烯F-4，作為本裝置的主產(chǎn)物送至乙烯或MTO裝置，依托乙烯或MTO裝置的深冷分離單元精制獲得聚合級乙烯和聚合級丙烯產(chǎn)品；塔釜碳四及以上餾分F-5進(jìn)入脫丁烷塔。脫丁烷塔塔頂液相餾出物F-6作為本裝置副產(chǎn)品粗丁烷送至界外，塔釜液為碳五及以上餾分F-7，作為本裝置的副產(chǎn)品混合碳五送至界外；在塔的中上部側(cè)線采出氣相餾出物F-8作為循環(huán)物料返回反應(yīng)單元繼續(xù)利用其中未轉(zhuǎn)化的碳四碳五烯烴。
[0039]各步驟參數(shù)如下:
[0040]所述烯烴催化裂解反應(yīng)產(chǎn)品氣壓縮升壓至1.5MPaG，并冷卻至40°C ；
[0041]所述脫丙烷塔的操作壓力為1.38MPaG，塔頂溫度為35°C，塔釜溫度為95.1°C ；
[0042]所述脫丁烷塔的操作壓力為0.5MPaG，塔頂溫度為51.7°C，塔釜溫度為155.3°C ；
[0043]所述脫丁烷塔有45塊塔板，該塔進(jìn)料板位于塔中部自塔頂起第20塊板；
[0044]所述脫丁烷塔有三股產(chǎn)品采出，即塔頂液相采出副產(chǎn)品粗丁烷，塔釜液相采出混合碳五，及塔中上部側(cè)線采出循環(huán)碳四碳五；
[0045]所述脫丁烷塔自塔頂起第18塊板設(shè)置氣相采出結(jié)構(gòu)和管口，將該塔板上氣相物料部分抽出作為循環(huán)物料。
[0046]各物流組成見表1。
[0047]對比例:
[0048]如圖1所示，一種提高烯烴總轉(zhuǎn)化率的烯烴催化裂解系統(tǒng)。
[0049]包括:進(jìn)料氣化單元，反應(yīng)單元,壓縮單元和分離單元,所述進(jìn)料氣化單元包括:進(jìn)料緩沖罐I和原料蒸發(fā)器2 ;所述反應(yīng)單元包括:進(jìn)出料換熱器3、進(jìn)料加熱器4和反應(yīng)器5 ;所述壓縮單元包括壓縮機(jī)8 ;所述分離單元包括:脫丙烷塔9和脫丁烷塔10，
[0050]脫丁烷塔10頂部設(shè)有兩支出口管線:一支采出液相產(chǎn)品連通界外；一支采出氣相產(chǎn)品，該管線與原料蒸發(fā)器2出口管線合并后連接進(jìn)出料換熱器3。
[0051]新鮮混合碳四、碳五(F-1)在原料蒸發(fā)器2被加熱汽化后，與來自脫丁烷塔塔頂?shù)臍庀囵s出物F-8 (作為循環(huán)C4進(jìn)料)混合后送至反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)出料換熱器3入口。該股物料與反應(yīng)器出口產(chǎn)物換熱后再通過進(jìn)料加熱器4加熱到反應(yīng)所需溫度，進(jìn)入反應(yīng)器5進(jìn)行催化裂解反應(yīng)。反應(yīng)器出口產(chǎn)物和反應(yīng)進(jìn)料換熱后，進(jìn)一步與換熱器6換熱，最后利用冷卻水冷卻至壓縮機(jī)入口所需的溫度，進(jìn)入壓縮機(jī)8。通過壓縮，反應(yīng)產(chǎn)物增壓至1.5MPaG左右，壓縮機(jī)出口氣相F-2直接送至分離單元，壓縮機(jī)段間凝液F-3經(jīng)泵送至分離單元。分離單元通常包括脫丙烷塔9和脫丁烷塔10。壓縮機(jī)段間凝液經(jīng)換熱后送至脫丙烷塔，同時(shí)壓縮機(jī)出口氣相也進(jìn)至脫丙烷塔。脫丙烷塔塔頂餾出物為氣相粗丙烯F-4，作為本裝置的主產(chǎn)物送至乙烯或MTO裝置，依托乙烯或MTO裝置的深冷分離單元精制獲得聚合級乙烯和聚合級丙烯產(chǎn)品；塔釜碳四及以上餾分F-5進(jìn)入脫丁烷塔。脫丁烷塔釜液F-7為碳五及以上餾分，作為本裝置的副產(chǎn)品混合碳五送至界外；塔頂氣相餾出物F-8作為循環(huán)碳四返回反應(yīng)單元繼續(xù)利用其中未轉(zhuǎn)化的碳四烯烴，塔頂液相餾出物F-6作為本裝置副產(chǎn)品粗丁烷送至界外。
[0052]各步驟參數(shù)如下:
[0053]所述烯烴催化裂解反應(yīng)產(chǎn)品氣壓縮升壓至1.5MPaG，并冷卻至40°C ；
[0054]所述脫丙烷塔的操作壓力為1.38MPaG，塔頂溫度為35°C，塔釜溫度為95.1°C ；
[0055]所述脫丁烷塔的操作壓力為0.5MPaG，塔頂溫度為53.5°C，塔釜溫度為146.4°C ；
[0056]所述脫丁烷塔有45塊塔板，該塔進(jìn)料板位于塔中部自塔頂起第20塊板；
[0057]所述脫丁烷塔有三股產(chǎn)品采出，即塔頂液相采出副產(chǎn)品粗丁烷，塔釜液相采出混合碳五，及塔頂采出氣相循環(huán)碳四。
[0058]各物流組成見表1。
[0059]表1
[0060]
【權(quán)利要求】
1.一種提高烯烴總轉(zhuǎn)化率的烯烴催化裂解系統(tǒng)，包括:進(jìn)料氣化單元，反應(yīng)單元，壓縮單元和分離單元，所述進(jìn)料氣化單元包括:進(jìn)料緩沖罐和原料蒸發(fā)器；所述反應(yīng)單元包括:進(jìn)出料換熱器、進(jìn)料加熱器和反應(yīng)器；所述壓縮單元包括壓縮機(jī)；所述分離單元包括:脫丙烷塔和脫丁烷塔，其特征在于: 所述脫丁烷塔中上部側(cè)壁設(shè)置出口管線； 所述出口管線與原料蒸發(fā)器進(jìn)口或出口管線合并后連接進(jìn)出料換熱器。
2.一種采用如權(quán)利要求1所述的提高烯烴總轉(zhuǎn)化率的烯烴催化裂解系統(tǒng)的方法，其特征在于所述方法包括: 脫丁烷塔的中上部側(cè)線采出的包含碳四碳五的餾出物作為系統(tǒng)的循環(huán)物料。
3.如權(quán)利要求2所述的提高烯烴總轉(zhuǎn)化率的烯烴催化裂解方法，其特征在于: 烯烴催化裂解反應(yīng)產(chǎn)品氣冷卻至36-60°C，經(jīng)壓縮升壓至1.0-3.0MPa后送入脫丙烷塔。
4.如權(quán)利要求2所述的提高烯烴總轉(zhuǎn)化率的烯烴催化裂解方法，其特征在于: 所述脫丙烷塔的操作壓力為0.9-2.9MPaG,塔頂溫度為15-60 °C，塔釜溫度為40-150°C。
5.如權(quán)利要求2所述的提高烯烴總轉(zhuǎn)化率的烯烴催化裂解方法，其特征在于: 所述脫丁烷塔的操作壓力為0.2-1.5MPaG,塔頂溫度為15-95 °C，塔釜溫度為55-200 0C，所述脫丁烷塔的塔板數(shù)為15-90。
6.如權(quán)利要求2所述的提高烯烴總轉(zhuǎn)化率的烯烴催化裂解方法，其特征在于: 所述脫丁烷塔側(cè)線采出氣相物料。
【文檔編號】C07C11/04GK103936542SQ201310025198
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2013年1月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月23日
【發(fā)明者】時(shí)海濤, 王鑫泉, 高聳, 陳皓 申請人:中國石油化工集團(tuán)公司, 中國石化工程建設(shè)有限公司