專利名稱：含碳烯烴裂解生產(chǎn)丙烯乙烯的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種含碳烯烴裂解生產(chǎn)丙烯乙烯的方法。
背景技術(shù)：
丙烯、乙烯是重要的基本有機(jī)化工原料之一。丙烯主要用于生產(chǎn)PP、異丙苯、丙烯腈、丙烯酸等諸多產(chǎn)品；乙烯是生產(chǎn)聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)和環(huán)氧乙烷/乙二醇(EO/EG)等重要有機(jī)化工產(chǎn)品的主要原料。作為重要的輕烯烴，丙烯、乙烯的年需求在不斷增長(zhǎng)。烴類熱裂解仍是生產(chǎn)乙烯的主要方法之一，而生產(chǎn)丙烯的工藝一般可概況為副產(chǎn)品工藝和專有工藝。副產(chǎn)品工藝主要是指通過蒸汽裂解和催化裂化制乙烯裝置得到的丙烯。專有工藝指專門開發(fā)生產(chǎn)丙烯的工藝，目前主要有丙烷脫氫、低碳烯烴歧化、低碳烯烴裂解、甲醇制丙烯等工藝技術(shù)。低碳烯烴裂解制丙烯技術(shù)，不僅可用于生產(chǎn)丙烯、乙烯，并且可以提高低碳烯烴的附加值，具有很大的發(fā)展前景。低碳烯烴催化裂解制丙烯技術(shù)的基本原理是利用具有獨(dú)特?fù)裥托院退嵝缘腪SM-5分子篩催化劑，有選擇地把低碳烯烴裂解為丙烯和乙烯。
文獻(xiàn)US5059735描述了一種C3～C7混合烯烴裂解制丙烯、乙烯的工藝，此工藝中與原料混合進(jìn)入反應(yīng)器的是丙烷，原料與丙烷重量之比在2～3∶1。此工藝雖然可以提高對(duì)C2～C4的選擇性，但同時(shí)也提高了C6以上芳烴的選擇性，對(duì)于循環(huán)裂解充分利用C3～C7制丙烯、乙烯并不十分有利。
文獻(xiàn)US5981819介紹了一種C4～C7混合烯烴制丙烯、乙烯的工藝，此工藝中原料混合烯烴需與過熱蒸汽混合，過熱蒸汽與原料重量之比在0.5～3.0∶1.0。裂解產(chǎn)物中雖然含有70％左右原料烯烴總量的丙烯和丁烯，但丁烯占有很大一部分比例。同時(shí)，此工藝只能與其它裝置結(jié)合以后才可以使用，無法作為單獨(dú)裝置建立。
上述文獻(xiàn)所述工藝都需要原料與其它惰性反應(yīng)氣體一起混合發(fā)生催化裂解反應(yīng)，作為獨(dú)立的工藝，都無法建立裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是以往技術(shù)中含碳烯烴混合物附加值不高以及含碳烯烴裂解工藝的獨(dú)立性和可結(jié)合性不強(qiáng)的問題，提供一種新的含碳烯烴裂解生產(chǎn)丙烯乙烯的方法。該方法具有能獲得高選擇性丙烯、乙烯裂解產(chǎn)物，該方法能得到不同純度要求的丙烯、乙烯的優(yōu)點(diǎn)。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下一種含碳烯烴裂解生產(chǎn)丙烯乙烯的方法。包括以下步驟(1)與裂解產(chǎn)物換熱后的原料含碳烯烴混合物，通過與過熱蒸汽混合，達(dá)到進(jìn)料溫度400～600℃，進(jìn)入反應(yīng)器進(jìn)行裂解反應(yīng)；(2)與原料含碳烯烴混合物換熱后的裂解產(chǎn)物，再與蒸汽凝液換熱，然后通過冷卻器冷卻進(jìn)入氣液分離器；(3)氣液分離器底部分離出的蒸汽凝液，與裂解產(chǎn)物換熱后作為第一和第三分離塔再沸器的熱源，然后送至蒸汽過熱器發(fā)生過熱蒸汽；頂部分離出的氣相裂解產(chǎn)物被壓縮至1.0～4.0MPa后，進(jìn)入第一分離塔；(4)在第一分離塔塔頂?shù)玫街亓繚舛葹?0～99％的乙烯，塔底得到C3以上餾分，送入第二分離塔；(5)在第二分離塔塔頂?shù)玫降腃5及C5以下餾分，進(jìn)入第三分離塔；塔底得到C6以上餾分，作為裂解汽油送出界外；(6)在第三分離塔塔頂?shù)玫降腃3餾分送至第四分離塔，塔釜得到C4～C5餾分；(7)在第四分離塔塔頂為未凝氣體，側(cè)線抽出得到重量濃度為90～99％的丙烯，塔底得到重量濃度為80～95％的丙烷。
在上述技術(shù)方案中，含碳烯烴原料優(yōu)選方案為C4～C8的含碳烯烴混合物；混合進(jìn)料達(dá)到的溫度優(yōu)選范圍為450～550℃，進(jìn)入反應(yīng)器進(jìn)行裂解反應(yīng)；反應(yīng)器優(yōu)選方案為固定床反應(yīng)器；蒸汽與原料含碳烯烴重量比優(yōu)選方案為0.5～5.0∶1.0，更優(yōu)選范圍為0.5～3.0∶1.0；反應(yīng)壓力優(yōu)選范圍為0.02～0.3Mpa，更優(yōu)選范圍為0.02～0.15MPa；蒸汽凝液與裂解產(chǎn)物換熱后的溫度優(yōu)選范圍為80～160℃，更優(yōu)選范圍為100～150℃；裂解產(chǎn)物換熱后，經(jīng)冷卻器冷卻的溫度優(yōu)選范圍為20～80℃，更優(yōu)選范圍為30～60℃；裂解產(chǎn)物優(yōu)選方案為被壓縮至2.0～3.0MPa，進(jìn)入第一分離塔中段；第一分離塔塔底得到的C3以上餾分，優(yōu)選方案為送入第二分離塔中段；第二分離塔塔頂?shù)玫降腃5及C5以下餾分優(yōu)選方案為進(jìn)入第三分離塔中段；第三分離塔塔頂?shù)玫降腃3餾分優(yōu)選方案為進(jìn)入第四分離塔離塔底四分之一處；塔底得到的C4-C5餾分優(yōu)選方案為20～80重量％，更優(yōu)選方案為30～66重量％循環(huán)作為裂解原料；第四分離塔優(yōu)選方案為頂部側(cè)線抽出得到丙烯；第一至第四分離塔優(yōu)選方案為選自填料塔、板式塔或浮閥塔。
本發(fā)明方法得到的丙烯和乙烯不少于原料中烯烴總量的60％。第一、第四分離塔分別得到乙烯、丙烯，兩者的純度可以通過調(diào)節(jié)分離塔的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。如果作為獨(dú)立裝置，則可以調(diào)節(jié)丙烯、乙烯的純度為聚合級(jí)；如果結(jié)合進(jìn)蒸汽裂解制乙烯裝置、FCC裝置以及其它增產(chǎn)丙烯裝置如甲醇制丙烯裝置，則本生產(chǎn)工藝中的丙烯、乙烯純度可以降低，再通過這些主裝置進(jìn)行高精度提純。因此，本發(fā)明方法具有很高的獨(dú)立性、可結(jié)合性，取得了較好的技術(shù)效果。


圖1為本發(fā)明方法工藝流程示意圖；圖2為文獻(xiàn)US5981819工藝流程示意圖；圖1、圖2中A為新鮮水，B為含碳混合烯烴，C為混合C4～C7，1為過熱蒸汽發(fā)生器，2為混合器，3為反應(yīng)器，4為進(jìn)料換熱器，5為蒸汽凝液換熱器，6為冷卻器，7為氣液分離器，8為壓縮機(jī)，9為第一分離塔，10為第一分離塔再沸器，11為氣相乙烯產(chǎn)品，12為裂解汽油產(chǎn)品，13為第二分離塔再沸器，14為第二分離塔，15為第三分離塔，16為第三分離塔再沸器，17為第四分離塔，18為循環(huán)丙烷，19為未凝氣體，20為液相丙烯產(chǎn)品，21為第四分離塔再沸器，22為送出界外的C4～C5餾分，23為蒸汽凝液，24為循環(huán)C4～C5餾分，25為產(chǎn)物冷凝器，26為燃料氣，27為精餾塔，28為C4以下餾分，29為汽油。
圖1中，原料含碳烯烴混合物與反應(yīng)器裂解產(chǎn)物在換熱器4換熱后，與過熱蒸汽發(fā)生器1的蒸汽混合，進(jìn)入反應(yīng)器3。反應(yīng)器裂解產(chǎn)物經(jīng)換熱器4、5換熱，再經(jīng)冷卻器6冷卻后進(jìn)入氣液分離器7。氣液分離器7底部液相23為蒸汽凝液，此部分蒸汽凝液經(jīng)換熱器5加熱后作為再沸器10和再沸器16的熱源，然后循環(huán)進(jìn)入發(fā)生器1發(fā)生過熱蒸汽。氣液分離器7頂部氣相經(jīng)壓縮機(jī)8壓縮后進(jìn)入第一分離塔9，在第一分離塔頂部得到不同純度的氣相乙烯11，底部為C3以上餾分，送入第二分離塔14。在第二分離塔頂部為C5及C5以下餾分，送入第三分離塔15；底部為C6以上餾分，作為裂解汽油送出界外。第三分離塔塔頂?shù)玫降腃3餾分送至第四分離塔17，塔底得到的C4～C5餾分，部分24循環(huán)作為裂解原料，其余部分22送出界外。第四分離塔17的頂部為不凝氣體19，側(cè)線抽出不同純度的液相丙烯20，底部為不同純度的丙烷18。
下面通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的闡述。
具體實(shí)施例方式
比較例1按圖2所示，含碳烯烴混合物進(jìn)料組成(重量％)為丁烯-145％，丁烷35％，戊烯-110％，戊烷10％。采用文獻(xiàn)US5981819工藝流程，蒸汽與進(jìn)料重量比為1.5，反應(yīng)溫度為470℃，反應(yīng)壓力為0.13MPa，冷凝器22后的溫度為35℃，實(shí)驗(yàn)證明將得到如下比例的產(chǎn)品(重量％)C2～C451.6％燃料氣4.6％C5以上餾分43.8％比較例2按圖2所示，含碳烯烴混合物進(jìn)料組成(重量％)為丁烯-145％，丁烷35％，戊烯-110％，戊烷10％。采用文獻(xiàn)US5981819工藝流程，蒸汽與進(jìn)料重量比為2.5，反應(yīng)溫度為500℃，反應(yīng)壓力為0.2MPa，試驗(yàn)證明將得到如下比例的產(chǎn)品(重量％)C2～C439.8％燃料氣11.6％C5以上餾分48.6％實(shí)施例1按圖1所示，含碳烯烴混合物進(jìn)料組成(重量％)為丁烯-145％，丁烷35％，戊烯-110％，戊烷10％。采用本發(fā)明工藝流程，催化劑為硅鋁比200的ZSM-5分子篩，反應(yīng)器為一段固定床型式，蒸汽與進(jìn)料重量比為1.5，反應(yīng)溫度為450℃，反應(yīng)壓力為0.06MPa，蒸汽凝液換熱后的溫度為160℃，冷卻器6后的溫度為35℃，裂解產(chǎn)物被壓縮至1.5MPa，26重量％的C4以上餾分循環(huán)作為裂解原料，中試裝置證明將得到如下比例的產(chǎn)品(重量％)重量濃度為92％的乙烯21.3％重量濃度為93％的丙烯39.5％不凝氣0.08％重量濃度為95％的丙烷2.5％C4～C5餾分31.6％裂解汽油5.0％
實(shí)施例2按圖1所示，含碳烯烴混合物進(jìn)料組成(重量％)為丁烯-145％，丁烷35％，戊烯-110％，戊烷10％。采用本發(fā)明工藝流程，催化劑為硅鋁比200的ZSM-5分子篩，反應(yīng)器為一段固定床型式，蒸汽與進(jìn)料重量比為2.5，反應(yīng)溫度為500℃，反應(yīng)壓力為0.15MPa，蒸汽凝液換熱后的溫度為120℃，冷卻器6后的溫度為45℃，裂解產(chǎn)物被壓縮至2.5MPa，46重量％的C4以上餾分循環(huán)作為裂解原料，中試裝置證明將得到如下比例的產(chǎn)品(重量％)重量濃度為95％的乙烯19.1％重量濃度為96％的丙烯42.6％不凝氣0.08％重量濃度為92％的丙烷3.5％C4～C5餾分30.1％裂解汽油4.6％實(shí)施例3按圖1所示，含碳烯烴混合物進(jìn)料組成同實(shí)施例2，采用本發(fā)明工藝流程，催化劑為硅鋁比200的ZSM-5分子篩，反應(yīng)器為二段固定床型式，蒸汽與進(jìn)料重量比為3.5，反應(yīng)溫度為550℃，反應(yīng)壓力為0.25MPa，蒸汽凝液換熱后的溫度為80℃，冷卻器6后的溫度為65℃，裂解產(chǎn)物被壓縮至3.5MPa，66重量％的C4以上餾分循環(huán)作為裂解原料，中試裝置證明將得到如下比例的產(chǎn)品(重量％)重量濃度為98％的乙烯18.0％重量濃度為99％的丙烯41.3％不凝氣0.08％重量濃度為82％的丙烷5.5％C4～C5餾分31.1％裂解汽油4.1％
權(quán)利要求
1.一種含碳烯烴裂解生產(chǎn)丙烯乙烯的方法。包括以下步驟(1)與裂解產(chǎn)物換熱后的原料含碳烯烴混合物，通過與過熱蒸汽混合，達(dá)到進(jìn)料溫度400～600℃，進(jìn)入反應(yīng)器進(jìn)行裂解反應(yīng)；(2)與原料含碳烯烴混合物換熱后的裂解產(chǎn)物，再與蒸汽凝液換熱，然后通過冷卻器冷卻進(jìn)入氣液分離器；(3)氣液分離器底部分離出的蒸汽凝液，與裂解產(chǎn)物換熱后作為第一和第三分離塔再沸器的熱源，然后送至蒸汽過熱器發(fā)生過熱蒸汽；頂部分離出的氣相裂解產(chǎn)物被壓縮至1.0～4.0MPa后，進(jìn)入第一分離塔；(4)在第一分離塔塔頂?shù)玫街亓繚舛葹?0～99％的乙烯，塔底得到C3以上餾分，送入第二分離塔；(5)在第二分離塔塔頂?shù)玫降腃5及C5以下餾分，進(jìn)入第三分離塔；塔底得到C6以上餾分，作為裂解汽油送出界外；(6)在第三分離塔塔頂?shù)玫降腃3餾分送至第四分離塔，塔釜得到C4～C5餾分；(7)在第四分離塔塔頂為未凝氣體，側(cè)線抽出得到重量濃度為90～99％的丙烯，塔底得到重量濃度為80～95％的丙烷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述含碳烯烴裂解生產(chǎn)丙烯乙烯的方法，其特征在于含碳烯烴原料為C4～C8的含碳烯烴混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述含碳烯烴裂解生產(chǎn)丙烯乙烯的方法，其特征在于混合進(jìn)料達(dá)到450～550℃，進(jìn)入反應(yīng)器進(jìn)行裂解反應(yīng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述含碳烯烴裂解生產(chǎn)丙烯乙烯的方法，其特征在于反應(yīng)器為固定床反應(yīng)器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述含碳烯烴裂解生產(chǎn)丙烯乙烯的方法，其特征在于蒸汽與原料含碳烯烴重量比為0.5～5.0∶1.0，反應(yīng)壓力為0.02～0.3MPa。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述含碳烯烴裂解生產(chǎn)丙烯乙烯的方法，其特征在于蒸汽與原料含碳烯烴重量比為0.5～3.0∶1.0，反應(yīng)壓力為0.02～0.15MPa。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述含碳烯烴裂解生產(chǎn)丙烯乙烯的方法，其特征在于蒸汽凝液與裂解產(chǎn)物換熱后的溫度為80～160℃；裂解產(chǎn)物換熱后，經(jīng)冷卻器冷卻的溫度為20～80℃。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述含碳烯烴裂解生產(chǎn)丙烯乙烯的方法，其特征在于蒸汽凝液與裂解產(chǎn)物換熱后的溫度為100～150℃；裂解產(chǎn)物換熱后，經(jīng)冷卻器冷卻的溫度為30～60℃。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述含碳烯烴裂解生產(chǎn)丙烯乙烯的方法，其特征在于裂解產(chǎn)物被壓縮至2.0～3.0MPa，進(jìn)入第一分離塔中段。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述含碳烯烴裂解生產(chǎn)丙烯乙烯的方法，其特征在于第一分離塔塔底得到的C3以上餾分，送入第二分離塔中段。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述含碳烯烴裂解生產(chǎn)丙烯乙烯的方法，其特征在于第二分離塔塔頂?shù)玫降腃5及C5以下餾分進(jìn)入第三分離塔中段。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述含碳烯烴裂解生產(chǎn)丙烯乙烯的方法，其特征在于第三分離塔塔頂?shù)玫降腃3餾分進(jìn)入第四分離塔離塔底四分之一處；塔底得到的C4～C5餾分的20～80重量％循環(huán)作為裂解原料。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述含碳烯烴裂解生產(chǎn)丙烯乙烯的方法，其特征在于第四分離塔頂部側(cè)線抽出得到丙烯。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述含碳烯烴裂解生產(chǎn)丙烯乙烯的方法，其特征在于第一至第四分離塔選自填料塔、板式塔或浮閥塔。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述含碳烯烴裂解生產(chǎn)丙烯乙烯的方法，其特征在于第四分離塔塔底得到的C4～C5餾分，30～66重量％循環(huán)作為裂解原料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種含碳烯烴裂解生產(chǎn)丙烯乙烯的方法，主要解決含碳烯烴混合物雖然富含烯烴，但以往主要作為燃料氣使用，附加值不高的問題。本發(fā)明通過采用與裂解產(chǎn)物熱交換后的含碳烯烴混合物，與過熱稀釋蒸汽混合達(dá)到反應(yīng)溫度；裂解產(chǎn)物與原料含碳烯烴混合物熱交換后，再與蒸汽凝液換熱，最后經(jīng)冷卻器冷卻分離出蒸汽凝液；蒸汽凝液與裂解產(chǎn)物換熱后作為后續(xù)分離塔的熱源，然后進(jìn)入蒸汽過熱器發(fā)生過熱蒸汽；分離出蒸汽凝液的裂解產(chǎn)物通過進(jìn)一步分離，可分別得到重量濃度為90～99％的丙烯、90～99％的乙烯、循環(huán)丙烷、裂解汽油以及C
文檔編號(hào)C07C11/06GK1962575SQ20051011029
公開日2007年5月16日 申請(qǐng)日期2005年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月11日
發(fā)明者甘永勝, 何志, 錢宏義, 嚴(yán)玲玲, 吳文偉, 沈偉 申請(qǐng)人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司上海石油化工研究院