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1、(10)申请公布号 CN 103936542 A (43)申请公布日 2014.07.23 CN 103936542 A (21)申请号 201310025198.4 (22)申请日 2013.01.23 C07C 11/06(2006.01) C07C 11/04(2006.01) C07C 9/10(2006.01) C07C 4/06(2006.01) C07C 7/04(2006.01) (71)申请人 中国石油化工集团公司 地址 100728 北京市朝阳区朝阳门北大街 22 号 申请人 中国石化工程建设有限公司 (72)发明人 时海涛 王鑫泉 高耸 陈皓 (74)专利代理机构 北京思。
2、创毕升专利事务所 11218 代理人 赵宇 (54) 发明名称 一种提高烯烃总转化率的烯烃催化裂解系统 及方法 (57) 摘要 本发明公开了一种提高烯烃总转化率的烯烃 催化裂解系统及方法。所述系统包括 ： 进料气化 单元， 反应单元， 压缩单元和分离单元， 所述进料 气化单元包括 ： 进料缓冲罐和原料蒸发器 ； 所述 反应单元包括 ： 进出料换热器、 进料加热器和反 应器 ； 所述压缩单元包括压缩机 ； 所述分离单元 包括 ： 脱丙烷塔和脱丁烷塔， 所述脱丁烷塔中上 部侧壁设置出口管线， 所述出口管线与原料蒸发 器进口或出口管线合并后连接进出料换热器。方 法包括 ： 脱丁烷塔的中上部侧线采出的。
3、包含碳四 碳五的馏出物作为系统的循环物料。本发明的系 统及方法可以提高原料中碳四、 碳五烯烃的利用 率， 而不需新增设备。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 6 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书6页 附图1页 (10)申请公布号 CN 103936542 A CN 103936542 A 1/1 页 2 1. 一种提高烯烃总转化率的烯烃催化裂解系统， 包括 ： 进料气化单元， 反应单元， 压缩 单元和分离单元， 所述进料气化单元包括 ： 进料缓冲罐和原料蒸发器 ； 所述反应单元包括 ： 进出料换热器、 进料加。
4、热器和反应器 ； 所述压缩单元包括压缩机 ； 所述分离单元包括 ： 脱丙 烷塔和脱丁烷塔， 其特征在于 ： 所述脱丁烷塔中上部侧壁设置出口管线 ； 所述出口管线与原料蒸发器进口或出口管线合并后连接进出料换热器。 2. 一种采用如权利要求 1 所述的提高烯烃总转化率的烯烃催化裂解系统的方法， 其特 征在于所述方法包括 ： 脱丁烷塔的中上部侧线采出的包含碳四碳五的馏出物作为系统的循环物料。 3. 如权利要求 2 所述的提高烯烃总转化率的烯烃催化裂解方法， 其特征在于 ： 烯烃催化裂解反应产品气冷却至 36-60， 经压缩升压至 1.0-3.0MPa 后送入脱丙烷 塔。 4. 如权利要求 2 所述的。
5、提高烯烃总转化率的烯烃催化裂解方法， 其特征在于 ： 所述脱丙烷塔的操作压力为 0.9-2.9MPaG， 塔顶温度为 15-60， 塔釜温度为 40-150。 5. 如权利要求 2 所述的提高烯烃总转化率的烯烃催化裂解方法， 其特征在于 ： 所述脱丁烷塔的操作压力为 0.2-1.5MPaG， 塔顶温度为 15-95， 塔釜温度为 55-200， 所述脱丁烷塔的塔板数为 15-90。 6. 如权利要求 2 所述的提高烯烃总转化率的烯烃催化裂解方法， 其特征在于 ： 所述脱丁烷塔侧线采出气相物料。 权 利 要 求 书 CN 103936542 A 2 1/6 页 3 一种提高烯烃总转化率的烯烃催化。
6、裂解系统及方法 技术领域 0001 本发明涉及烯烃催化裂解制丙烯、 乙烯产品气分离技术领域， 更进一步说， 涉及一 种提高烯烃总转化率的烯烃催化裂解系统及方法。 背景技术 0002 烯烃催化裂解技术是利用乙烯装置、 MTO 装置或 FCC 装置副产的混合碳四、 碳五作 为原料， 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。 0003 该技术典型流程如图 1 所示。新鲜混合碳四、 碳五 （F-1） 在原料蒸发器 2 被加热 汽化后， 与来自脱丁烷塔塔顶的气相馏出物 F-8（作为循环 C4 进料） 混合后送至反应产物 进出料换热器 3 入口。该股物料与。
7、反应器出口产物换热后再通过进料加热器 4 加热到反应 所需温度， 进入反应器 5 进行催化裂解反应。反应器出口产物和反应进料换热后， 进一步与 压缩系统液相换热 （换热器 6） ， 最后利用冷却水冷却至压缩机入口所需的温度 （冷却器 7） ， 进入压缩单元 8。通过压缩， 反应产物增压至 1.0-3.0MPaG 左右， 压缩机出口气相 F-2 直接 送至分离单元， 压缩机段间凝液 F-3 经泵送至分离单元。分离单元通常包括脱丙烷塔 9 和 脱丁烷塔 10。压缩机段间凝液经换热后送至脱丙烷塔， 同时压缩机出口气相也进至脱丙烷 塔。脱丙烷塔塔顶馏出物为气相粗丙烯 F-4， 作为本装置的主产物送至乙。
8、烯或 MTO 装置， 依 托乙烯或 MTO 装置的深冷分离单元精制获得聚合级乙烯和聚合级丙烯产品 ； 塔釜碳四及以 上馏分 F-5 进入脱丁烷塔。脱丁烷塔釜液 F-7 为碳五及以上馏分， 作为本装置的副产品混 合碳五送至界外 ； 塔顶气相馏出物 F-8 作为循环碳四返回反应单元继续利用其中未转化的 碳四烯烃， 塔顶液相馏出物 F-6 作为本装置副产品粗丁烷送至界外。 0004 这种典型流程对原料中烯烃的利用率较低， 原因有两点 ： 1、 此流程以脱丁烷塔塔 顶气相作为循环物料， 没有采取措施， 利用 C4 烯烃的沸点比 C4 烷烃相对较高的特点， 提浓 碳四烯烃， 即循环物料中的烯烃浓度低， 。
9、甚至低于副产品粗丁烷中烯烃的浓度， 因此未转化 利用的烯烃较多。2、 为保证副产品粗丁烷质量 （即满足其中碳五含量指标） ， 仅将脱丁烷塔 顶气相碳四作为循环物料， 造成碳五烯烃不能循环， 进一步降低了原料中烯烃尤其是碳五 烯烃的利用率。 发明内容 0005 为解决现有技术中存在的问题， 本发明提供了一种提高烯烃总转化率的烯烃催化 裂解系统及方法。 采取在脱丁烷塔侧线采出碳四、 碳五作为循环物料的方法， 提高原料中碳 四、 碳五烯烃的利用率， 本发明不需额外增加脱丁烷塔塔板数， 不改变脱丁烷塔的操作条件 （如塔顶操作压力） 。 0006 本发明的目的之一是提供一种提高烯烃总转化率的烯烃催化裂解。
10、系统。 0007 包括 ： 进料气化单元， 反应单元， 压缩单元和分离单元， 所述进料气化单元包括 ： 进料缓冲罐和原料蒸发器 ； 所述反应单元包括 ： 进出料换热器、 进料加热器和反应器 ； 所述 说 明 书 CN 103936542 A 3 2/6 页 4 压缩单元包括压缩机 ； 所述分离单元包括 ： 脱丙烷塔和脱丁烷塔， 0008 所述脱丁烷塔中上部侧壁设置出口管线 ； 所述出口管线与原料蒸发器进口或出口 管线合并后连接进出料换热器。 0009 本发明的目的之二是提供一种提高烯烃总转化率的烯烃催化裂解方法。 0010 包括 ： 脱丁烷塔的中上部侧线采出的包含碳四碳五的馏出物作为系统的循环。
11、物 料。 0011 本发明根据循环物料相态的不同， 可分为气相循环和液相循环。 0012 气相循环流程如下 ： 新鲜混合碳四、 碳五在原料蒸发器被加热汽化后， 与来自脱丁 烷塔侧线的气相碳四、 碳五混合后送至进出料换热器入口。该股物料与反应器出口产物换 热后再通过进料加热器加热到反应所需温度， 进入反应器进行催化裂解反应。反应器出口 产物和反应进料换热后， 进一步与压缩系统液相换热， 最后利用冷却水冷却至压缩机入口 所需的温度， 进入压缩单元。通过压缩， 反应产物增压至 1.0-3.0MPaG 左右， 压缩机出口气 相直接送至分离单元， 压缩机段间凝液经泵送至分离单元。分离单元包括脱丙烷塔和脱。
12、丁 烷塔。 压缩机段间凝液经换热后送至脱丙烷塔， 同时压缩机出口气相也进至脱丙烷塔。 脱丙 烷塔塔顶馏出物为气相粗丙烯， 作为本装置的主产物送至乙烯或 MTO 装置， 依托乙烯或 MTO 装置的深冷分离单元精制获得聚合级乙烯和聚合级丙烯产品 ； 塔釜碳四及以上馏分进入脱 丁烷塔。脱丁烷塔塔顶液相馏出物作为本装置副产品粗丁烷送至界外， 塔釜液为碳五及以 上馏分， 作为本装置的副产品混合碳五送至界外 ； 在塔的中上部侧线采出气相馏出物作为 循环物料返回反应单元继续利用其中未转化的碳四碳五烯烃。 0013 液相循环流程与气相循环流程相比， 不同之处在于脱丁烷塔侧线采出液相的碳 四、 碳五， 该循环物。
13、料返回至原料蒸发器前， 与新鲜进料混合后， 一起进原料蒸发器气化。 本 发明优选方法是气相循环流程。 0014 所述方法中的工艺条件， 可采用现有技术中本领域通常的工艺条件， 本发明中可 优选 ： 0015 烯烃催化裂解反应产品气冷却至 36-60， 压缩升压至 1.0-3.0MPa 后送入脱丙烷 塔， 0016 所述脱丙烷塔的操作压力为 0.9-2.9MPaG， 塔顶温度为 15-60， 塔釜温度为 40-150 ； 0017 所述脱丁烷塔的操作压力为 0.2-1.5MPaG， 塔顶温度为 15-95， 塔釜温度为 55-200 ； 0018 所述脱丁烷塔有 15-90 块塔板， 该塔进料板。
14、位于塔中部 ； 0019 所述脱丁烷塔有三股产品采出， 即塔顶液相采出副产品粗丁烷， 塔釜液相采出混 合碳五， 及塔中上部侧线采出循环碳四碳五 ； 0020 脱丁烷塔中上部侧壁采出循环物料， 具体可采用 ： 脱丁烷塔塔板自塔顶起由小到 大依次编号， 在 2 号塔板至总塔板数三分之二号塔板之间， 某块塔板上设置采出结构和管 口， 将该塔板上物料部分抽出作为循环物料 ； 0021 所述脱丁烷塔是指能够实现将脱丙烷塔釜碳四及以上馏分分离为副产品粗丁烷、 混合碳五及循环物料的整个塔系， 可根据实际情况对塔系内具体构成进行优化和调整 （如 将该塔分为两段） 。所述脱丁烷塔塔顶可根据需要采出气相产品， 塔。
15、釜产品可与其它物料换 说 明 书 CN 103936542 A 4 3/6 页 5 热以回收余热。 0022 本发明提高烯烃总转化率的烯烃催化裂解系统及方法具有如下优点和效果 ： 0023 1. 提高烯烃总转化率 0024 本发明通过自脱丁烷塔侧线采出循环物料， 可使碳四烯烃在侧线处富集， 并且部 分碳五烯烃也可被采出， 从而提高循环碳四碳五烯烃流量， 经催化反应后， 烯烃总转化率提 高， 产品粗丁烷中的碳四烯烃和混合碳五中的碳五烯烃流量降低， 原料中烯烃利用率提高。 0025 2. 无新增设备 0026 本发明方法与传统方法相比， 无需额外增加新的设备， 只需对脱丁烷塔内部结构 进行调整。 。
16、0027 3. 不影响脱丁烷塔分离效果 0028 本发明方法， 不影响脱丁烷塔分离效果， 粗丁烷中碳五及以上重组分含量和混合 碳五中碳四及以下轻组分含量均能达到甚至优于传统方法。 附图说明 0029 图 1 现有技术的烯烃催化裂解系统示意图 0030 图 2 本发明的提高烯烃总转化率的烯烃催化裂解系统示意图 0031 附图标记说明 ： 0032 F-1 新鲜碳四碳五原料， 1 进料缓冲罐， 2 原料蒸发器， 3 进出料换热器， 4 进料加热 器， 5 反应器， 6 换热器， 7 冷却器， 8 压缩机， F-2 压缩机气相出料， F-3 压缩机段间凝液， 9 脱 丙烷塔， F-4 粗丙烯产品， 。
17、F-5 脱丙烷塔釜碳四及以上， 10 脱丁烷塔， F-6 粗丁烷产品， F-7 混 合碳五产品， F-8 循环碳四碳五 具体实施方式 0033 下面结合实施例， 进一步说明本发明。 0034 实施例 ： 0035 如图 2 所示， 一种提高烯烃总转化率的烯烃催化裂解系统。 0036 包括 ： 进料气化单元， 反应单元， 压缩单元和分离单元， 所述进料气化单元包括 ： 进料缓冲罐1和原料蒸发器2 ； 所述反应单元包括 ： 进出料换热器3、 进料加热器4和反应器 5 ； 所述压缩单元包括压缩机 8 ； 所述分离单元包括 ： 脱丙烷塔 9 和脱丁烷塔 10， 0037 所述脱丁烷塔10中上部侧壁设置。
18、出口管线 ； 所述出口管线与原料蒸发器2出口管 线合并后连接进出料换热器 3。 0038 新鲜混合碳四碳五原料 F-1 在原料蒸发器 2 被加热汽化后， 与来自脱丁烷塔侧线 的气相碳四碳五 F-8 混合后送至进出料换热器 3 入口。该股物料与反应器出口产物换热后 再通过进料加热器4加热到反应所需温度， 进入反应器5进行催化裂解反应。 反应器出口产 物和反应进料换热后， 进一步与换热器 6， 最后利用冷却水冷却至压缩机入口所需的温度， 进入压缩机 8。通过压缩， 反应产物增压至 1.5MPaG 左右， 压缩机出口气相 F-2 直接送至分 离单元， 压缩机段间凝液F-3经泵送至分离单元。 分离单元。
19、包括脱丙烷塔9和脱丁烷塔10。 压缩机段间凝液经换热后送至脱丙烷塔， 同时压缩机出口气相也进至脱丙烷塔。脱丙烷塔 塔顶馏出物为气相粗丙烯 F-4， 作为本装置的主产物送至乙烯或 MTO 装置， 依托乙烯或 MTO 说 明 书 CN 103936542 A 5 4/6 页 6 装置的深冷分离单元精制获得聚合级乙烯和聚合级丙烯产品 ； 塔釜碳四及以上馏分 F-5 进 入脱丁烷塔。脱丁烷塔塔顶液相馏出物 F-6 作为本装置副产品粗丁烷送至界外， 塔釜液为 碳五及以上馏分 F-7， 作为本装置的副产品混合碳五送至界外 ； 在塔的中上部侧线采出气 相馏出物 F-8 作为循环物料返回反应单元继续利用其中未。
20、转化的碳四碳五烯烃。 0039 各步骤参数如下 ： 0040 所述烯烃催化裂解反应产品气压缩升压至 1.5MPaG， 并冷却至 40 ； 0041 所述脱丙烷塔的操作压力为 1.38MPaG， 塔顶温度为 35， 塔釜温度为 95.1 ； 0042 所述脱丁烷塔的操作压力为 0.5MPaG， 塔顶温度为 51.7， 塔釜温度为 155.3 ； 0043 所述脱丁烷塔有 45 块塔板， 该塔进料板位于塔中部自塔顶起第 20 块板 ； 0044 所述脱丁烷塔有三股产品采出， 即塔顶液相采出副产品粗丁烷， 塔釜液相采出混 合碳五， 及塔中上部侧线采出循环碳四碳五 ； 0045 所述脱丁烷塔自塔顶起第。
21、 18 块板设置气相采出结构和管口， 将该塔板上气相物 料部分抽出作为循环物料。 0046 各物流组成见表 1。 0047 对比例 ： 0048 如图 1 所示， 一种提高烯烃总转化率的烯烃催化裂解系统。 0049 包括 ： 进料气化单元， 反应单元， 压缩单元和分离单元， 所述进料气化单元包括 ： 进料缓冲罐1和原料蒸发器2 ； 所述反应单元包括 ： 进出料换热器3、 进料加热器4和反应器 5 ； 所述压缩单元包括压缩机 8 ； 所述分离单元包括 ： 脱丙烷塔 9 和脱丁烷塔 10， 0050 脱丁烷塔 10 顶部设有两支出口管线 ： 一支采出液相产品连通界外 ； 一支采出气相 产品， 该管。
22、线与原料蒸发器 2 出口管线合并后连接进出料换热器 3。 0051 新鲜混合碳四、 碳五 （F-1） 在原料蒸发器 2 被加热汽化后， 与来自脱丁烷塔塔顶的 气相馏出物 F-8（作为循环 C4 进料） 混合后送至反应产物进出料换热器 3 入口。该股物料 与反应器出口产物换热后再通过进料加热器 4 加热到反应所需温度， 进入反应器 5 进行催 化裂解反应。反应器出口产物和反应进料换热后， 进一步与换热器 6 换热， 最后利用冷却水 冷却至压缩机入口所需的温度， 进入压缩机8。 通过压缩， 反应产物增压至1.5MPaG左右， 压 缩机出口气相 F-2 直接送至分离单元， 压缩机段间凝液 F-3 经。
23、泵送至分离单元。分离单元 通常包括脱丙烷塔 9 和脱丁烷塔 10。压缩机段间凝液经换热后送至脱丙烷塔， 同时压缩机 出口气相也进至脱丙烷塔。 脱丙烷塔塔顶馏出物为气相粗丙烯F-4， 作为本装置的主产物送 至乙烯或 MTO 装置， 依托乙烯或 MTO 装置的深冷分离单元精制获得聚合级乙烯和聚合级丙 烯产品 ； 塔釜碳四及以上馏分 F-5 进入脱丁烷塔。脱丁烷塔釜液 F-7 为碳五及以上馏分， 作 为本装置的副产品混合碳五送至界外 ； 塔顶气相馏出物 F-8 作为循环碳四返回反应单元继 续利用其中未转化的碳四烯烃， 塔顶液相馏出物 F-6 作为本装置副产品粗丁烷送至界外。 0052 各步骤参数如下。
24、 ： 0053 所述烯烃催化裂解反应产品气压缩升压至 1.5MPaG， 并冷却至 40 ； 0054 所述脱丙烷塔的操作压力为 1.38MPaG， 塔顶温度为 35， 塔釜温度为 95.1 ； 0055 所述脱丁烷塔的操作压力为 0.5MPaG， 塔顶温度为 53.5， 塔釜温度为 146.4 ； 0056 所述脱丁烷塔有 45 块塔板， 该塔进料板位于塔中部自塔顶起第 20 块板 ； 0057 所述脱丁烷塔有三股产品采出， 即塔顶液相采出副产品粗丁烷， 塔釜液相采出混 说 明 书 CN 103936542 A 6 5/6 页 7 合碳五， 及塔顶采出气相循环碳四。 0058 各物流组成见表 。
25、1。 0059 表 1 0060 0061 0062 注 ： 表中物流号与分别对应图 1 和图 2 中物流， 即 F-5 代表自脱丙烷塔釜至脱丁 烷塔的碳四及以上馏分 ； F-6 代表脱丁烷塔顶产品粗丁烷 ； F-7 代表脱丁烷塔釜产品混合碳 五 ； F-8 代表循环物料， 对于实施例代表循环碳四碳五， 对于对比例代表循环碳四。 0063 从表 1 的结果可知， 采用本发明的方法， 在不改变进料条件及操作压力的前提 下， 仅将循环物料采出位置由塔顶改为第 18 块板， 循环物料中的碳四碳五烯烃流量就由 8076.4kg/hr， 增加到 8722.2kg/hr， 增加了 8% ； 其中碳五烯烃流量由 103.1kg/hr， 增加到 说 明 书 CN 103936542 A 7 6/6 页 8 555.1kg/hr， 增加了四倍多。而脱丁烷塔塔顶塔釜产品中碳四、 碳五烯烃流量相应减少， 说 明系统总的烯烃转化率提高。 0064 综上所述， 本发明的系统及方法可以有效提高原料中碳四、 碳五烯烃的利用率， 系 统主产品丙烯、 乙烯的产量将相应提高。 说 明 书 CN 103936542 A 8 1/1 页 9 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103936542 A 9 。