烯烃裂解装置扩能的方法

摘要

本发明涉及一种烯烃裂解装置扩能的方法，主要解决现有技术中烯烃裂解装置生产能力存在瓶颈且烯烃收率低的问题。本发明通过采用原烯烃裂解装置副产碳四送入新建烯烃裂解反应器，获得的反应产物送入新建脱丙烷塔分离，新建脱丙烷塔顶采出增产的粗丙烯产品，新建脱丙烷塔釜液和原装置副产含碳五组分汽油汇合送入新建脱戊烷塔，新建脱戊烷塔釜采出副产粗汽油，新建脱戊烷塔顶的碳四碳五作为循环物料和原装置副产碳四汇合的技术方案较好地解决了上述问题，可用于低碳烯烃的工业生产中。

权利要求

1.一种烯烃裂解装置扩能的方法，包括如下步骤：原烯烃裂解装置副产碳四送入新建烯烃裂解反应器，获得的反应产物送入新建脱丙烷塔分离，新建脱丙烷塔顶采出增产的粗丙烯产品，新建脱丙烷塔釜液和原烯烃裂解装置副产含碳五组分汽油汇合送入新建脱戊烷塔，新建脱戊烷塔釜采出副产粗汽油，新建脱戊烷塔顶得到碳四碳五物流，至少部分碳四碳五物流作为循环物料和原烯烃裂解装置副产碳四汇合；

所述新建烯烃裂解反应器的循环比为2.0～5.0；所述新建烯烃裂解反应器采用对碳四碳五烷烃具有裂解能力的催化剂。

2.根据权利要求1所述烯烃裂解装置扩能的方法，其特征在于所述原烯烃裂解装置的原料为含碳四碳五的烃类物流，其中碳四碳五烯烃的总质量含量为60～95WT％，相对于原料的总重量计。

3.根据权利要求2所述烯烃裂解装置扩能的方法，其特征在于所述原烯烃裂解装置的原料为甲醇制烯烃装置副产的含碳四碳五的烃类物流。

4.根据权利要求1所述烯烃裂解装置扩能的方法，其特征在于新建烯烃裂解反应器的设计处理量不大于原烯烃裂解反应器。

5.根据权利要求1所述烯烃裂解装置扩能的方法，其特征在于碳四碳五物流作为循环物流的比例至少为70％。

6.根据权利要求5所述烯烃裂解装置扩能的方法，其特征在于碳四碳五物流作为循环物流的比例至少为90％。

7.根据权利要求1所述烯烃裂解装置扩能的方法，其特征在于所述新建烯烃裂解反应器反应产物经增压至1.0～2.0MPA后送入新建脱丙烷塔。

8.根据权利要求1所述烯烃裂解装置扩能的方法，其特征在于所述新建脱丙烷塔操作压力为0.8～1.8MPA。

9.根据权利要求1所述烯烃裂解装置扩能的方法，其特征在于所述新建脱戊烷塔操作压力为0.3～0.8MPA。

说明书

烯烃裂解装置扩能的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种烯烃裂解装置扩能的方法。技术背景

[0002] 乙烯装置、催化裂化装置和甲醇制烯烃装置都副产大量的碳四碳五烃类，其中60％以上是烯烃。以这些副产烃类为原料进行催化裂解生产乙烯和丙烯等低碳烯烃是提高装置效益的重要途径。烯烃催化裂解技术由烯烃催化裂解反应技术和产物分离技术组成。
反应技术的核心是催化剂的研制和反应器的开发，分离技术的核心是根据烯烃裂解产物分布的特点设计流程合理和经济可行的分离工艺。

[0003] 目前在国内获得工业应用的烯烃催化裂解技术有中国石化上海石油化工研究院的OCC成套技术和LUMMUS公司的OCT技术。OCC技术采用ZSM‑5分子筛催化剂，高选择性的把碳四碳五烯烃转化为乙烯和丙烯，副产少量的碳四和粗汽油。OCT技术则将乙烯和碳四烯烃转化为丙烯。随着近年丙烯价格下降，中国石化上海石油化工研究院的OCC技术获得了广泛的关注。该技术通过把低附加值的碳四碳五烯烃转化为乙烯和丙烯，提高甲醇制烯烃装置的整体经济性，具有装置流程简单、投资低、效益高的优点。

[0004] CN1704387公开了一种烯烃裂解制丙烯、乙烯的催化剂。该催化剂采用以40～80％硅铝摩尔比SiO2/Al2O3为60～1000的ZSM‑5分子筛和粘结剂以及ZSM‑5分子筛负载0.01～5％重量的稀土为催化剂，具有高温水热稳定性好，催化剂再生周期长等的优点，可用于烯烃裂解制丙烯、乙烯的工业生产中。

[0005] CN1915924公开了一种涉及C4烯烃催化裂解生产丙烯的方法，主要解决现有技术中存在分子筛催化剂粘结剂影响产物丙烯转化率和选择性和空速性能的问题。该方法采用一种高结晶度的ZSM分子筛催化剂，在反应温度为400～600℃，反应压力为0～0.15MPa，重‑1量空速为2～50小时 条件下与催化剂接触发生催化裂解来生产丙烯，可用于C4烯烃裂解生产丙烯的工业生产中。

[0006] CN1962579涉及一种含碳烯烃裂解产物的分离方法，通过采用先将含碳烯烃裂解产物通过压缩至1.0～4.0MPa，进入第一分离塔，塔顶得到乙烯，塔釜釜液进入第二分离塔，塔顶得到C5及C5以下馏分，塔底得到的C6以上馏分；C5及C5以下馏分进入第三分离塔，塔顶得到的C3馏分进入第四分离塔；塔釜釜液为C4及C5馏分；第四分离塔侧线抽出得到重量浓度为90～99％的丙烯，塔釜得到重量浓度为80～95％的丙烷。该方法从第三分离塔塔釜分离的C4及C5馏分20～80wt％循环作为裂解反应原料。

[0007] 由于烯烃催化裂解装置中碳四碳五烃类转化为高附加值的乙烯丙烯选择性高，经济效益好，因此存在迫切的进一步提高双烯收率和提高产能的需要。现有技术均存在烯烃裂解装置生产能力存在瓶颈且烯烃收率低的问题，本发明有针对性的解决了上述问题。

发明内容

[0008] 本发明所要解决的技术问题是现有技术中烯烃裂解装置生产能力存在瓶颈且烯烃收率低、副产特别是C5～C6副产多的问题，提供一种新的烯烃裂解装置扩能的方法。该方法具有烯烃裂解装置生产能力、低碳烯烃收率和副产特别是C5～C6副产少的优点，特别是适用于对现有烯烃裂解装置进行扩能改造，在扩能完成之前并不会影响现有产能。

[0009] 为解决上述问题，本发明采用的技术方案如下：一种烯烃裂解装置扩能的方法，包括如下步骤：原烯烃裂解装置副产碳四送入新建烯烃裂解反应器，获得的反应产物送入新建脱丙烷塔分离，新建脱丙烷塔顶采出增产的粗丙烯产品，新建脱丙烷塔釜液和原烯烃裂解装置副产含碳五组分汽油汇合送入新建脱戊烷塔，新建脱戊烷塔釜采出副产粗汽油，新建脱戊烷塔顶得到碳四碳五物流，至少部分碳四碳五物流作为循环物料和原烯烃裂解装置副产碳四汇合。

[0010] 上述技术方案中，所述原烯烃裂解装置的原料为含碳四碳五的烃类物流，其中碳四碳五烯烃的总质量含量为60～95WT％。

[0011] 上述技术方案中，所述原烯烃裂解装置的原料为甲醇制烯烃装置副产的含碳四碳五的烃类物流。

[0012] 上述技术方案中，所述新建烯烃裂解反应器采用对碳四碳五烷烃具有裂解能力的催化剂。

[0013] 上述技术方案中，所述新建烯烃裂解反应器的设计处理量不大于原烯烃裂解反应器。

[0014] 上述技术方案中，所述碳四碳五物流作为循环物流的比例至少为70％，优选的循环物流的比例至少为90％。

[0015] 上述技术方案中，所述新建烯烃裂解反应器的循环比为2.0～5.0。

[0016] 上述技术方案中，所述新建烯烃裂解反应器反应产物经增压至1.0～2.0MPA后送入新建脱丙烷塔。

[0017] 上述技术方案中，所述新建脱丙烷塔操作压力为0.8～1.8MPA。

[0018] 上述技术方案中，所述新建脱戊烷塔操作压力为0.3～0.8MPA。

[0019] 本发明中原烯烃裂解装置可以采用现有公开技术的烯烃裂解催化剂和工艺流程生产乙烯和丙烯，同时副产碳四和碳五组分，也可以是一种依托于现有烯烃分离装置的工艺流程，其中原料经原烯烃裂解装置的反应器转化为反应产物后送入压缩机增压至1.0～4.0MPa，然后反应产物进入脱丙烷塔，在塔顶获得粗丙烯产品，塔釜获得碳四及更重组分，粗丙烯产品进入现有烯烃分离装置分离乙烯和丙烯，碳四及更重组分则送入脱戊烷塔，分离出碳六及更重组分，大部分碳四和碳五组分循环至反应器。

[0020] 采用本发明的方法，原烯烃裂解装置副产碳四和副产粗汽油所含的碳五组分在新建烯烃裂解装置进一步转化为乙烯和丙烯，提高乙烯和丙烯的产量。通过采用高循环比的工艺和对碳四碳五烷烃具有较强裂解能力的催化剂，进一步提高低碳烯烃产量。对于来自上游的碳四碳五烯烃含量较高的裂解原料，本发明所述的方法可以提高粗丙烯产量35％以上，全装置的双烯收率提高26％以上。对于碳四碳五烷烃含量较高的裂解原料，本发明所述的方法更具优势，可以提高粗丙烯产量50％以上，双烯收率提高40％以上。

[0021] 综上所述，采用本发明的方法，可以有效解决烯烃裂解装置生产能力存在瓶颈且烯烃收率低的问题，取得了较好的技术效果。

附图说明

[0022] 图1为本发明所述方法的流程示意图。

[0023] 图1中，1为上游烯烃裂解原料；2为原烯烃裂解装置粗丙烯产品；3为原烯烃裂解装置副产碳四；4为原装置副产含碳五组分汽油；5为新建烯烃裂解反应器进料；6为新建烯烃裂解反应器反应产物；7为经压缩机增压的反应产物；8为脱丙烷塔釜液；9为脱戊烷塔进料；10为脱戊烷塔顶出料；11为副产粗汽油，12为驰放气，13为碳四碳五循环物料，14为增产的粗丙烯产品。

[0024] 图1中，A为原烯烃裂解装置，B为新建烯烃裂解反应器，C为压缩机，D为脱丙烷塔，E为脱戊烷塔。

[0025] 该工艺流程说明如下：上游烯烃裂解原料在原烯烃裂解装置中转化为粗丙烯产品、副产碳四和副产含碳五组分汽油。副产碳四和来自新建脱戊烷塔顶的循环碳四碳五汇合后，一起送入新建烯烃裂解反应器，发生烯烃裂解反应，生成富含乙烯和丙烯的反应产物。该反应产物经压缩机增压至后，送入脱丙烷塔分离出粗丙烯产品14，该产品即增加的产能。脱丙烷塔釜液和来自原装置的副产含碳五组分汽油汇合后，一起送入新建的脱戊烷塔，从塔釜分离出不含碳五组分的粗汽油，塔顶采出的碳四碳五大部分作为循环物流返回反应器，小部分作为驰放气维持物料平衡。

[0026] 下面通过实施例对本发明作进一步的阐述，但不仅限于本实施例。

具体实施方式

[0027] 【比较例1】

[0028] 某甲醇制烯烃厂为烯烃裂解装置提供10吨/小时碳四碳五烯烃原料，其中碳四碳五烯烃的总质量含量为95％，其余为碳四碳五烷烃。烯烃裂解装置包括裂解反应器，裂解气压缩机，脱丙烷塔和脱戊烷塔。该原料经烯烃裂解装置处理后，从脱丙烷塔顶获得5.67吨/小时粗丙烯产品，其中双烯(即乙烯和丙烯)的质量分数为88％，脱戊烷塔顶获得副产碳四为1.17吨/小时，脱戊烷塔釜获得副产粗汽油(含碳五组分)为3.15吨/小时。全装置基于原料中碳四碳五烯烃的低碳烯烃收率为52％。

[0029] 【比较例2】

[0030] 某MTBE装置为烯烃裂解装置提供10吨/小时醚后碳四烯烃原料，其中碳四烯烃的总质量含量为80％，其余为碳四烷烃。该原料经烯烃裂解装置处理后，获得5.47吨/小时粗丙烯产品，其中双烯(即乙烯和丙烯)的质量分数为87％，副产碳四为1.73吨/小时，副产粗汽油(含碳五组分)为2.81吨/小时。全装置基于原料中碳四碳五烯烃的低碳烯烃收率为53％。

[0031] 【比较例3】

[0032] 某FCC催化裂化装置为烯烃裂解装置提供10吨/小时碳四碳五烯烃原料，其中碳四烯烃的总质量含量为65％，其余为碳四烷烃。该原料经烯烃裂解装置处理后，获得4.33吨/小时粗丙烯产品，其中双烯(即乙烯和丙烯)的质量分数为86％，副产碳四为3.56吨/小时，副产粗汽油(含碳五组分)为2.11吨/小时。全装置基于原料中碳四碳五烯烃的低碳烯烃收率为57％。

[0033] 【比较例4】

[0034] 某甲醇制烯烃厂原设计为烯烃裂解装置提供10吨/小时碳四碳五烯烃原料，其中碳四碳五烯烃的总质量含量为95％，其余为碳四碳五烷烃。由于上游甲醇制烯烃厂的操作工况改变，导致提供给烯烃裂解装置的碳四碳五烯烃原料量提高至12吨/小时，超出了烯烃裂解装置的设计原料处理能力，导致烯烃裂解装置无法在较优的工艺条件下运行。该原料经烯烃裂解装置处理后，5.13吨/小时粗丙烯产品，其中双烯(即乙烯和丙烯)的质量分数为89.5％，脱戊烷塔顶获得副产碳四为3.89吨/小时，脱戊烷塔釜获得副产粗汽油(含碳五组分)为2.98吨/小时。全装置基于原料中碳四碳五烯烃的低碳烯烃收率为40.3％。

[0035] 【比较例5】

[0036] 某甲醇制烯烃厂原设计为烯烃裂解装置提供10吨/小时碳四碳五烯烃原料，其中碳四碳五烯烃的总质量含量为95％，其余为碳四碳五烷烃。由于上游甲醇制烯烃厂的操作工况改变，导致提供给烯烃裂解装置的碳四碳五烯烃原料量提高至12吨/小时，超出了烯烃裂解装置的设计原料处理能力，导致烯烃裂解装置无法在较优的工艺条件下运行。若为了提高总烯烃收率，新建一套小规模的烯烃裂解装置以处理上有增加的2吨/小时碳四碳五烯烃原料。按比较例1的低碳烯烃收率52％计，则两套烯烃裂解装置共生产6.8吨/小时粗丙烯产品，获得副产碳四为1.4吨/小时，脱戊烷塔釜获得副产粗汽油(含碳五组分)为3.78吨/小时。

[0037] 【实施例1】

[0038] 以比较例1中所述烯烃裂解装置副产碳四和副产粗汽油为原料，新建一套本发明中所述的烯烃裂解装置，采用和原烯烃裂解装置相同的催化剂，工艺流程和附图说明中相同。其中，循环比(即碳四碳五循环物流13和副产碳四物流3的质量流量比)为2.3，碳四碳五物流作为循环物流的比例为74.5％，压缩机出口压力为1.8MPa，脱丙烷塔操作压力为1.7MPa，脱戊烷塔操作压力为0.5MPa。新建烯烃裂解装置的新增粗丙烯产量为1.96吨/小时，相对比较例增产35％，粗丙烯中双烯浓度为86％。原装置和新建装置总的低碳烯烃收率为70％，相对比较例提高18％。

[0039] 【实施例2】

[0040] 以比较例1中所述烯烃裂解装置副产碳四和副产粗汽油为原料，新建一套本发明中所述的烯烃裂解装置，采用对碳四碳五烷烃具有裂解能力的催化剂，工艺流程和附图说明中相同。其中，循环比为2，碳四碳五物流作为循环物流的比例为86.5％，压缩机出口压力为1.75MPa，脱丙烷塔操作压力为1.7MPa，脱戊烷塔操作压力为0.6MPa。新建烯烃裂解装置的新增粗丙烯产量为2.72吨/小时，相对比较例增产48％，粗丙烯中双烯浓度为90％。原装置和新建装置总的低碳烯烃收率为78％，相对比较例提高26％。

[0041] 【实施例3】

[0042] 以比较例2中所述烯烃裂解装置副产碳四和副产粗汽油为原料，新建一套本发明中所述的烯烃裂解装置，采用对碳四碳五烷烃具有裂解能力的催化剂，工艺流程和附图说明中相同。其中，循环比为3，碳四碳五物流作为循环物流的比例为94.2％，压缩机出口压力为1.5MPa，脱丙烷塔操作压力为1.4MPa，脱戊烷塔操作压力为0.35MPa。新建烯烃裂解装置的新增粗丙烯产量为2.81吨/小时，相对比较例增产51％，粗丙烯中双烯浓度为89％。原装置和新建装置总的低碳烯烃收率为91％，相对比较例提高38％。

[0043] 【实施例4】

[0044] 以比较例2中所述烯烃裂解装置副产碳四和副产粗汽油为原料，新建一套本发明中所述的烯烃裂解装置，采用对碳四碳五烷烃具有裂解能力的催化剂，工艺流程和附图说明中相同。其中，循环比为4，碳四碳五物流作为循环物流的比例为95.6％，压缩机出口压力为1MPa，脱丙烷塔操作压力为0.9MPa，脱戊烷塔操作压力为0.4MPa。新建烯烃裂解装置的新增粗丙烯产量为3.0吨/小时，相对比较例增产55％，粗丙烯中双烯浓度为90％。原装置和新建装置总的低碳烯烃收率为93％，相对比较例提高40％。

[0045] 【实施例5】

[0046] 以比较例3中所述烯烃裂解装置副产碳四和副产粗汽油为原料，新建一套本发明中所述的烯烃裂解装置，采用对碳四碳五烷烃具有裂解能力的催化剂，工艺流程和附图说明中相同。其中，循环比为5，碳四碳五物流作为循环物流的比例为98.2％，压缩机出口压力为1.5MPa，脱丙烷塔操作压力为1.4MPa，脱戊烷塔操作压力为0.7MPa。新建烯烃裂解装置的新增粗丙烯产量为3.7吨/小时，相对比较例增产85％，粗丙烯中双烯浓度为85％。原装置和新建装置总的低碳烯烃收率为106％，相对比较例提高49％。总的低碳烯烃收率大于100％的原因是新建装置采用了对烷烃具有裂解能力的催化剂，而在本发明中低碳烯烃收率是基于原料中的碳四碳五烯烃。

[0047] 【实施例6】

[0048] 以比较例4中所述烯烃裂解装置3.89吨/小时副产碳四和2.98吨/小时副产粗汽油为原料，新建一套本发明中所述的烯烃裂解装置，采用对碳四碳五烷烃具有裂解能力的催化剂，工艺流程和附图说明中相同。其中，循环比为5，压缩机出口压力为1.5MPa，脱丙烷塔操作压力为1.4MPa，脱戊烷塔操作压力为0.7MPa。新建烯烃裂解装置的新增粗丙烯产量为4.85吨/小时，总粗丙烯产量为9.98吨/小时，相对比较例5新建一套小规模的烯烃裂解装置以处理上游增加的2吨/小时碳四碳五烯烃原料，本实施例增产粗丙烯47％。

[0049] 【实施例7】

[0050] 某甲醇制烯烃厂为原烯烃裂解装置提供10吨/小时碳四碳五烯烃原料，其中碳四碳五烯烃的总质量含量为60％，其余为碳四碳五烷烃。原烯烃裂解装置包括裂解反应器，裂解气压缩机，脱丙烷塔和脱戊烷塔。该原料经原烯烃裂解装置处理后，从脱丙烷塔顶获得3.93吨/小时粗丙烯产品，其中双烯(即乙烯和丙烯)的质量分数为86％，脱戊烷塔顶获得副产碳四为4.86吨/小时，脱戊烷塔釜获得副产粗汽油(含碳五组分)为1.21吨/小时。以上述原烯烃裂解装置副产碳四和副产粗汽油为原料，新建一套本发明中所述的烯烃裂解装置，采用对碳四碳五烷烃具有裂解能力的催化剂，工艺流程和附图说明中相同。其中，循环比为
2，压缩机出口压力为2.0MPa，脱丙烷塔操作压力为1.8MPa，脱戊烷塔操作压力为0.8MPa。新建烯烃裂解装置的新增粗丙烯产量为2.45吨/小时。

[0051] 【实施例8】

[0052] 某甲醇制烯烃厂为原烯烃裂解装置提供10吨/小时碳四碳五烯烃原料，其中碳四碳五烯烃的总质量含量为70％，其余为碳四碳五烷烃。原烯烃裂解装置包括裂解反应器，裂解气压缩机，脱丙烷塔和脱戊烷塔。该原料经原烯烃裂解装置处理后，从脱丙烷塔顶获得4.58吨/小时粗丙烯产品，其中双烯(即乙烯和丙烯)的质量分数为87％，脱戊烷塔顶获得副产碳四为4.0吨/小时，脱戊烷塔釜获得副产粗汽油(含碳五组分)为1.41吨/小时。以上述原烯烃裂解装置副产碳四和副产粗汽油为原料，新建一套本发明中所述的烯烃裂解装置，采用对碳四碳五烷烃具有裂解能力的催化剂，工艺流程和附图说明中相同。其中，循环比为4，压缩机出口压力为1.9MPa，脱丙烷塔操作压力为1.8MPa，脱戊烷塔操作压力为0.7MPa。新建烯烃裂解装置的新增粗丙烯产量为3.2吨/小时。

[0053] 【实施例9】

[0054] 某甲醇制烯烃厂为原烯烃裂解装置提供10吨/小时碳四碳五烯烃原料，其中碳四碳五烯烃的总质量含量为75％，其余为碳四碳五烷烃。原烯烃裂解装置包括裂解反应器，裂解气压缩机，脱丙烷塔和脱戊烷塔。该原料经原烯烃裂解装置处理后，从脱丙烷塔顶获得4.91吨/小时粗丙烯产品，其中双烯(即乙烯和丙烯)的质量分数为85％，脱戊烷塔顶获得副产碳四为3.58吨/小时，脱戊烷塔釜获得副产粗汽油(含碳五组分)为1.51吨/小时。以上述原烯烃裂解装置副产碳四和副产粗汽油为原料，新建一套本发明中所述的烯烃裂解装置，采用对碳四碳五烷烃具有裂解能力的催化剂，工艺流程和附图说明中相同。其中，循环比为
2.5，压缩机出口压力为1.8MPa，脱丙烷塔操作压力为1.7MPa，脱戊烷塔操作压力为0.6MPa。
新建烯烃裂解装置的新增粗丙烯产量为2.89吨/小时。

[0055] 【实施例10】

[0056] 某甲醇制烯烃厂为原烯烃裂解装置提供10吨/小时碳四碳五烯烃原料，其中碳四碳五烯烃的总质量含量为90％，其余为碳四碳五烷烃。原烯烃裂解装置包括裂解反应器，裂解气压缩机，脱丙烷塔和脱戊烷塔。该原料经原烯烃裂解装置处理后，从脱丙烷塔顶获得5.89吨/小时粗丙烯产品，其中双烯(即乙烯和丙烯)的质量分数为88％，脱戊烷塔顶获得副产碳四为2.29吨/小时，脱戊烷塔釜获得副产粗汽油(含碳五组分)为1.81吨/小时。以上述原烯烃裂解装置副产碳四和副产粗汽油为原料，新建一套本发明中所述的烯烃裂解装置，采用对碳四碳五烷烃具有裂解能力的催化剂，工艺流程和附图说明中相同。其中，循环比为
1.5，压缩机出口压力为1.7MPa，脱丙烷塔操作压力为1.8MPa，脱戊烷塔操作压力为0.5MPa。
新建烯烃裂解装置的新增粗丙烯产量为1.85吨/小时。