利用混合碳四生產(chǎn)乙烯、丙烯的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種利用混合碳四生產(chǎn)乙烯、丙烯的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]乙烯、丙烯是石油化工最基本的原料，是生產(chǎn)各種有機(jī)化工產(chǎn)品的基礎(chǔ)，主要通過蒸汽裂解和催化裂化來生產(chǎn)。而作為蒸汽裂解裝置和催化裂化裝置主要副產(chǎn)物之一的混合碳四，其中含有數(shù)量不等的異丁烷、正丁烷、異丁烯、丁二烯、丁烯-1、丁烯-2等，這些組分是用途廣泛的化工原料，特別是碳四烯烴。目前混合碳四一般經(jīng)過丁二烯抽提、異丁烯醚化后，剩余的碳四大部分作為液化氣燃料使用，附加值較低。隨著碳四產(chǎn)量的不斷增長，如何提高碳四資源綜合利用率是企業(yè)降本增效、提升經(jīng)濟(jì)效益的有力途徑。
[0003]CA2297301介紹了一種提高碳四及碳四以上混合物價值的方法。該法采用沸石分子篩催化劑直接將碳四原料轉(zhuǎn)化為低碳烯烴，并分離得到乙烯、丙烯。該法包含兩個催化裂解反應(yīng)器、一個選擇性加氫反應(yīng)器、一個醚化反應(yīng)器等，流程復(fù)雜，且乙烯、丙烯收率低，經(jīng)濟(jì)性差。CN101279879B介紹了一種綜合利用混合碳四生產(chǎn)丙烯的方法。該法先通過催化裂解技術(shù)使混合碳四中的烯烴催化裂解為乙烯、丙烯，然后采用異構(gòu)化技術(shù)將丁烯-1異構(gòu)化為丁烯_2，最后通過歧化技術(shù)使丁烯_2與乙烯發(fā)生反應(yīng)來生產(chǎn)丙烯。該法沒有涉及含丁二烯原料的處理，一部分未反應(yīng)的碳四直接排放，導(dǎo)致碳四烯烴損失較大，并且沒有處理混合碳四中的烷烴，使得大量烷烴在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)，導(dǎo)致設(shè)備龐大。US6075173介紹了一種利用碳四烴生產(chǎn)異丁烯和丙烯的方法。該法通過選擇性加氫使丁二烯加氫為單烯烴，同時將丁烯-1異構(gòu)化為丁烯_2，然后采用精餾分離，塔頂采出異丁烯和少量丁烯-1，塔釜含丁烯_2和丁烷的餾分與乙烯混合后，通過歧化反應(yīng)來生產(chǎn)丙烯。US6686510B2是US6075173的改進(jìn)工藝。該法在對選擇性加氫反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行精餾分離時，在精餾塔內(nèi)或塔外耦合了一個異構(gòu)化反應(yīng)過程，使丁烯-1進(jìn)一步異構(gòu)化為丁烯_2，從而在精餾塔頂?shù)玫捷^高純度的異丁烯。此兩種方法沒有充分利用異丁烯且對于異丁烯含量較高的原料，丙烯的收率低，且消耗大量的乙烯資源。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明涉及一種利用混合碳四生產(chǎn)乙烯、丙烯的方法。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有技術(shù)中混合碳四利用率不高、附加值低的問題。提供了一種新的利用混合碳四生產(chǎn)乙烯、丙烯的方法。該方法具有混合碳四綜合利用率高、乙烯和丙烯收率高、經(jīng)濟(jì)性好的特點(diǎn)。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:一種利用混合碳四生產(chǎn)乙烯、丙烯的方法，包括以下步驟:(a)混合碳四原料和氫氣進(jìn)入選擇性加氫反應(yīng)器，原料中的丁二烯被加氫為單烯烴，加氫反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)過換熱及預(yù)熱后進(jìn)入催化裂解反應(yīng)器；(b)催化裂解反應(yīng)器內(nèi)，碳四烯烴催化裂解為乙烯、丙烯，催化裂解反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)過換熱、冷卻、壓縮后，進(jìn)入精餾塔進(jìn)行分離；(c)精餾塔頂采出乙烯、丙烯輕組分，塔釜采出碳五及以上重組分，側(cè)線采出未反應(yīng)碳四；(d)未反應(yīng)碳四進(jìn)入萃取精餾塔中部，萃取劑從萃取精餾塔上部加入，塔頂采出碳四烷烴，塔釜得含碳四烯烴及萃取劑的餾出物；(e)萃取精餾塔釜餾出物進(jìn)入溶劑回收塔中部，塔頂碳四烯烴作為催化裂解原料返回催化裂解反應(yīng)器，塔釜萃取劑返回萃取精餾塔上部，循環(huán)使用。
[0006]在上述技術(shù)方案中，混合碳四和氫氣進(jìn)入選擇性加氫反應(yīng)器，其中丁二烯被選擇性加氫為丁烯-1和/或丁烯-2，所采用的催化劑優(yōu)選為負(fù)載在氧化鋁載體上的包含選自鎳、鋅或鈀中的至少一種。選擇性加氫反應(yīng)器入口溫度優(yōu)選范圍為20?150°C，反應(yīng)壓力優(yōu)選范圍為0.6?4.0MPaG,反應(yīng)空速優(yōu)選范圍為1?20hr \氫氣與丁二烯摩爾比優(yōu)選范圍為 0.9 ?1.2。
[0007]選擇性加氫反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)過換熱并預(yù)熱至所需溫度后進(jìn)入催化裂解反應(yīng)器，反應(yīng)生成乙烯、丙烯，采用的催化劑優(yōu)選為硅鋁分子篩催化劑，反應(yīng)溫度優(yōu)選范圍為500?600°C，反應(yīng)壓力優(yōu)選范圍為0?0.2MPaG，反應(yīng)空速優(yōu)選范圍為15?30hr \
[0008]催化裂解反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)過換熱并冷卻至所需溫度后進(jìn)入壓縮機(jī)，由壓縮機(jī)壓縮至所需壓力后進(jìn)入精餾塔進(jìn)行分離，塔頂采出碳三及以下組分，塔釜采出碳五及以上組分，未反應(yīng)的混合碳四從塔側(cè)線采出，進(jìn)入萃取精餾塔中部，萃取劑從塔上部加入，萃取劑優(yōu)選為二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、乙腈中的至少一種。萃取精餾塔頂?shù)锰妓耐闊N，塔釜含碳四烯烴和萃取劑的餾出物進(jìn)入溶劑回收塔中部，塔頂碳四烯烴作為催化裂解原料全部返回至催化裂解反應(yīng)器，塔釜萃取劑返回萃取精餾塔上部，循環(huán)使用，并根據(jù)需要適量補(bǔ)充新鮮萃取劑。萃取精餾塔總理論板數(shù)優(yōu)選范圍為40?60，操作壓力優(yōu)選范圍為0.3MPaG?0.9MPaG，溶劑比優(yōu)選范圍為4?15，回流比優(yōu)選范圍為3?10。溶劑回收塔總理論板數(shù)優(yōu)選范圍為5?20，操作壓力優(yōu)選范圍為0.3MPaG?0.9MPaG，回流比優(yōu)選范圍為1?6。
[0009]上述技術(shù)方案中，混合碳四以重量百分比計，優(yōu)選為包括10?60%的丁二烯；更優(yōu)選為15?40%的丁二烯；
[0010]上述技術(shù)方案中，混合碳四以重量百分比計，優(yōu)選為包括5?60%的異丁烯；更優(yōu)選為10?50%異丁烯；
[0011]上述技術(shù)方案中，混合碳四以重量百分比計，優(yōu)選為包括5?50%的丁烯-1和丁烯_2 ;更優(yōu)選為10?40%的丁烯-1和丁烯-2 ；
[0012]上述技術(shù)方案中，混合碳四以重量百分比計，優(yōu)選為包括5?35%的丁烷；更優(yōu)選為10?25%的丁烷。
[0013]本發(fā)明通過采用選擇性加氫技術(shù)、催化裂解技術(shù)及萃取精餾技術(shù)，充分利用了混合碳四原料中的烯烴生產(chǎn)乙烯、丙烯，提升了混合碳四的利用率和附加值，乙烯和丙烯收率高，取得了較好的技術(shù)效果。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明一種利用混合碳四生產(chǎn)乙烯、丙烯的方法工藝流程示意圖。
[0015]圖2為CA2297301工藝流程示意圖。
[0016]圖1、圖2中1為原料混合碳四，2為氫<氣，3為選擇性加氫<反應(yīng)器,4為選擇性加氫<反應(yīng)產(chǎn)物，5為換熱器，6為預(yù)熱器，7為催化裂解反應(yīng)器，8為催化裂解反應(yīng)產(chǎn)物，9為冷卻器，10為壓縮機(jī)，11為精餾塔，12為碳三及以下組分，13為碳五及以上組分，14為未反應(yīng)混合碳四，15為萃取精餾塔，16為新鮮萃取劑，17為碳四烷烴，18為未反應(yīng)碳四烯烴和萃取劑的餾出物，19為溶劑回收塔，20為未反應(yīng)碳四烯烴，21為循環(huán)萃取劑，22為第一催化裂解反應(yīng)器，23為第一精懼塔,24為輕組分,25為乙烯,26為丙烯,27為碳四，28為重組分,29為選擇性加氫反應(yīng)器，30為甲醇，31為醚化反應(yīng)器，32為第二精餾塔，33為MTBE，34為第二催化裂解反應(yīng)器。
[0017]按圖1所示的流程，混合碳四1和氫氣2進(jìn)入選擇性加氫反應(yīng)器3，經(jīng)過選擇性加氫反應(yīng)，丁二烯被加氫為單烯烴。選擇性加氫反應(yīng)產(chǎn)物4經(jīng)過換熱器5和預(yù)熱器6預(yù)熱至反應(yīng)所需溫度，然后進(jìn)入催化裂解反應(yīng)器7。在催化裂解反應(yīng)器中混合碳四中的烯烴裂解為乙烯、丙烯，催化裂解反應(yīng)產(chǎn)物8經(jīng)換熱器5和冷卻器9冷卻至所需溫度，然后通過壓縮機(jī)10壓縮至所需壓力后進(jìn)入精餾塔11進(jìn)行分離。精餾塔頂采出碳三及以下組分12，塔釜采出碳五及以上組分13，未反應(yīng)混合碳四14側(cè)線采出后進(jìn)入萃取精餾塔15中部，新鮮萃取劑16從萃取精餾塔上部加入，塔頂采出碳四烷烴17，塔釜未反應(yīng)碳四烯烴和萃取劑的餾出物18進(jìn)入溶劑回收塔19，塔頂未反應(yīng)碳四烯烴20循環(huán)返回催化裂解反應(yīng)器前，塔釜循環(huán)萃取劑21返回萃取精餾塔上部，并根據(jù)需要在萃取精餾塔上部適量補(bǔ)充新鮮萃取劑。
[0018]下面通過具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但是，本發(fā)明的范圍并不只限于實(shí)施例所覆蓋的范圍。
【具體實(shí)施方式】
[0019]【比較例1】
[0020]按圖2所示，混合碳四組成(重量％ )為:丁二烯:40.0%，異丁烯:12.0%，丁烯-1:18.0 %，丁烯-2:18.2 %，丁烷:11.8 %。采用