[發明專利]一種多產低碳烯烴的設備和方法

在審

• 申請號: 202110172430.1
• 申請日: 2021-02-08
• 公開（公告）號: CN112939719A
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發明（設計）人: 孫世源;孟凡東;閆鴻飛;張亞西;武立憲;張瑞風;楊鑫
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中石化煉化工程（集團）股份有限公司
• 主分類號: C07C5/333
• 分類號: C07C5/333;C07C11/06;C07C11/08;C07C4/06;C07C11/02
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 覃蛟

本發明公開了一種多產低碳烯烴的設備和方法，屬于石油煉制技術領域。該設備通過設置串聯的第一再生器和第二再生器，并通過第一再生器與催化裂化裝置連接，第二再生器與烷烴脫氫裝置連接，從而將烷烴脫氫和催化裂化反應耦合，以該設備進行多產低碳烯烴操作，不僅可以解決固定床和移動床存在的傳熱問題，實現連續反應再生，提高烷烴脫氫催化劑整體活性和反應效率，而且還節約了取熱成本和供熱成本，顯著提高過程熱效率；利用催化裂化反應的多余熱量使得烷烴脫氫反應維持在最佳的反應溫度內，顯著提高了烷烴脫氫的反應效率，此外，還可回煉本裝置生產的烷烴，顯著提升裝置低碳烯烴產率，同時增產附加值比烯烴更高的氫氣，具有顯著的經濟效益。

技術領域

本發明涉及石油煉制技術領域，具體而言，涉及一種多產低碳烯烴的設備和方法。

背景技術

乙烯、丙烯、丁烯等低碳烯烴是石油化工行業的重要原料。目前，低碳烯烴的生產主要包括四種：(1)蒸汽裂解，原料主要是輕石腦油和乙烷，有時會摻雜丙烷/LPG、柴油、減壓蠟油、加氫裂化尾油等；(2)煉廠氣副產，主要包括催化裂化或催化裂解等裝置副產低碳烯烴，原料主要為蠟油或渣油，催化劑一般為Y型沸石或ZSM-5型沸石或二者的復合物。(3)甲醇制烯烴技術，催化劑采用SAPO-34或ZSM-5型沸石。(4)丙烷、丁烷脫氫技術。

在現有技術中，煉廠氣副產和甲醇制烯烴技術在生產低碳烯烴的同時都不可避免的生產一定比例的丙烷和丁烷。例如，催化裂化裝置的丙烷/丙烯質量比一般在0.2-0.4之間，丁烷/丁烯質量比一般在0.9-1.4之間；甲醇制烯烴裝置的丙烷/丙烯質量比一般在0.06-0.10之間，丁烷/丁烯質量比一般在0.04-0.06之間。丙烷和丁烷是液化氣(LPG)的主體，一般作為燃料使用，附加值較低。丙烷、丁烷脫氫工藝可將丙烷和丁烷進一步轉化為高附加值的低碳烯烴，將丙烷、丁烷脫氫工藝和催化裂化或甲醇制烯烴技術耦合，可以顯著提升裝置整體的經濟效益。

目前，丙烷、丁烷脫氫工藝應用較為廣泛的是ABB Lummus公司的Catofin技術和UOP公司的Oleflex技術。Catofin技術采用固定床，催化劑為CrO_x/Al₂O₃。Cr基催化劑結焦失活較快，采用固定床反應器，催化劑的再生周期只有幾十分鐘，頻繁的反應、再生給生產操作帶來了極大的不便和安全風險。同時，六價Cr具有高致癌毒性，六價Cr一旦泄露可能造成嚴重的環境污染。

Oleflex技術采用移動床，催化劑為PtSn/Al₂O₃。貴金屬Pt基催化劑對S等毒物非常敏感，原料必須經過復雜的預處理才能進反應器，而且，該催化劑在連續進料幾個小時之內因結焦而失活，移動床反應器雖然能實現連續反應、再生，但裝置結構復雜、投資高，此外Pt價格昂貴，高昂的投資和催化劑使用成本限制了Pt催化劑在脫氫工藝中的應用，只有異丁烷資源豐富且價格低廉的國家或地區，該過程的經濟性才合理。

對于烷烴脫氫工藝，為了達到經濟上可接受的烷烴制烯烴的單程轉化率，反應溫度一般接近600℃，甚至在600℃以上，烷烴脫氫是強吸熱反應，采用固定床或移動床反應器，如何給反應供熱一直是工程上的難題。因為，Pt基催化劑和Cr基催化劑的載體的主要成分都是Al₂O₃等金屬氧化物，其是熱的不良導體，催化劑無論是處于固定或流動狀態，其傳熱性能都不理想。

鑒于此，特提出本發明。

發明內容

本發明的目的之一包括提供一種多產低碳烯烴的設備，可解決上述烷烴脫氫過程中存在的至少一種問題。

本發明的目的之二包括提供一種采用上述設備進行多產低碳烯烴的方法。

本申請可這樣實現：

第一方面，本申請提供一種多產低碳烯烴的設備，包括催化裂化裝置、再生裝置和烷烴脫氫裝置。