[发明专利]一种通过催化裂化或裂解过程将碳四烯烃转化成丙烯的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种通过催化裂化或裂解过程将碳四烯烃转化成丙烯的方法。属于液化气深加工以及石油资源高效利用领域，尤其适合使用催化裂化装置副产的混合碳四生产丙烯。

背景技术

丙烯是重要的石油化工原料，随着丙烯下游衍生物新品种的不断开发，近年来丙烯需求旺盛。目前，我国54％的丙烯来源于石脑油的蒸汽裂解，42％丙烯为催化裂化装置副产。与世界范围内对比，我国催化裂化副产丙烯占有重要的地位。国内催化裂化装置多，原料适应性强，催化裂化工艺生产丙烯潜力仍然巨大。借助催化裂化装置，将碳四烯烃高效转化为丙烯是提高碳四资源利用率、提高经济效益的一个重要途径。

CN102372608A公布了一种混合碳四的利用方法，此工艺中醚后碳四进行萃取精馏，得到混合丁烷和混合丁烯，混合丁烯作为裂解反应生产丙烯的原料。此方法中萃取精馏过程采用萃取塔和汽提塔组合的双塔流程，经过再生后的萃取液循环回萃取塔，工艺控制复杂；选用乙腈作为萃取剂时毒性较大，劳动防护条件苛刻；每处理1吨碳四产生300～400kg含乙腈废水，污染严重。

CN102603454A公布了一种混合碳四分离处理的方法。根据该工艺方法，混合碳四通过普通精馏方法脱出碳三、碳五组分后，进入由异丁烷萃取塔、正丁烷萃取塔和汽提塔组成的萃取精馏装置，得到高纯度异丁烷、正丁烷和丁烯产品。丁烯产品可用于回炼，裂解生产丙烯。该工艺分离过程共需要5个塔完成，萃取塔板达70～100块；经汽提塔再生的萃取剂分两路循环进入异丁烷塔、正丁烷塔，萃取精馏工艺复杂，不易操作；采用吗啉/N-甲酰吗啉混合液作为萃取剂时，汽提塔釜温度较高，易造成萃取剂结焦损耗，且萃取剂价格较高；投资、操作费用均较高。

CN101928195A公布了一种碳四综合利用的方法。该工艺将混合碳四经过催化精馏生产MTBE，醚后碳四经过脱甲醇处理后进行普通精馏操作：醚后碳四引入第一精馏塔，塔顶分离出异丁烷，塔底物料进入第二精馏塔，第二精馏塔塔顶分离得到高纯度1-丁烯，塔底2-丁烯浓度也得到提高。采用该技术的典型装置，两精馏塔板数均多达200块，每分离1吨碳四消耗蒸汽3.8吨。设备投资、操作费用大，能耗高。

CN102071054A公布了一种重质原油与轻烃共同催化裂化的方法，该工艺可将醚后碳四引入催化裂化提升管反应器中进行回炼，正丁烯转化为丙烯。但该工艺由于回炼轻烃中含有部分饱和烷烃，导致系统负荷较大，烯烃转化率低，过程能耗较高。

CN101381272A公布了一种甲醇和碳四烯烃两步法制备乙烯和丙烯的方法。根据该工艺方法，首先将甲醇、二甲醚与碳四及以上烯烃进行醚化反应，再将反应出口物料进行裂解反应生产乙烯、丙烯。但该工艺主要是通过甲醇制烯烃与碳四裂解生产烯烃两种反应的耦合，达到充分利用热量，降低反应温度的目的。工艺过程中未涉及到烷烃与烯烃的分离过程，如果采用催化裂化装置进行裂解反应，仍然难以解决烷烃在系统内累积导致的装置负荷大、能耗高的问题。另外，该专利所描述的过程中，使用二甲醚对碳四及以上的烯烃进行醚化(生成甲基烷基醚还有甲醇)，然后将产物进行回炼的过程，还是将甲醇裂解制烯烃作为整个反应过程的必要步骤。

目前国内炼厂较多采用的催化裂解多产丙烯技术的工艺流程：催化裂化装置产出的液化气，经过气分装置脱除C2、C3、C5后，进入醚化装置，不含异丁烯的醚后碳四或富含烯烃的轻质汽油不经烷烃/烯烃分离，直接重新返回到催化裂化装置进行回炼。但由于烷烃不断在系统内累积，最终导致系统内进行回炼的烯烃含量较低。所以该过程需要将部分烯烃含量较低的碳四排出系统，该方案中碳四利用率较低，系统负荷大，过程能耗高。

上述工艺大多涉及到混合碳四烷烃、烯烃的分离问题，目前碳四分离工艺主要有普通精馏技术和萃取精馏技术。当采用普通精馏的方法对碳四进行处理时，由于碳四中丁烯、丁烷的各组分沸点相近，普通精馏方法分离存在回流比大，塔板数多，能耗高，操作投资费用高的问题。当采用萃取精馏技术时存在丁烯收率低；流程复杂，操作困难；分离产品丁烯中混有萃取剂；溶剂比大，萃取剂使用量大等问题。

综上所述，开发醚后碳四转化为丙烯的技术过程中，提高烯烃利用率以及提高装置效益方面需要协调考虑。

发明内容