[发明专利]一种碳四、轻质油和甲醇耦合催化裂解制丙烯乙烯的工艺

权利要求书

1.一种碳四、轻质油和甲醇耦合催化裂解制丙烯乙烯的工艺，具体特征包括以下步骤：

(1)原料碳四进入预处理单元，碳四中含有的丙烯、丙烷等轻组分通过脱碳三塔从塔顶蒸馏出来，送到气分系统的脱乙烷塔中；而碳四及以上轻烃组分作为催化裂解反应的原料进入裂解反应系统。

(2)经过预处理后的碳四和轻质油、甲醇混合，经进料泵送到催化裂解反应单元的预热器，把温度提高，然后进入加热炉中，加热到反应引发温度450～650℃，高温的混合原料从裂解反应器顶部进入裂解催化剂床层，发生裂解、氢转移、歧化、芳构化等反应，碳四和轻质油催化裂解反应以吸热为主，而甲醇制丙烯乙烯的反应以放热为主。这两种反应热效应的耦合效果，可通过调整原料的比例来调节，从而控制床层温度。反应产物从反应器底部流出，进入原料预热器，为其提供热量。本工艺中催化裂解催化剂经过一段时间的反应之后会逐渐生焦，需要设置再生系统对本工艺中的催化剂进行再生，该再生系统有两个功能：一是为将含碳的裂解催化剂提供再生服务，二是为含碳的芳构化催化剂提供再生服务。两种催化剂都是以ZSM-5分子筛为基础的金属或非金属改性催化剂，烧焦温度的范围都是380～520℃。再生工艺流程如下：将空气和氮气按照一定比例(空气含量的控制范围为：0～100V％)混合，之后进入循环气压缩机增压、预热，进入加热炉，加热到380～520℃，从反应器顶部进入催化剂床层进行烧焦再生。为了平衡反应热，部分再生空气可以不经加热炉，从压缩机出口直接从反应器的侧部进料口进入反应器。

(3)催化裂解反应与干气芳构化反应的两股反应产物经过冷却、压缩后进入分离单元，分离单元由吸收稳定系统和气体分馏系统组成，反应产物首先进入吸收稳定系统，产物中的干气经过吸收，一部分从吸收塔顶排出，一部分返回干气芳构化反应器中。反应产物中的液化气组分经过解吸，进入稳定塔，通过精馏作用，从稳定塔顶出来，通过泵增压送到气分系统。裂解反应产物中含有异丁烯，会随着液化气组分进入稳定塔中，在稳定塔的中上部设置一段MTBE合成催化剂，而MTBE合成的另一股原料甲醇，从稳定塔的中部进料，与异丁烯在MTBE合成催化剂上发生反应，生成MTBE，MTBE和汽油一起从稳定塔底出来，作为汽油调和组分送到罐区。来自稳定塔的液化气中含有丙烯、丙烷、丁烯、丁烷以及少量的C2组分，进入气分系统，通过精馏原理，丙烯在丙烯精馏塔A、B中得到提纯，纯度可达99.7％，丙烷纯度可达95％以上，丁烷和丁烯从脱丙烷塔底出来，一部分作为产品送到罐区，一部分返回到裂解反应器中，参与丁烯裂解制丙烯反应。

(4)从吸收塔顶出来的干气进入干气芳构化单元，经过预热后，进入加热炉，被加热到干气芳构化反应温度后，从芳构化反应器顶部进入芳构化反应器中，该反应器设有侧线进料，干气在芳构化催化剂床层上发生叠合、芳构化、异构化等反应，生成RON大于94的汽油调和组分、液化石油气和贫烯干气，反应产物从反应器底部流出进入干气原料预热器，为其提供热量，经过换热装置与催化裂解反应产物混合进入分离单元。

2.根据权利要求1所述的一种碳四、轻质油和甲醇耦合催化裂解制丙烯乙烯的工艺，其特征在于：原料轻质油是以碳五～碳十为主要组分的轻烃(含石脑油、直馏汽油、抽余油以及稳定轻烃、汽油等)。

3.根据权利要求1所述的一种碳四、轻质油和甲醇耦合催化裂解制丙烯乙烯的工艺，其特征在于：裂解反应所用的催化剂，是以ZSM-5分子筛为主要成分，经过金属或非金属改性而制成，堆密度在0.63～0.73吨/立方米，反应温度450～650℃，压力为0.1～1.0MPa，空速0.1～5h^-1。

4.根据权利要求1所述的一种碳四、轻质油和甲醇耦合催化裂解制丙烯乙烯的工艺，其特征在于：催化裂解反应器为固定床，分为两段或者两段以上装填，即有两个或两个以上的反应区，内装催化裂解制丙烯乙烯催化剂，其反应器的个数是2个或者2个以上，保证生产的连续性。