[发明专利]轻烃改质和丙烷脱氢联合生产丙烯的系统和方法

说明书

本发明关于轻烃改质和丙烷脱氢联合生产丙烯的系统及方法。将轻质烷烃改质制丙烷与丙烷催化脱氢制丙烯组合在一起生产丙烯，一套装置完成轻烃改质和丙烷脱氢的双重功能，不仅可以缩短整体工艺流程而且可以降低装置投资和操作费用。该系统包括轻烃改质反应区和丙烷脱氢反应区。轻烃改质反应区完成原料的预热、加热和反应以及反应产物的换热和冷却；丙烷脱氢反应区顺次完成原料的预热、加热和反应以及反应产物的换热、冷却和加压；冷却后的轻烃改质产物和压缩后的丙烷脱氢产物进入共同的产品回收和分离系统，分离回收的轻烃循环作为轻烃改质的原料，丙烷循环作为丙烷脱氢的原料。

技术领域

本发明涉及一种轻烃改质和丙烷脱氢联合生产丙烯的系统和方法，属于石油化工工艺领域。

背景技术

近年来，随着烯烃产品需求量增大，除传统的乙烯工业外，烷烃催化脱氢制烯烃特别是丙烷脱氢制丙烯技术得到了长足发展，但同时催化脱氢原料特别是丙烷供应日趋紧张，相继出现了一些制丙烷的技术，其中轻烃改质制丙烷倍受关注。

CN201110143584.4专利公开了一种催化剂，由丁烷生产丙烷和高辛烷值汽油。催化剂为氢型硅铝中孔沸石，丁烷转化率最高仅72.6％，丙烷收率最高仅达到55.25％。

CN110947417A专利公开了一种由链烷烃生产丙烷和汽油的催化剂，包括复合载体和以载体为基准计算的含量为0.1-2.0质量％的稀土氧化物，复合载体包括5-85质量％的ZSM-5沸石、5-85质量％的MCM-41沸石和5-40质量％的氧化铝。该催化剂用于在非临氢条件下将链烷烃转化，具有较高的丙烷产率，并副产高辛烷值汽油调和组分。

CN111229299A公开了一种直链烷烃高效异构化和芳构化催化剂及其制备方法。催化剂为金属负载的ZSM-5，可以将C3-C12烷烃原料异构化或芳构化，在生产出高辛烷值异构烷烃和高品质汽油组分的同时副产一定数量的丙烷。

尽管上述制丙烷技术各不相同，但在实施上，它们与丙烷催化脱氢装置相互独立为另一套装置，反应产生的产物经分离出丙烷作为催化脱氢装置的原料。

发明内容

本发明的目的是提供一种新的生产丙烯的系统和方法，使其以多种烷烃为原料生产丙烯，将轻烃改质制丙烷与丙烷脱氢制丙烯工艺巧妙地组合在一个反应系统，一套装置完成轻烃改质制丙烷和丙烷脱氢制丙烯的双重功能，从而并降低装置投资和操作费用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种轻烃改质和丙烷脱氢联合生产丙烯的系统，包括相轻烃改质反应区和丙烷脱氢反应区，其中轻烃改质反应区包括顺次连接的轻烃改质原料加热炉、轻烃改质反应器、轻烃改质原料产品换热器以及轻烃改质产品冷却器，其中所述轻烃改质原料产品换热器的低温介质入口供原料进入，出口与轻烃改质原料加热炉连接，依次实现原料的预热、加热和反应以及产品的换热和冷却；所述丙烷脱氢反应区包括顺次连接的丙烷脱氢原料加热炉、丙烷脱氢反应器、轻烃改质原料产品换热器、丙烷脱氢产品冷却器以及丙烷脱氢产品压缩机，其中丙烷脱氢原料产品换热器入口供原料进入，出口与丙烷脱氢原料加热炉连接，依次实现原料的预热、加热和反应以及产品的换热、冷却和压缩。上述冷却后的轻烃改质产物和压缩后的丙烷脱氢产物进入共同的产品回收和分离系统，分离回收的轻烃循环作为轻烃改质的原料与外供原料一起进入轻烃改质原料产品换热器，分离回收的丙烷循环作为丙烷脱氢的原料与外供原料一起进入丙烷脱氢原料产品换热器。

本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。

前述的一种轻烃改质和丙烷脱氢联合生产丙烯的系统，其中所述的轻烃改质的原料为C4烷烃、C5烷烃、C6烷烃、烷基轻石脑油、抽余油和煤基轻石脑油中的至少一种；丙烷脱氢的原料为轻烃改质产生的丙烷或另加外来的丙烷。

前述的一种轻烃改质和丙烷脱氢联合生产丙烯的系统，其中所述的轻烃改质反应器为固定床或流化床，丙烷脱氢反应器为固定床、移动床或流化床。