CN100522900C - 含碳烯烃生产丙烯乙烯的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种含碳烯烃生产丙烯乙烯的方法，主要解决以往技术中C4～C8含碳烯烃混合物转化为C2-C3烯烃收率低的问题。本发明通过采用液相原料含碳烯烃混合物通过与裂解产物热交换气化并预热，再通过加热炉加热达到反应温度；裂解反应在400-600℃、10-50KPa(绝压)条件下进行；裂解产物经过与原料含碳烯烃混合物换热后再经冷凝，分离出C5以上馏分；其余裂解产物压缩后至后续分离装置，分别得到丙烯、乙烯的方法较好地解决了该问题，可用于生产丙烯、乙烯的工业装置中。

Description

含碳烯烃生产丙烯乙烯的方法
技术领域
本发明涉及一种含碳烯烃生产丙烯乙烯的方法。
背景技术
丙烯、乙烯是重要的基本有机化工原料之一。丙烯主要用于生产PP、异丙苯、丙烯腈、丙烯酸等诸多产品；乙烯是生产聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)和环氧乙烷/乙二醇(EO/EG)等重要有机化工产品的主要原料。作为重要的轻烯烃，丙烯、乙烯的年需求在不断增长。烃类热裂解仍是生产乙烯的主要方法之一，而生产丙烯的工艺一般可概况为副产品工艺和专有工艺。副产品工艺主要是指通过蒸汽裂解和催化裂化制乙烯装置得到的丙烯。专有工艺指专门开发生产丙烯的工艺，目前主要有丙烷脱氢、低碳烯烃歧化、低碳烯烃裂解、甲醇制丙烯等工艺技术。低碳烯烃裂解制丙烯技术，不仅可用于生产丙烯、乙烯，并且可以提高低碳烯烃的附加值，具有很大的发展前景。低碳烯烃催化裂解制丙烯技术的基本原理是利用具有独特择型性和酸性的ZSM-5分子筛催化剂，有选择地把低碳烯烃裂解为丙烯和乙烯。
文献WO2004096439介绍了一种混合烯烃裂解制轻烯烃的工艺。此工艺没有采用共用物料，原料混合烯烃在高空速条件下进行裂解反应。此工艺可获得多种轻烯烃，但对丙烯、乙烯的选择性并不太高。
文献EP109059介绍了一种C4～C12混合烯烃制丙烯、乙烯的工艺，此工艺同样没有共用物料，原料混合烯烃直接在大于50小时-1的重量空速下进行裂解反应。此生产工艺对丙烯的选择性不是很高，而且对C5以上馏分的选择性反而大于33％。
上述文献所述工艺都是在不需要共用物料的条件下对混合烯烃进行裂解，生产丙烯乙烯。但是，由于裂解反应是在正压下进行，因此烯烃转化率和对丙烯、乙烯的选择性都不可能很高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是以往技术中C4～C8含碳烯烃混合物转化为C2～C3烯烃收率低的问题，提供一种新的含碳烯烃生产丙烯乙烯的方法。该方法具有对含碳烯烃混合物进行催化裂解反应时，获得高收率丙烯、乙烯裂解产物的优点。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种含碳烯烃生产丙烯和乙烯的方法，包括以下步骤：
(1)C4～C8的含碳烯烃与裂解产物热交换后气化并预热，然后被加热至400～600℃，进入反应器进行催化裂解反应；
(2)催化裂解反应在绝对压力为10～50Kpa条件下进行；
(3)与原料含碳烯烃换热后的裂解产物，经冷凝后进入气液分离罐；气液分离罐底部分离出液相C5以上馏分，顶部分离得到的气相裂解产物通过压缩机压缩后进入后续分离装置，分离得到丙烯和乙烯。
上述技术方案中，含碳烯烃催化裂解优选催化剂为ZSM-5型分子筛催化剂；反应进料优选方案为加热至450～550℃，进入反应器进行催化裂解反应；反应器中反应重量空速优选范围为5～100小时-1，更优选范围为5～50小时-1；反应器中反应绝对压力优选范围为15～40KPa。裂解产物经冷凝后温度优选范围为10～80℃，更优选范围为20～60℃。反应系统压力的优选方案为由压缩机产生。
本发明方法得到的丙烯和乙烯不少于原料中烯烃总量的60％。本发明方法的催化裂解反应是在负压下进行，提高了原料中烯烃的转化率和对丙烯、乙烯的选择性，获得了更多的丙烯、乙烯。如果结合进蒸汽裂解制乙烯装置、FCC装置以及其它增产丙烯装置如甲醇制丙烯装置，则本方法可获得高纯度的丙烯、乙烯，取得了较好的技术效果。
附图说明
图1为本发明方法工艺流程示意图；
图2为文献EP109059工艺流程示意图；
图1或图2中1为原料含碳烯烃混合物，2为加热炉，3为反应器，4为进料换热器，5为部分冷凝器，6为气液分离器，7为压缩机，8为气相裂解产物，9为C5以上馏分，10为C2以下馏分，11为C3馏分，12为其它馏分，13为混合C4～C8。
图1中，含碳烯烃混合物1与反应器裂解产物在换热器4换热，气化、预热后再经加热炉2加热至反应温度。反应器裂解产物经换热器4换热后，再经部分冷凝器5部分冷凝后进入气液分离罐6。气液分离器6底部液相9为C5以上馏分。气液分离器6顶部气相经压缩机7压缩后进入后续分离装置，得到丙烯、乙烯。
下面通过实施例对本发明作进一步的阐述。
具体实施方式
【比较例1】
按图2所示，含碳烯烃混合物组成(重量％)为：异丁烯：45％，异丁烷：55％。采用文献EP109059工艺流程，重时空速为80小时-1，反应温度为575℃，反应压力为0.05MPa，催化裂解反应催化剂为SiO2和Al2O3摩尔比为300的ZSM-5分子筛，实验证明将得到如下比例的产品(重量％)：
C2烯烃：0.11％
C3烯烃：23.3％
C4：28.5％
C5以上：48.09％
【比较例2】
按图2所示，含碳烯烃混合物组成(重量％)为：异丁烯：45％，异丁烷：55％。采用文献EP109059工艺流程，重时空速60小时-1，反应温度为550℃，反应压力为0.15MPa，催化裂解反应催化剂为SiO2和Al2O3摩尔比为300的ZSM-5分子筛，试验证明将得到如下比例的产品(重量％)：
C2烯烃：0.07％
C3烯烃：34.11％
C4：18.25％
C5以上：47.64％
【实施例1】
按图1所示，含碳烯烃混合物组成(重量％)为：异丁烯：45％，异丁烷：55％。采用本发明工艺流程，催化剂为硅铝摩尔比为200的ZSM-5分子筛，反应重时空速为10小时-1，反应温度为450℃，反应压力为15KPa(绝压)，部分冷凝器5后的温度为25℃，中试装置证明将得到如下比例的产品(相对与原料烯烃含量)：
C2～C3：68.3％
燃料气：0.08％
C4以上馏分：31.6％
【实施例2】
按图1所示，含碳烯烃混合物组成同实施例1。采用本发明工艺流程，催化剂为硅铝摩尔比为200的ZSM-5分子筛，反应重时空速为80小时-1，反应温度为500℃，反应压力为30KPa(绝压)，部分冷凝器5后的温度为45℃，将得到如下比例的产品(重量％)：
C2～C3：65.5％
燃料气：0.07％
C4以上馏分：34.4％
【实施例3】
按图1所示，含碳烯烃混合物组成同实施例1。采用本发明工艺流程，催化剂为硅铝摩尔比为200的ZSM-5分子筛，反应重时空速为30小时-1，反应温度为550℃，反应压力为50KPa(绝压)，部分冷凝器5后的温度为55℃，将得到如下比例的产品(重量％)：
C2～C3：69.5％
燃料气：0.1％
C4以上馏分：30.4％

Claims (9)

1、一种含碳烯烃生产丙烯和乙烯的方法，包括以下步骤：
(1)C4～C8的含碳烯烃与裂解产物热交换后气化并预热，然后被加热至400～600℃，进入反应器进行催化裂解反应；
(2)催化裂解反应在绝对压力为10～50KPa下进行；
(3)与原料含碳烯烃换热后的裂解产物，经冷凝后进入气液分离罐；气液分离罐底部分离出液相C5以上馏分，顶部分离得到的气相裂解产物通过压缩机压缩后进入后续分离装置，分离得到丙烯和乙烯。
2、根据权利要求1所述含碳烯烃生产丙烯和乙烯的方法，其特征在于反应进料加热至450～550℃，进入反应器进行催化裂解反应。
3、根据权利要求1所述含碳烯烃生产丙烯和乙烯的方法，其特征在于反应器中反应重量空速为5～100小时-1。
4、根据权利要求3所述含碳烯烃生产丙烯和乙烯的方法，其特征在于反应器中反应重量空速为5～50小时-1。
5、根据权利要求1所述含碳烯烃生产丙烯和乙烯的方法，其特征在于反应器中反应绝对压力为15～40KPa。
6、根据权利要求1所述含碳烯烃生产丙烯和乙烯的方法，其特征在于系统负压由压缩机产生。
7、根据权利要求1所述含碳烯烃生产丙烯和乙烯的方法，其特征在于裂解产物经冷凝后温度为10～80℃。
8、根据权利要求7所述含碳烯烃生产丙烯和乙烯的方法，其特征在于裂解产物经冷凝后温度为20～60℃。
9、根据权利要求1所述含碳烯烃生产丙烯和乙烯的方法，其特征在于催化裂解反应所用催化剂为ZSM-5型分子筛。
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