CN112368252A - 生产丙烯料流的方法及相关设备 - Google Patents

生产丙烯料流的方法及相关设备 Download PDF

Info

Publication number
CN112368252A
CN112368252A CN201980043060.2A CN201980043060A CN112368252A CN 112368252 A CN112368252 A CN 112368252A CN 201980043060 A CN201980043060 A CN 201980043060A CN 112368252 A CN112368252 A CN 112368252A
Authority
CN
China
Prior art keywords
stream
rich
depropenizer
fraction
feed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201980043060.2A
Other languages
English (en)
Inventor
V·赖希
B·德斯图
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Technip Energies France SAS
Original Assignee
Technip France SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Technip France SAS filed Critical Technip France SAS
Publication of CN112368252A publication Critical patent/CN112368252A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C6/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a different number of carbon atoms by redistribution reactions
    • C07C6/02—Metathesis reactions at an unsaturated carbon-to-carbon bond
    • C07C6/04—Metathesis reactions at an unsaturated carbon-to-carbon bond at a carbon-to-carbon double bond
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D3/00—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/14—Fractional distillation or use of a fractionation or rectification column
    • B01D3/143—Fractional distillation or use of a fractionation or rectification column by two or more of a fractionation, separation or rectification step
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D3/00—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/42—Regulation; Control
    • B01D3/4211—Regulation; Control of columns
    • B01D3/4261—Side stream
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J19/245—Stationary reactors without moving elements inside placed in series
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C4/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a larger number of carbon atoms
    • C07C4/02—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a larger number of carbon atoms by cracking a single hydrocarbon or a mixture of individually defined hydrocarbons or a normally gaseous hydrocarbon fraction
    • C07C4/04—Thermal processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C4/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a larger number of carbon atoms
    • C07C4/02—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a larger number of carbon atoms by cracking a single hydrocarbon or a mixture of individually defined hydrocarbons or a normally gaseous hydrocarbon fraction
    • C07C4/06—Catalytic processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C7/00—Purification; Separation; Use of additives
    • C07C7/005—Processes comprising at least two steps in series
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C7/00—Purification; Separation; Use of additives
    • C07C7/04—Purification; Separation; Use of additives by distillation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00002—Chemical plants
    • B01J2219/00027—Process aspects
    • B01J2219/0004—Processes in series

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Abstract

本发明方法包括以下步骤：‑在复分解反应器(28)中引入富含C4和/或C5烃的进料馏分(26)和至少一个富含乙烯的馏分(22)；‑将该复分解产物(32)引入到脱乙烯塔(30)中；‑产生富含乙烯的塔顶料流(70)和进料料流(78)；‑将该进料料流(78)引入到脱丙烯塔(34)中，并回收包含C4+烃的塔底料流(88)；‑从该脱丙烯塔(34)的塔顶料流(80)中回收丙烯料流(11)；‑侧向提取再循环料流(92)，并将该再循环料流(92)返回至该复分解反应器(28)；‑在脱丙烯塔(34)中侧向取出富含C4链烷烃和/或富含异丁烯的排除物(90)。

Description

生产丙烯料流的方法及相关设备
技术领域
本发明涉及一种生产丙烯料流的方法，包括以下步骤：
-在复分解反应器中引入富含C4和/或C5烃的进料馏分和至少一个富含乙烯的馏分；
-在该复分解反应器的出口处回收复分解产物；
-将该复分解产物引入到脱乙烯塔中；
-在该脱乙烯塔的顶部产生富含乙烯的塔顶料流并在该脱乙烯塔的底部产生进料料流；
-将该进料料流引入到脱丙烯塔中，并从该脱丙烯塔的底部回收包含C4+烃的塔底料流；
-从该脱丙烯塔的塔顶料流中回收丙烯料流；
-侧向提取富含C4和/或C5烃的再循环料流，并将该再循环料流返回至该复分解反应器。
这种方法尤其在烃裂化单元、特别是蒸汽裂化单元和/或精炼厂(FCC催化裂化单元或其他)内实施或与之并行地实施。
丙烯根据通过在复分解反应器中使2-丁烯料流与乙烯料流接触的方法来产生。
背景技术
在一种已知方法中，用于复分解的2-丁烯料流和乙烯料流来自蒸汽裂化单元。来自精炼厂(催化裂化或其他)的C4馏分任选地被用作丁烯的另一个来源。该一个或多个C4馏分通常在复分解的上游被处理，以获得供料，该供料不含丁二烯、贫异丁烯且具有尽可能朝向2-丁烯的2-丁烯/1-丁烯比例。还可通过如下方式获得2-丁烯：将乙烯二聚为1-丁烯，然后将1-丁烯异构化为2-丁烯。
在来自蒸汽裂化的C4馏分的情况下，其典型地在丁二烯的选择性氢化单元中进行处理，还确保了1-丁烯加氢异构化为2-丁烯，之后在蒸馏塔中进行处理以除去异丁烯。另外可选地，丁二烯借助于专用单元提取和/或异丁烯借助于MTBE型单元提取。从这个或这些单元中提取的富含2-丁烯的提余物然后被送到复分解反应器中。
在复分解单元的下游还设有分离段以处理流出物。第一蒸馏塔(下文称为“脱乙烯塔”)将未反应的乙烯与复分解反应器产生的C3+馏分分离。
塔顶回收的乙烯被分离成乙烯排除物和到复分解反应器的乙烯再循环物。
在脱乙烯塔底部产生的C3+馏分被送入第二蒸馏塔(下文称为“脱丙烯塔”)。丙烯在该塔的顶部产生。富含C4烃的馏分在进料板和塔底之间以液相取出，然后向复分解反应器再循环。
就丙烯的最终收率和/或反应器的循环时间而言，这种方法不是最佳的。
首先，链烷烃化合物(异丁烷、正丁烷等)向反应器的再循环是无用的，因为这些饱和化合物在性质上对复分解反应是惰性的。
此外，异丁烯与乙烯的复分解反应不会提供新产物，而异丁烯与其自身和/或其他C4烯属烃的复分解反应在过量乙烯的存在下受到限制。因此，将异丁烯再循环至复分解反应器并不是有利的。
当这些化合物大量存在于该单元中时，它们会阻塞催化剂的活性位至收率很小或没有收率，并且它们会在富含C4烃的再循环物中累积。这将导致不必要的过度消耗和/或单元限制，除非有必要提供更大容量的装置。
此外，通过从塔的底部区以液相取出而从脱丙烯塔中提取打算被再循环到复分解反应器的富含C4烃的馏分。这种布置意味着在复分解反应期间形成的和/或由副反应产生的重质组分(特别是C6+烃)的一部分也被再循环到反应器中。这样的化合物引起催化剂的结垢和过早焦化，这可减少用于复分解反应的催化剂的循环时间，并最终减少它们的寿命。
发明内容
本发明的目的因此在于获得一种用于从复分解反应器生产非常高质量的丙烯的方法，其显示出改善的收率和/或提高的容量，而不会显著影响用于实施该方法的装置的结构。
为此，本发明涉及一种前述类型的方法，其特征在于以下步骤：
-在脱丙烯塔中侧向取出富含C4链烷烃和/或富含异丁烯的排除物(purge)。
根据本发明的方法可包括以下特征中的一个或多个，这些特征可单独使用或以任何技术上可行的组合使用：
-所述方法包括富含C4链烷烃和/或富含异丁烯的排除物向蒸汽裂化炉的再循环；
-来自脱丙烯塔的塔顶料流被至少部分地冷凝以形成液体级分(fraction)，该液体级分被分离成在该脱丙烯塔的水平N1处引入的回流以及丙烯料流，富含C4链烷烃和/或富含异丁烯的排除物在位于水平N1下方的水平N2处从该脱丙烯塔中侧向取出；
-再循环料流的侧向提取在位于侧向取出富含C4链烷烃和/或富含异丁烯的排除物的水平N2的下方的脱丙烯塔的水平N4处进行；
-再循环料流的侧向提取以气相进行；
-富含C4链烷烃和/或富含异丁烯的排除物以气相取出；
-根据上述类型的所述方法包括以下步骤：
*再循环料流的冷却和/或冷凝，
*将冷却和/或冷凝的再循环料流引入到进料馏分中；以及
-该进料馏分由蒸汽裂化的C4馏分或/和由有利地通过催化裂化获得的精炼厂的C4馏分形成。
本发明还涉及用于生产丙烯料流的方法，包括以下步骤：
-在复分解反应器中引入富含C4和/或C5烃的进料馏分和至少一个富含乙烯的馏分；
-在该复分解反应器的出口处回收复分解产物；
-将该复分解产物引入到脱乙烯塔中；
-在该脱乙烯塔的顶部产生富含乙烯的塔顶料流并在该脱乙烯塔的底部产生进料料流；
-将该进料料流引入到脱丙烯塔中，并从该脱丙烯塔的底部回收包含C4+烃的塔底料流；
-从该脱丙烯塔的塔顶料流中回收丙烯料流；
-侧向提取富含C4和/或C5烃的再循环料流，并将该再循环料流返回至该复分解反应器；
其特征在于，再循环料流的侧向提取以气相进行。
根据本发明的方法不是必然包括在脱丙烯塔中侧向取出富含C4链烷烃和/或富含异丁烯的排除物。它可包括以上提及的特征中的一个或多个，这些特征可单独使用或以任何技术上可行的组合使用。
本发明还涉及用于生产丙烯的设备，包括：
-复分解反应器，其通过至少一个富含C4和/或C5烃的进料馏分并且通过至少一个富含乙烯的馏分进料，该复分解反应器产生复分解产物；
-脱乙烯塔，其通过来自复分解反应器的复分解产物进料，该脱乙烯塔在顶部产生富含乙烯的塔顶料流并在底部产生进料料流；
-脱丙烯塔，其接收该进料料流并在底部产生包含C4+烃的塔底料流并且在顶部产生富含丙烯的塔顶料流；
-回收组件，用于从脱丙烯塔的塔顶料流中回收丙烯料流；
-侧向提取组件，用于侧向提取富含C4和/或C5烃的再循环料流，并将该再循环料流返回至该复分解反应器；
其特征在于：
-在脱丙烯塔中的侧向取出组件，用于侧向取出富含C4链烷烃和/或富含异丁烯的排除物。
根据本发明的设备可包括以下特征中的一个或多个，这些特征可单独使用或以任何技术上可行的组合使用：
-所述设备包括至少一个再循环器(recyclage)，其用于富含C4链烷烃和/或富含异丁烯的排除物向蒸汽裂化炉的再循环；
-所述设备包括适合于至少部分地冷凝来自脱丙烯塔的塔顶料流以形成液体级分的冷凝器，以及适合于将该液体级分分馏成在该脱丙烯塔的水平N1处引入的回流以及丙烯料流的分离器，富含C4链烷烃和/或富含异丁烯的排除物的取出组件被侧向置于位于水平N1下方的水平N2处；
-侧向提取组件适合于以气相提取富含C4烃的再循环料流；
-取出组件适用于以气相取出富含C4链烷烃和/或富含异丁烯的排除物；
-所述设备包括：
*再循环料流的冷却和/或冷凝组件，
*将冷却和/或冷凝的再循环料流引入到进料馏分中的组件；
-该脱丙烯塔包括内部分隔壁，该内部分隔壁限定第一区域，该第一区域位于分隔壁的面向进料料流的进料入口的一侧；以及相对的区域，该相对的区域位于分隔壁的相对于进料料流的进料入口的另一侧；富含C4链烷烃和/或富含异丁烯的排除物的侧向取出组件通到该相对的区域中；
-脱丙烯塔包括两个串联的分馏塔；
-该设备包括适合于至少部分地冷凝来自脱乙烯塔的塔顶料流以形成液体级分和蒸汽排除物的冷凝器，以及适合于将该液体级分分馏成引入到脱乙烯塔中的回流以及返回到复分解反应器的乙烯再循环料流的分离器。
本发明还涉及用于生产丙烯的设备，包括：
-复分解反应器，其通过至少一个富含C4和/或C5烃的进料馏分并且通过至少一个富含乙烯的馏分进料，该复分解反应器产生复分解产物；
-脱乙烯塔，其通过来自复分解反应器的复分解产物进料，该脱乙烯塔在顶部产生富含乙烯的塔顶料流并在底部产生进料料流；
-脱丙烯塔，其接收该进料料流并在底部产生包含C4+烃的塔底料流并且在顶部产生富含丙烯的塔顶料流；
-回收组件，用于从脱丙烯塔的塔顶料流中回收丙烯料流；
-侧向提取组件，用于侧向提取富含C4和/或C5烃的再循环料流，并将该再循环料流返回至该复分解反应器；
其特征在于，该侧向提取组件适合于以气相提取再循环料流。
根据本发明的设备不是必然包括在脱丙烯塔中侧向取出富含C4链烷烃和/或富含异丁烯的排除物的组件。
它可包括以上提及的特征中的一个或多个，这些特征可单独使用或以任何技术上可行的组合使用。
附图说明
通过阅读以下仅作为示例给出并参考附图的描述，将更好地理解本发明，在附图中：
-图1是用于实施根据本发明的方法的第一生产设备的功能框图；
-图2是图1的设备的复分解单元的详细视图；
-图3是用于实施根据本发明的方法的第二生产设备的详细视图。
具体实施方式
在下文中，相同的附图标记表示在管道中循环的流体以及输送此流体的管道。此外，除非另有说明，否则百分数是摩尔百分数，并且压力以相对巴表示。
在图1和2中示出了用于生产丙烯流11的第一设备10。该设备10被集成在用于生产烃衍生物的单元12内，特别是烃裂化和分离单元内，该单元在图1中部分地示出。
用于生产烃衍生物的单元12包括至少一个蒸汽裂化器13和/或催化裂化器或其他类型的精制单元13，以及蒸馏塔13A，其适合于相继分离烃馏分。
特别地，用于生产烃衍生物的单元12包括用于生产C4烃粗馏分16的装置14；用于对包含在粗馏分16中的丁二烯进行选择性氢化的装置17，其还确保了来自馏分16的1-丁烯加氢异构化为2-丁烯；以及用于分离异丁烯的塔18。
装置17和18可分别由丁二烯提取单元后接1-丁烯至2-丁烯的异构化(块17)和由甲基叔丁基醚MTBE单元(块18)代替。
用于生产烃衍生物的单元12还包括用于生产富含乙烯的馏分22的装置20。
参考图2，设备10包括至少一个装置24，其用于纯化富含乙烯的馏分22和纯化来自分离塔18的富含C4烯属烃的进料馏分26。设备10还包括复分解反应器28、用于分离在反应器28中产生的复分解产物32的第一分离塔(下文称为“脱乙烯塔30”)、用于分离脱乙烯塔30的流出物的第二分离塔(下文称为“脱丙烯塔34”)。
脱乙烯塔30和脱丙烯塔34各自配备有分别为36和38的冷凝和回流系统，它们各自包括分别为40A、40B的冷凝器、分别为42A、42B的分离器和分别为44A、44B的回流泵。
脱乙烯塔30和脱丙烯塔34还各自配备有分别为46和48的塔底再沸器。
设备10还包括富含C4烃的流的再循环回路50，其包括在脱丙烯塔34中的提取组件52，以及用于冷却富含C4烃的流的热交换器54。
在此示例中，设备10还包括富含C4链烷烃和/或富含异丁烯的流在脱丙烯塔34中的侧向排出组件58。侧向排出组件58在脱丙烯塔34中具有至少一个侧排放口。
现在将描述在设备10中生产丙烯的方法。
最初，C4烃的粗馏分16是由蒸汽裂化器13和/或精制单元13(催化裂化器或其他)以及在装置14中的分离步骤产生的。
在这种馏分16仅通过蒸汽裂化器产生的情况下，并且有利地当蒸汽裂化器在中等深度下(例如P/E＝0.61)运行时，C4馏分包含痕量的炔属C4化合物(例如小于5mol％)、40mol％至50mol％的丁二烯(特别是大约45mol％)、15mol％至25mol％的1-丁烯(特别是大约19mol％)、5mol％至15mol％的2-丁烯(特别是大约10mol％)、15mol％至25mol％的异丁烯(特别是大约20mol％)和2mol％至10mol％的C4链烷烃化合物(特别是约6mol％的正丁烷和异丁烷)。
来自精炼厂(FCC或其他)的馏分的化合物是类似的，不同之处在于链烷烃化合物的百分数更大，例如大于11mol％。
典型地，首先将馏分16引入装置17中以通过选择性氢化除去丁二烯，还提供了1-丁烯向2-丁烯的加氢异构化。因此，馏分16与氢气流60接触，并产生包含1-丁烯、2-丁烯、异丁烯和C4链烷烃的C4烃的氢化流62。另外可选地，通过萃取丁二烯来产生馏分62。
不含丁二烯的氢化流62然后可采用多种方式来产生贫异丁烯的流，例如借助于异丁烯分离塔18来进行。
在这种情况下，塔18产生塔顶流64，其包含分离的异丁烯、来自氢化流62的异丁烷和部分1-丁烯，因为1-丁烯的沸点非常接近异丁烯(在大气压下异丁烯的沸点与1-丁烯的沸点之间的差小于1℃)。
塔18在底部产生构成进料馏分26的料流。
进料馏分26主要包含(例如大于60mol％)正烯烃、正链烷烃以及少量(例如小于20mol％)异烯烃和异链烷烃。
另外可选地，还可以通过不同的反应除去异丁烯，所述不同的反应包括与甲醇反应形成MTBE，与水反应形成叔丁醇(TBA)或与自身反应形成C8料流。
在通过氢化然后分馏以除去异丁烯进行处理的产自蒸汽裂化器(有利地在0.61的典型P/E下操作)料流C4的情况下，进料馏分26包含大量的2-丁烯(例如大约80mol％或更高)。作为变体，根据上述不同的处理和/或C4馏分的来源，2-丁烯组成较少。
在其他变体中，C4馏分与C5烃馏分混合(或者甚至用C5烃馏分替换)。
进料馏分26富含C4和/或C5烯属烃，进料馏分26中C4和/或C5烯属烃的含量通常大于65mol％。
以下描述涉及由C4烃构成的进料馏分26，但可以将相同的发展外推到由C4和C5烃的混合物构成的进料馏分26，或者甚至外推到仅由C5烃构成的进料馏分26。
平行地，富含乙烯的馏分22例如由蒸汽裂化器13和装置20中的分离步骤产生。
富含乙烯的馏分22当由蒸汽裂化器产生时典型地具有大于99.9％的乙烯摩尔含量。然而，该方法不需要如此高的纯度，并且具有化学等级(较低含量，即99mol％或更低)的乙烯也是可接受的。
然后，进料馏分26和富含乙烯的馏分22在装置24中进行处理，以确保捕获复分解催化剂的毒物，例如水、硫、醇、CO2、含氮化合物、重金属……。
取决于负载的来源及其电池限制条件，该装置是专用或组合的防护床24A、24B。通常，它们还处理乙烯再循环料流76和富含C4烃的再循环料流92，这将在下面描述。
在图2所示的实例中，防护床24A、24B是专用的。进料馏分26(和相关的再循环料流92)在液相床24A上处理以形成经处理的进料馏分66，并且富含乙烯的馏分22(和相关的再循环料流76)在气相床24B上处理以形成经处理的富含乙烯的馏分67。
然后将经处理的进料馏分66与经处理的富含乙烯的馏分67混合。混合物形成反应器28的进料馏分67A，其被蒸发、加热并引入到复分解反应器28中。
作为变体(未示出)，馏分26和馏分22(以及各自的料流92和76)被混合并被引入到在液相下操作的相同防护床24A中，以形成反应器28的进料馏分67A。在蒸发和再加热之后，馏分67A被送入复分解反应器28中。
已知地，由于催化剂的存在，2-丁烯和乙烯之间的复分解反应在复分解反应器28中发生。这导致2-丁烯和乙烯分子之间片段交换而形成丙烯分子作为主反应。复分解反应可理论上在任何烯属化合物之间发生，因为其涉及双键周围烷基的反转。因此在反应器中发生许多副反应。所有这些反应均受平衡定律支配。
为了促进朝向主反应的平衡，富含乙烯的馏分22的流量被优化，以在过量乙烯下工作。因而，在反应器进料馏分67A中乙烯与丁烯(1-丁烯和2-丁烯)的摩尔流量比有利地为1.3至3。
复分解反应在通常为250℃-380℃的温度下和20巴-35巴的压力下进行。
所使用的催化剂通常包括专用于复分解的催化剂(过渡金属，其任选地与氧化物组合，例如负载在二氧化硅上的氧化钨或负载在氧化铝上的氧化铼)和专用于异构化的催化剂(元素周期表第II族的金属的氧化物，例如氧化镁或氧化钙)的组合。
在复分解反应器28的出口处形成复分解产物32。
复分解产物32包含乙烯、丙烯、C4烯属烃(其中的1-丁烯和2-丁烯未反应)、更重的烯属化合物和链烷烃。
然后将复分解产物32在第一中间进料水平L1处引入到脱乙烯塔30中。
脱乙烯塔30中占主导的压力通常在18巴至30巴之间。脱乙烯塔30是低温塔。冷凝器40A通常使用C3烃作为冷却流体。
在脱乙烯塔30的顶部产生塔顶料流70。塔顶料流70典型地包含大于95mol％的乙烯含量。塔顶料流70在冷凝器40A中至少部分地冷凝，然后被进料到分离器42A中。
在分离器42A中，部分冷凝的塔顶料流70被分离成液体料流71和蒸汽排除物(purge)74。
在球形高压容器(ballon)42中回收的液体料流71典型地被泵送并分离成回流72和乙烯再循环料流76。蒸汽排除物74的目的在于降低乙烯再循环料流76中可能累积的轻质化合物(甲烷、乙烷等)的浓度。
在再循环料流76中回收的乙烯通常对应于复分解产物32中所含乙烯的95％以上。
回流72被引入到脱乙烯塔30的水平L2处，水平L2位于进料水平L1的上方。
乙烯再循环流76被再循环到复分解反应器28。在图2所示的实例中，料流76在处理组件24的上游与富含乙烯的馏分22混合。
脱丙烯塔34的进料料流78在脱乙烯塔30的底部产生。
这种进料料流78包含丙烯(典型地为复分解产物32中所含丙烯的约99％)以及在复分解反应器28中尚未转化的C4烃以及由复分解副反应产生的和/或已经存在于进料馏分26中的更重的C5+烃。
乙烯含量几乎为零(例如小于20ppm体积)，因为它必须与通常非常低(小于40ppm体积，特别是大约30ppm体积)的丙烯料流11的乙烯规格相容。
进料料流78在进料水平N3处被引入到脱丙稀器34中。
脱丙烯塔34中占主导的压力通常在15巴至25巴之间。
脱丙烯塔34在塔顶产生塔顶料流80，其为非常高纯度的丙烯。有利地，塔顶料流80具有丙烯级聚合物的典型规格，大于99.6％体积，或者甚至大于99.9％体积。
塔顶料流80在冷凝器40B中至少部分冷凝(通常使用水作为冷流体)，然后被引入到分离器42B中。液体级分82在分离器42B的底部被提取，然后泵送到泵44B中，之后分离成回流84和丙烯料流11。回流84在位于水平N3之上的水平N1处被再引入到脱丙烯塔34中。
如上所述，丙烯料流11具有“聚合物质量”，其丙烯摩尔含量通常大于99.6％体积，或者甚至大于99.9％体积，乙烯含量通常小于50ppm体积，典型地为约30ppm体积并且C4烃含量通常小于40ppm体积，典型地为约20ppm体积。
在料流11中回收的丙烯通常对应于进料料流78中所含丙烯的99.5％以上。
借助于提取组件52，在位于进料水平N3之下的水平N4处从脱丙烯塔34提取富含C4烃的再循环料流92的取出物，其包含在复分解反应器28中未转化的复分解产物32的正丁烯化合物的大部分(有利地大于70％)。
通常，此再循环料流92还包含在复分解反应器28中产生的和/或在进料馏分26中存在的C5烃的一部分。
再循环料流92向复分解反应器28再循环。因而，其在交换器54中被冷却，之后在纯化装置24的上游被再引入到进料馏分26中。
有利地，再循环料流92中的烯属C5的量被优化，以限制甚至阻止复分解反应器28中的某些副反应。
塔底料流88在脱丙烯塔34的底部提取。塔底料流88排除C6和更重的烃，以及不能通过复分解反应的C4和C5烃。
排除比率被典型地设定为包括足够的C4链烷烃，以避免它们在再循环料流92中累积。作为变体，脱丙烯塔34之后是另一蒸馏塔(未示出)，其接收塔底料流88以分离C4和C5+化合物。
根据本发明，借助于侧向取出组件58，在位于进料水平N3之下并且位于取出再循环料流92的水平N4之上的取出水平N2处，从脱丙烯塔34中取出富含C4链烷烃和/或富含异丁烯的排除物90。
排除物90包含轻质的非反应性组分，例如C4链烷烃，特别是异丁烷和正丁烷。它还包含一些对该方法没有吸引力的轻质烯烃，特别是异丁烯。
排除物90中的C4链烷烃和/或异丁烯的量通常大于50mol％，特别是大于60mol％。
由于C4烃的沸点非常接近，因此排除物90还包含1-丁烯和2-丁烯。在脱丙烯塔34中此取出的位置和从脱丙烯塔34提取的流量被优化，以使后两种化合物的夹带最小化。
排除物90与进料料流78之间的摩尔流量比因而根据进料流26中存在的正丁烷、异丁烷和异丁烯的量来调节。进料馏分26中存在的C4链烷烃的大约90％的排除由于设置了排除物90而实现。
排除物90有利地返回到蒸汽裂化器13和/或催化裂化器13中。因此，排除物90中存在的链烷烃被用于生产额外的烯烃，其在设备10的上游被分离。
通过复分解途径生产丙烯的方法的最终收率通常被定义为：
Figure BDA0002859722530000121
复分解反应器28的转化率被定义为：
Figure BDA0002859722530000122
最大理论转化率非常取决于负载，因为它是由所有涉及的复分解反应的平衡决定的。在所有情况下，期望值是约为最大70％，如果馏分26富含1-丁烯的话则期望值甚至更低。因此，对于获得有吸引力的最终收率(例如大约80％-90％)来说必需的是将未反应的1-丁烯和2-丁烯向复分解反应器28再循环。因此，在富含C4烃的再循环料流92的恒定流量下：
-此料流92富含1-丁烯和2-丁烯的量越多，最终收率越好；反过来
-此料流92包含对复分解反应来说的惰性物质(典型地为链烷烃)和/或能够限制从2-丁烯到丙烯的主反应的化合物(典型地为异丁烯)越多，则最终收率越差。
因而还可以得出以下结论：在恒定的最终收率下：
-再循环料流92富含1-丁烯和2-丁烯的量越多，所需的流量越小；反过来
-再循环料流92包含对复分解反应来说的惰性物质(典型地为链烷烃)和/或能够限制从2-丁烯到丙烯的主反应的化合物(典型地为异丁烯)越多，则所需的流量越大。
根据本发明，富含C4链烷烃和/或富含异丁烯的排除物90的取出降低了再循环料流92的流量。因此，用于再循环的装置(和线路)的尺寸显著减小。同样，在纯化装置24(例如防护床24A、24B)中、在复分解反应器28中、在脱乙烯塔30中和在脱丙烯塔34中通过的总流量得以降低。
此外，没有必要严格限制复分解反应器28的进料馏分26中的异丁烯含量，因为异丁烯由于通过排除物90而被去除。这导致了节能和预处理装置(特别是异丁烯分离塔18)的尺寸减小。
最后，根据本发明的方法提供了消除设备10的瓶颈的可能性。这是因为，如上所述，富含C4链烷烃和/或富含异丁烯的排除物90的添加提供了以具有有限C4烃的再循环料流92操作该设备10和/或在相同再循环92的流量下改善最终收率的机会。此优点通过增加进料馏分26的流量增加了丙烯的产量，而无需显著改变现有装置。
再循环料流92以液体形式被取出。作为变体，富含C4烃的再循环料流92有利地在气相中取出。因此，与液体取出相比，再循环料流92中的重组分的量(特别是C6+烃的量)显著减少。
作为说明，由如下表1中所述的进料馏分26获得的再循环料流92中存在的各种化合物在脱丙烯塔34中的回收率在下表2中示出。在脱丙烯塔34中化合物X的回收率R的定义为：
Figure BDA0002859722530000141
(X)＝化合物X的流量。
表2比较了没有C4链烷烃的排除的现有技术设备和本发明设备10。提出了两种假设以取出根据本发明的排除物90(液体取出或气体取出)。
表2中还示出了其中再循环料流92为气态的变体。
进料馏分26具有以下组成：
Figure BDA0002859722530000142
表1
表2中不同选项的数据均考虑了相同的C4烃再循环料流92的质量流量(典型地是再循环料流92的质量流量，并且被认为与进料馏分26的质量流量相同)以及在复分解反应器28中相同的过量乙烯。
Figure BDA0002859722530000143
表2
由于排除物90的使用，在再循环料流92中回收的2-丁烯的量明显更大，从而允许该化合物更好的再利用，并因此获得更好的丙烯最终收率。
另一方面，对复分解反应来说惰性的轻质链烷烃化合物(特别是异丁烷)和能够限制从2-丁烯到丙烯的主反应的轻质化合物被显著减少，从而避免了这些化合物不必要地再循环到反应器。
在所示的实例中，当排除物90以气体而非液体形式取出时并且当C4烃再循环料流92本身以气体而非液体形式取出时，增益甚至是更具吸引力的。
另外，在脱丙烯塔中C6+烃的回收率从当再循环料流92的取出为液体时的约25％的典型值变为当其为气体时的小于10％的值。当再循环料流92从液体变为蒸汽时C6+烃回收率的这种急剧下降与富含C4链烷烃和/或富含异丁烯的排除物90的存在无关。
当再循环料流92以蒸汽相取出时，作为复分解催化剂的结垢和过早焦化的来源的重质化合物几乎不再被再循环至反应器28，这延长了催化剂的循环时间。由于在非常高温度下的相继再生会降低催化剂的活性，因此必须在几个循环后更换催化剂。因此，延长循环时间则延长了催化剂的寿命。
使用富含C4链烷烃和/或富含异丁烯的排除物90的预期收率取决于进料馏分26的组成。在上述实例中(根据表1的进料馏分26)：
-在富含C4烃的馏分的再循环料流92的相同流量下，最终收率提高1.5％
-在丙烯的相同产量下，富含C4烃的馏分的再循环料流92的流量降低约15％，这减小纯化装置24、复分解反应器28、脱乙烯塔30和脱丙烯塔34的尺寸约6％。
在气体或液体形式的排除物90之间的选择是在产量增加与资本投资费用(CAPEX)之间的折衷，因为排除物90的最终目的也必须被考虑在内。
在图3所示的变体中，根据本发明的设备10仍包括C4链烷烃和/或富含异丁烯的排除物90。富含C4烃的再循环料流92以液体形式从脱丙烯塔34中提取。
脱丙烯塔34则包括蒸馏塔，该蒸馏塔按照具有垂直内部分隔壁300的分开的料流的概念来布置，在图3中可见。分隔壁300在蒸馏塔中限定了第一区域302，其位于分隔壁300的面向进料料流78的进料入口的一侧(图3中的左侧)；以及相对的区域304，其位于分隔壁300的相对于进料料流78的进料入口的另一侧(图3中的右侧)。
因此，进料料流78中最重的化合物(特别是C6+烃)经由第一区域302(图3中的左侧)直接通过蒸馏塔的底部，并被排放到塔底料流88中。
轻质化合物在分隔壁300的同一侧的上部蒸馏。丙烯在顶部在料流11中提取，并且C4-C5烃在由分隔壁300限定的第二区域304(图3中的右侧)中继续分离。
富含C4链烷烃和/或富含异丁烯的排除物90在由分隔壁300限定的第二区域304中被取出(以气体或液体形式)，并且富含C4烃的再循环料流92在下面被取出。
料流92有利地以液相被取出，同时确保重质化合物的低回收率，因为这些重质化合物此时不存在于脱丙烯塔34中。使用分开的料流的塔作为脱丙烯塔34延长了复分解反应器28的处理时间循环，遵循与以上针对图2的脱丙烯塔34(以气体形式取出再循环料流92)所阐述的相同的原理。
在一种变体中，该方法通过气相进行的富含C4和/或C5烃的再循环料流92的侧向提取但没有C4链烷烃和/或富含异丁烯的排除90来实施。

Claims (16)

1.生产丙烯料流(11)的方法，包括以下步骤：
-在复分解反应器(28)中引入富含C4和/或C5烃的进料馏分(26)和至少一个富含乙烯的馏分(22)；
-在该复分解反应器(28)的出口处回收复分解产物(32)；
-将该复分解产物(32)引入到脱乙烯塔(30)中；
-在该脱乙烯塔(30)的顶部产生富含乙烯的塔顶料流(70)并在该脱乙烯塔(30)的底部产生进料料流(78)；
-将该进料料流(78)引入到脱丙烯塔(34)中，并从该脱丙烯塔(34)的底部回收包含C4+烃的塔底料流(88)；
-从该脱丙烯塔(34)的塔顶料流(80)中回收丙烯料流(11)；
-侧向提取富含C4和/或C5烃的再循环料流(92)，并将该再循环料流(92)返回至该复分解反应器(28)，
其特征在于以下步骤：
-在脱丙烯塔(34)中侧向取出富含C4链烷烃和/或富含异丁烯的排除物(90)。
2.根据权利要求1所述的方法，包括富含C4链烷烃和/或富含异丁烯的排除物(90)向蒸汽裂化炉的再循环。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中来自脱丙烯塔(34)的塔顶料流(80)被至少部分地冷凝以形成液体级分(82)，该液体级分(82)被分离成在该脱丙烯塔(34)的水平N1处引入的回流(84)以及丙烯料流(11)，富含C4链烷烃和/或富含异丁烯的排除物(90)在位于水平N1下方的水平N2处从该脱丙烯塔(34)中侧向取出。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中再循环料流(92)的侧向提取在位于侧向取出富含C4链烷烃和/或富含异丁烯的排除物(90)的水平N2的下方的脱丙烯塔(34)的水平N4处进行。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中再循环料流(92)的侧向提取以气相进行。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中富含C4链烷烃和/或富含异丁烯的排除物(90)以气相取出。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括以下步骤：
-再循环料流(92)的冷却和/或冷凝，
-将冷却和/或冷凝的再循环料流(92)引入到进料馏分(26)中。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中该进料馏分(26)由蒸汽裂化的C4馏分或/和由有利地通过催化裂化获得的精炼厂的C4馏分形成。
9.生产丙烯(11)的设备(10)，包括：
-复分解反应器(28)，其通过至少一个富含C4和/或C5烃的进料馏分(26)并且通过至少一个富含乙烯的馏分(22)进料，该复分解反应器(28)产生复分解产物(32)；
-脱乙烯塔(30)，其通过来自复分解反应器(28)的复分解产物(32)进料，该脱乙烯塔(30)在顶部产生富含乙烯的塔顶料流(70)并在底部产生进料料流(78)；
-脱丙烯塔(34)，其接收该进料料流(78)并在底部产生包含C4+烃的塔底料流(88)并且在顶部产生富含丙烯的塔顶料流(80)；
-回收组件，用于从脱丙烯塔(34)的塔顶料流(80)中回收丙烯料流(11)；
-侧向提取组件(52)，用于侧向提取富含C4和/或C5烃的再循环料流(92)，并将该再循环料流(92)返回至该复分解反应器(28)；
其特征在于：
-在脱丙烯塔(34)中的侧向取出组件(58)，用于侧向取出富含C4链烷烃和/或富含异丁烯的排除物(90)。
10.根据权利要求9所述的设备(10)，包括至少一个再循环器，其用于富含C4链烷烃和/或富含异丁烯的排除物(90)向蒸汽裂化炉的再循环。
11.根据权利要求9或10所述的设备(10)，包括适合于至少部分地冷凝来自脱丙烯塔(34)的塔顶料流(80)以形成液体级分(82)的冷凝器(40B)，以及适合于将该液体级分(82)分馏成在该脱丙烯塔(34)的水平N1处引入的回流(84)以及丙烯料流(11)的分离器(42B)，富含C4链烷烃和/或富含异丁烯的排除物(90)的取出组件(58)被侧向置于位于水平N1下方的水平N2处。
12.根据权利要求9-11中任一项所述的设备(10)，其中侧向提取组件(52)适合于以气相提取富含C4烃的再循环料流(92)。
13.根据权利要求9-12中任一项所述的设备(10)，其中取出组件(58)适用于以气相取出富含C4链烷烃和/或富含异丁烯的排除物(90)。
14.根据权利要求9-12中任一项所述的设备(10)，包括：
-再循环料流(92)的冷却和/或冷凝组件(54)，
-将冷却和/或冷凝的再循环料流(92)引入到进料馏分(26)中的组件。
15.根据权利要求9-14中任一项所述的设备(10)，其中该脱丙烯塔(34)包括内部分隔壁(300)，该内部分隔壁(300)限定第一区域(302)，该第一区域(302)位于分隔壁(300)的面向进料料流(78)的进料入口的一侧；以及相对的区域(304)，该相对的区域(304)位于分隔壁(300)的相对于进料料流(78)的进料入口的另一侧；富含C4链烷烃和/或富含异丁烯的排除物(90)的侧向取出组件(58)通到该相对的区域(304)中。
16.根据权利要求9-15中任一项所述的设备(10)，其中脱丙烯塔(34)包括两个串联的分馏塔。
CN201980043060.2A 2018-05-23 2019-05-23 生产丙烯料流的方法及相关设备 Pending CN112368252A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1854284 2018-05-23
FR1854284A FR3081461B1 (fr) 2018-05-23 2018-05-23 Procede de production d'un flux de propylene et installation associee
PCT/EP2019/063387 WO2019224330A1 (fr) 2018-05-23 2019-05-23 Procédé de production d'un flux de propylène et installation associée

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112368252A true CN112368252A (zh) 2021-02-12

Family

ID=63490574

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201980043060.2A Pending CN112368252A (zh) 2018-05-23 2019-05-23 生产丙烯料流的方法及相关设备

Country Status (7)

Country Link
US (1) US11401221B2 (zh)
EP (1) EP3797096A1 (zh)
CN (1) CN112368252A (zh)
BR (1) BR112020023738B1 (zh)
FR (1) FR3081461B1 (zh)
IL (1) IL278886A (zh)
WO (1) WO2019224330A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022005995A1 (en) * 2020-06-29 2022-01-06 Lyondell Chemical Technology, L.P. Isobutylene to propylene process flow improvement
KR20220018772A (ko) 2020-08-07 2022-02-15 주식회사 엘지화학 1-부텐 및 프로필렌 제조방법

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005110951A1 (en) * 2004-05-04 2005-11-24 Equistar Chemicals, Lp Propylene production
CN1852878A (zh) * 2003-07-15 2006-10-25 Abb拉默斯环球有限公司 用于最大量生产丙烯的c4烯烃料流的加工方法
CN104684873A (zh) * 2012-09-14 2015-06-03 鲁姆斯科技公司 通过在低乙烯或无乙烯下复分解得到的丙烯
WO2017003818A1 (en) * 2015-07-02 2017-01-05 Saudi Arabian Oil Company Systems and methods for producing propylene

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1852878A (zh) * 2003-07-15 2006-10-25 Abb拉默斯环球有限公司 用于最大量生产丙烯的c4烯烃料流的加工方法
WO2005110951A1 (en) * 2004-05-04 2005-11-24 Equistar Chemicals, Lp Propylene production
CN104684873A (zh) * 2012-09-14 2015-06-03 鲁姆斯科技公司 通过在低乙烯或无乙烯下复分解得到的丙烯
WO2017003818A1 (en) * 2015-07-02 2017-01-05 Saudi Arabian Oil Company Systems and methods for producing propylene

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
宋二伟: "Kaibel 隔板塔简捷设计和稳态分析", 《计算机与应用化学》 *

Also Published As

Publication number Publication date
EP3797096A1 (fr) 2021-03-31
US11401221B2 (en) 2022-08-02
IL278886A (en) 2021-01-31
FR3081461A1 (fr) 2019-11-29
BR112020023738A2 (pt) 2021-02-09
FR3081461B1 (fr) 2020-05-15
WO2019224330A1 (fr) 2019-11-28
US20210198166A1 (en) 2021-07-01
BR112020023738B1 (pt) 2023-10-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100312091B1 (ko) 촉매 증류를 이용하는 올레핀 플랜트 회수 시스템
KR101276943B1 (ko) 올레핀 제조를 위한 개선된 분리 공정
US9062262B2 (en) Process for 1,3-butadiene separation from a crude C4 stream with acetylene converter
EP2346799B1 (en) Metathesis unit pretreatment process with formation of octene
EP1215459B1 (fr) Procédé et installation pour la récupération et la purification de l'éthylène produit par pyrolyse d'hydrocarbures
EP2449059B1 (en) An improved process for recovery of propylene and lpg from fcc fuel gas using stripped main column overhead distillate as absorber oil
US20100197987A1 (en) Deisobutenizer
NO339489B1 (no) Propylenproduksjon fra steam-cracking av hydrokarboner, spesielt etan
WO1992008682A1 (en) Sequence for separating propylene from cracked gases
US20180170839A1 (en) Recovery of Hydrogen and Ethylene from Fluid Catalytic Cracking Refinery Off Gas
EP3106504B1 (en) Process for propylene and lpg recovery in fcc fuel gas
CN112368252A (zh) 生产丙烯料流的方法及相关设备
WO2019110316A1 (en) A method of recovering olefins in a solution polymerisation process
TWI633086B (zh) 用於自熱解汽油分離ｃ５二烯烴的方法及裝置
US11623906B2 (en) Oxygen stripping in etherification, ethers decomposition and isooctene production
RU2793786C2 (ru) Способ производства потока пропилена и связанное с этим производственное оборудование
US11053183B1 (en) Process and apparatus for separating methanol from other oxygenates
AU2018300036B2 (en) Process and facility for producing propylene by combining propane dehydrogenation and a steam cracking method with propane recirculation into the steam cracking method
KR101291651B1 (ko) 이소부텐 및 부텐-1의 제조 방법 및 제조 장치
US11530172B2 (en) Integration of a steam cracker with acid alkylation
RU2460713C1 (ru) Способ предварительной обработки в установке метатезиса с образованием октена
WO2024050424A1 (en) Steam integration in ethanol to jet fuel process
KR20230173727A (ko) 탄화수소 스트림 내의 아세틸렌들의 수소화
JP4608341B2 (ja) ガソリン基材の製造方法
CN114901374A (zh) 使用分隔壁塔和/或传统塔制备用于针对烯烃生产的催化裂化单元的进料的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination