CN112703176A - 使用混合c4链烷烃进料生产轻质烯烃(乙烯+丙烯)和btx的方法 - Google Patents
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Abstract
公开了用于生产轻质烯烃和BTX的系统和方法。首先将包含混合的C4链烷烃的进料流分离成主要包含异丁烷的第一流和主要包含正丁烷的第二流。第一流是在催化裂化单元中进行处理的，第二流是在蒸汽裂化单元中进行处理的。分离来自催化裂化单元和蒸汽裂化单元的所得流以形成包括乙烯流、丙烯流和BTX流的产物流。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求2018年9月20日提交的美国临时申请第62/733766号的优先权和权益，该临时申请通过引用并入本申请。
技术领域
本发明一般涉及生产烯烃和芳烃的方法。更具体地，本发明涉及一种集成方法，该方法包括将异丁烷和正丁烷的混合物分开，蒸汽裂化正丁烷，和在催化裂化单元中催化裂化异丁烷以生产轻质烯烃、苯、甲苯和二甲苯。
背景技术
轻质烯烃(C2至C4烯烃)是许多化学过程的基础构成。轻质烯烃用于生产聚乙烯、聚丙烯、环氧乙烷、氯乙烯、环氧丙烷和丙烯酸，它们又被广泛用于许多行业，例如塑料加工、建筑、纺织和汽车行业。通常，轻质烯烃是通过石脑油的蒸汽裂化和链烷烃的脱氢产生的。
BTX(苯、甲苯和二甲苯)是一组芳烃，用于化学工业的许多不同领域，尤其是用于塑料和聚合物领域。例如，苯是生产聚苯乙烯、酚醛树脂、聚碳酸酯和尼龙的前体。甲苯用于生产聚氨酯，并用作汽油组分。二甲苯是用于生产聚酯纤维和邻苯二甲酸酐的原料。在石化工业中，苯、甲苯和二甲苯通常通过石脑油的催化重整来生产。
在过去的几十年中，对轻质烯烃和BTX的需求一直持续增长。生产轻质烯烃和BTX的常规方法之一包括蒸汽裂化混合的C4链烷烃。然而，该常规方法的总效率相对较低，因为异丁烷作为混合的C4烃的主要成分之一具有较低的乙烯收率，并产生大量的烃再循环至蒸汽裂化单元。由于烃在再循环回蒸汽裂化单元之前必须先进行氢化，因此大量的烃在氢化过程中会需要大量的氢和能量，从而导致高昂的生产成本。
总体而言，尽管存在生产轻质烯烃和BTX的方法，但至少由于该方法的上述缺点，仍然需要改进该领域。
发明内容
已经发现了解决上述与使用C4链烷烃的混合物生产轻质烯烃和BTX有关的至少一些问题的方法。该解决方案在于一种生产烯烃的方法，该方法包括将混合的C4链烷烃分为主要包含异丁烷的第一流和主要包含正丁烷的第二流，并分别在催化裂化单元和蒸汽裂化单元中处理异丁烷和正丁烷。这可能对于至少提高异丁烷向轻质烯烃和/或BTX的转化率并降低轻质烯烃和BTX的生产成本是有益的。值得注意的是，该方法使用催化裂化来处理异丁烷，与常规方法相比，该方法具有更高的向轻质烯烃的转化率。另外，该方法产生较少的用于再循环的烃，导致再循环流中的C4烯烃氢化时氢和能量的使用减少。因此，本发明的方法提供了用于解决与上述用于生产轻质烯烃的当前可用的方法有关的至少一些问题的技术解决方案。
本发明的实施方案包括一种生产烯烃的方法。该方法包括将主要包含异丁烷和正丁烷的进料流分开，以形成主要包含异丁烷的第一流和主要包含正丁烷的第二流。该方法还包括在足以引起第一流中的至少一些异丁烷裂化以形成乙烯、丙烯、苯、甲苯和二甲苯中的一种或多于一种的反应条件下使第一流与催化剂接触。该方法还包括使第二流在高于800℃的温度下进行蒸汽裂化以形成乙烯、丙烯、苯、甲苯和二甲苯中的一种或多于一种。
本发明的实施方案包括一种生产烯烃的方法。该方法包括将主要包含异丁烷和正丁烷的进料流分开，以形成主要包含异丁烷的第一流和主要包含正丁烷的第二流。该方法还包括在足以引起第一流中的至少一些异丁烷裂化以形成乙烯、丙烯、苯、甲苯和二甲苯中的一种或多于一种的反应条件下使第一流与包含铁改性的HZSM-5的催化剂接触。该方法还包括使第二流在高于800℃的温度下进行蒸汽裂化处理以形成乙烯、丙烯、苯、甲苯和二甲苯中的一种或多于一种。
本发明的实施方案包括一种生产烯烃的方法。该方法包括将主要包含异丁烷和正丁烷的进料流分开，以形成主要包含异丁烷的第一流和主要包含正丁烷的第二流。该方法还包括在足以引起第一流中的至少一些异丁烷裂化以形成乙烯、丙烯、苯、甲苯和二甲苯中的一种或多于一种的反应条件下使第一流与包含铁改性的HZSM-5的催化剂接触，其中催化裂化的反应条件包括温度为575℃至625℃。该方法还包括使第二流在高于800℃的温度下进行蒸汽裂化过程以形成乙烯、丙烯、苯、甲苯和二甲苯中的一种或多于一种。接触步骤在催化裂化区中进行，而处理步骤在蒸汽裂化区中进行。该方法还包括使来自催化裂化区的流出物和来自蒸汽裂化区的流出物流至骤冷和压缩单元以形成合并的骤冷流。该方法还包括在分离单元中分离合并的骤冷流以产生多个流，所述多个流包括主要包含乙烯的乙烯流，主要包含丙烯的丙烯流，主要包含BTX的BTX流，主要包含燃料油和重质芳烃的重质流以及包含1-丁烯、2-丁烯、丁二烯、异丁烯、正丁烷、异丁烷或其组合的再循环流。该方法还包括在氢化单元中将再循环流中的至少一些1-丁烯、2-丁烯、异丁烯和/或丁二烯氢化以产生氢化的再循环流，并使氢化的再循环流流至进料流。
以下包括贯穿本说明书使用的各种术语和短语的定义。
术语“约”或“近似”被定义为本领域普通技术人员所理解的接近于。在一个非限制性实施方案中，该术语定义为10％以内，优选5％以内，更优选1％以内，最优选0.5％以内。
术语“重量％”、“体积％”或“摩尔％”分别指基于包含组分的材料总重量、总体积或总摩尔量，组分的重量百分比、组分的体积百分比或组分的摩尔百分比。在一个非限制性实例中，100摩尔材料中的10摩尔组分是10摩尔％的组分。
术语“基本上”被定义为包括在10％以内、5％以内、1％以内或0.5％以内的范围。
当在权利要求和/或说明书中使用时，术语“抑制”或“减少”或“防止”或“避免”包括用以实现期望的结果的任何可测量的减少或完全抑制。
作为本说明书和/或权利要求所使用的术语，术语“有效”表示适于实现希望的、期望的或预期的结果。
在说明书和/或权利要求书中使用的术语“萃余液”是指已从中除去了一种或多于一种目标组分的产物流的其余部分。
当在权利要求或说明书中与术语“包含”、“包括”、“含有”或“具有”的任一个结合使用时，在要素前不使用数量词可以表示“一个”，但是它也与“一个或多个”、“至少一个”和“一个或多于一个”的含义一致。
词语“包含”、“具有”、“包括”或“含有”是包括性的或开放式的，并且不排除附加的、未列举的要素或方法步骤。
本发明的方法可以“包含”本说明书全文所公开的特定成分、组分、组合物等，“基本上由”或“由”本说明书全文所公开的特定成分、组分、组合物等“组成”。
作为说明书和/或权利要求书中使用的术语，术语“主要”是指大于50重量％、50摩尔％和50体积％中的任一种。例如，“主要”可以包括50.1重量％至100重量％及其间的所有值和范围、50.1摩尔％至100摩尔％及其间的所有值和范围、或50.1体积％至100体积％及其间的所有值和范围。
从以下附图、详细描述和实施例，本发明的其他目的、特征和优点将变得显而易见。然而，应当理解，虽然附图、详细描述和实施例指示了本发明的特定实施方案，但是它们仅是通过示例的方式给出的，并不意味着限制。另外，可以预期，根据该详细描述，在本发明的精神和范围内的改变和修改对于本领域技术人员将变得显而易见。在其他实施方案中，来自特定实施方案的特征可以与来自其他实施方案的特征组合。例如，来自一个实施方案的特征可以与来自任意其他实施方案的特征组合。在其他实施方案中，可以将附加特征添加到本文描述的特定实施方案中。
附图说明
为了更完整地理解，现在参考结合附图进行的以下说明，其中：
图1显示了根据本发明的实施方案用于生产轻质烯烃的系统的示意图；和
图2显示了根据本发明的实施方案用于生产轻质烯烃的方法的示意性流程图。
具体实施方式
目前，可以通过蒸汽裂化混合的C4链烷烃生产轻质烯烃和BTX。然而，这种常规方法向轻质烯烃的总转化率较低，这是因为通常占混合的C4链烷烃约70重量％的异丁烷向乙烯的转化率较低。此外，使用常规方法的生产成本很高，因为蒸汽裂化异丁烷会产生大量的萃余液，在将其再循环回蒸汽裂化单元之前，需要对其进行氢化。因此，大量的萃余液导致氢化过程中对氢和能量的大量需求。本发明为这些问题中的至少一些提供了解决方案。该解决方案在于包括将混合的C4链烷烃分成主要包含异丁烷的第一流和主要包含正丁烷的第二流的方法。异丁烷被催化裂化，正丁烷被蒸汽裂化。该方法能够减少通过裂化异丁烷而产生的萃余液的量，从而降低了氢化萃余液的能量成本和氢气成本。另外，该方法能够提高异丁烷的转化率和轻质烯烃的生产率，从而提高了生产效率。在以下部分中进一步详细讨论了本发明的这些和其他非限制性方面。
A.用于处理混合的C4链烷烃并生产烯烃和BTX的系统
在本发明的实施方案中，用于处理混合的C4链烷烃以及生产烯烃和BTX的系统可以包括集成系统，用于将混合的C4链烷烃分开，并在不同的反应单元中处理所得的馏分。参照图1示出了系统100的示意图，与常规的蒸汽裂化混合C4链烷烃的方法相比，该系统能够生产轻质烯烃(例如，C2和C3烯烃)和BTX(苯、甲苯、二甲苯)，具有提高的生产效率和降低的生产成本。根据本发明的实施方案，系统100可以包括进料预处理单元101，其配置为接收新鲜的C4流11以去除杂质例如含硫组分和CO2以产生包含混合的C4链烷烃的进料流12。新鲜的C4流11可以从炼油厂或任何其他来源获得。在本发明的实施方案中，进料预处理单元101可以包括硫保护床和/或CO2保护床、或其组合。新鲜的C4流11可以包含正丁烷、异丁烯和其他组分/杂质或其组合。进料流12可以包含25重量％至35重量％的异丁烷和65重量％至75重量％的正丁烷。
根据本发明的实施方案，进料预处理单元101的出口可以与C4分离器102流体连通，以使进料流12从进料预处理单元101流到C4分离器102。在本发明的实施方案中，C4分离器102可以适于将进料流12分离成主要包含异丁烷的第一流13和主要包含正丁烷的第二流14。在本发明的实施方案中，C4分离器102可以包括蒸馏塔、冷凝器、再沸器或其组合。第一流13可以包含90重量％至99.5重量％及其间的所有范围和值，包括90重量％至90.5重量％、90.5重量％至91.0重量％、91.0重量％至91.5重量％、91.5重量％至92.0重量％、92.0重量％至92.5重量％、92.5重量％至93.0重量％、93.0重量％至93.5重量％、93.5重量％至94.0重量％、94.0重量％至94.5重量％、94.5重量％至95.0重量％、95.0重量％至95.5重量％、95.5重量％至96.0重量％、96.0重量％至96.5重量％、96.5重量％至97.0重量％、97.0重量％至97.5重量％、97.5重量％至98.0重量％、98.0重量％至98.5重量％、98.5重量％至99.0重量％和99.0重量％至99.5重量％的异丁烷。第二流14可以包含85重量％至99.5重量％及其间的所有范围和值，包括85重量％至86重量％、86重量％至87重量％、87重量％至88重量％、88重量％至89重量％、89重量％至90重量％、90重量％至91重量％、91重量％至92重量％、92重量％至93重量％、93重量％至94重量％、94重量％至95重量％、95重量％至96重量％、96重量％至97重量％、97重量％至98重量％、98重量％至99重量％和99重量％至99.5重量％的正丁烷。
在本发明的实施方案中，C4分离器102的第一出口可以与催化裂化单元103的入口流体连通，使得第一流13从C4分离器102流到催化裂化单元103。根据本发明的实施方案，催化裂化单元103可以适于催化裂化第一流13的异丁烷以产生主要包含丙烯、乙烯、BTX、未反应的异丁烷或其组合的第一流出物流15。第一流出物流15可以还包含1-丁烯、2-丁烯、异丁烯、丁二烯、甲烷、氢气、燃料油、重质芳烃或其组合。在本发明的实施方案中，催化裂化单元103可以包括反应器单元和催化剂再生器单元。催化裂化单元103的反应器单元可以包括一个或多于一个固定床反应器、一个或多于一个流化床反应器、一个或多于一个移动床反应器或其组合。在本发明的实施方案中，催化裂化单元103可以包括包含Fe改性的HZSM-5、Cr改性的HZSM-5、Ni改性的HZSM-5或其组合的催化剂。在本发明的实施方案中，催化剂再生器单元可以适于从催化裂化单元103的反应器单元再生废催化剂。
在本发明的实施方案中，催化裂化单元103的出口可以与骤冷和压缩单元104的入口流体连通，使得第一流出物流15从催化裂化单元103流到骤冷和压缩单元104。骤冷和压缩单元104可以适于冷却和压缩第一流出物流15。根据本发明的实施方案，骤冷和压缩单元104可以包括塔、换热器、分离器/沉降器和压缩机或其组合。
在本发明的实施方案中，C4分离器的第二出口可以与蒸汽裂化单元105流体连通，使得第二流14从C4分离器流向蒸汽裂化单元105。根据本发明的实施方案，蒸汽裂化单元105可以适合于蒸汽裂化第二流14的烃以产生主要包含丙烯、乙烯、BTX、未反应的正丁烷或其组合的第二流出物流16。第二流出物流16可以还包含1-丁烯、2-丁烯、异丁烯、丁二烯、甲烷、氢气、燃料油、重质芳烃或其组合。在本发明的实施方案中，蒸汽裂化单元105的出口可以与骤冷和压缩单元104的入口流体连通，使得第二流出物流16从蒸汽裂化单元105流到骤冷和压缩单元104。根据本发明的实施方案，骤冷和压缩单元104可以适于冷却和压缩第二流出物流16和第一流出物流15以产生合并的骤冷流17。在本发明的实施方案中，合并的骤冷流17可以包含乙烯、丙烯、BTX、燃料油和重质芳烃、1-丁烯、2-丁烯、异丁烯、丁二烯、正丁烷、异丁烷或其组合。
根据本发明的实施方案，骤冷和压缩单元104的出口可以与产物分离单元106流体连通，使得合并的骤冷流17从骤冷压缩单元104流到产物分离单元106。在本发明的实施方案中，产物分离单元106可以适于将合并的骤冷流17分离成多个流，该多个流包括主要包含乙烯的乙烯流18、主要包含丙烯的丙烯流19、主要包含BTX的BTX流20、主要包含燃料油和重质芳烃的重质流21、和包含1-丁烯、2-丁烯、异丁烯、丁二烯、正丁烷、异丁烷或其组合的再循环流22。根据本发明的实施方案，产物分离单元106可包括一个或多于一个蒸馏塔、吸收器、换热器或其组合。
在本发明的实施方案中，产物分离单元106的出口可以与氢化单元107流体连通，使得再循环流22从产物分离单元106流到氢化单元107。在本发明的实施方案中，氢化单元107可以适于氢化至少一些1-丁烯、2-丁烯、异丁烯、丁二烯或其组合，以产生氢化的再循环流23。氢化的再循环流23可以包含C4烃、C5+烃或其组合。在本发明的实施方案中，氢化的再循环流23可以基本上不包含C4烯烃。根据本发明的实施方案，氢化单元可包括一个或多于一个固定床反应器。在本发明的实施方案中，氢化单元107可以包括氢化催化剂，该氢化催化剂包括基于铂的催化剂、基于钯的催化剂、基于铑的催化剂、基于镍的催化剂和基于钌的催化剂、或其组合。在本发明的实施方案中，氢化单元107的出口可以与C4分离器102流体连通，以使氢化的再循环流23从氢化单元107流到C4分离器102。
B.生产烯烃和BTX的方法
已发现使用混合的C4链烷烃生产烯烃和BTX的方法。与直接蒸汽裂化混合的C4链烷烃的常规方法相比，该方法可以能够提高C4链烷烃向轻质烯烃和/或BTX的转化率，并降低生产轻质烯烃和/或BTX的操作成本。如图2所示，本发明的实施方案包括用于生产烯烃的方法200。方法200可以由如图1所示的系统100来实现。根据本发明的实施方案，如框201所示，方法200可以包括将主要包含异丁烷和正丁烷的进料流12分开以形成主要包含异丁烷的第一流13和主要包含正丁烷的第二流14。在本发明的实施方案中，进料流12可以包含25重量％至25重量％的异丁烷和65重量％至75重量％的正丁烷。
在本发明的实施方案中，C4分离器可以包括蒸馏塔、萃取器、换热器或其组合。C4分离器的工作条件可以包括20℃至150℃及其间的所有范围和值，包括20℃至30℃、30℃至40℃、40℃至50℃、50℃至60℃、60℃至70℃、70℃至80℃、80℃至90℃、90℃至100℃、100℃至110℃、110℃至120℃、120℃至130℃、130℃至140℃和140℃至150℃的工作温度。C4分离器的工作条件可以包括5巴至10巴及其间的所有范围和值，包括5巴至5.5巴、5.5巴至6.0巴、6.0巴至6.5巴、6.5巴至7.0巴、7.0巴至7.5巴、7.5巴至8.0巴、8.0至8.5巴、8.5巴至9.0巴、9.0巴至9.5巴和9.5巴至10巴的工作压力。根据本发明的实施方案，第一流13可以包含90重量％至99.5重量％及其间的所有范围和值，包括90重量％至91重量％、91重量％至92重量％、92重量％至93重量％、93重量％至94重量％、94重量％至95重量％、95重量％至96重量％、96重量％至97重量％、97重量％至98重量％、98重量％至99重量％和99重量％至99.5重量％的异丁烷。第二流14可以包含85重量％至99.5重量％及其间的所有范围和值，包括85重量％至86重量％、86重量％至87重量％、87重量％至88重量％、88重量％至89重量％、89重量％至90重量％、90重量％至91重量％、91重量％至92重量％、92重量％至93重量％、93重量％至94重量％、94重量％至95重量％、95重量％至96重量％、96重量％至97重量％、97重量％至98重量％、98重量％至99重量％和99重量％至99.5重量％的正丁烷。
根据本发明的实施方案，如框202所示，方法200还可以包括在足以引起第一流13中的至少一些异丁烷裂化以形成第一流出物流15的反应条件下使第一流13与催化裂化单元103的催化剂接触。在本发明的实施方案中，第一流出物流15可以包含20重量％至35重量％的乙烯、20重量％至35重量％的丙烯、10重量％至25重量％的BTX、10重量％至25重量％的燃料气和1重量％至10重量％的未反应的异丁烷。在本发明的实施方案中，第一流出物流15可以还包含1-丁烯、2-丁烯、异丁烯、丁二烯、甲烷、氢气、燃料油、重质芳烃或其组合。在本发明的实施方案中，催化剂可以适于催化第一流15中的烃的裂化反应。催化裂化单元103中的催化剂可以包括Fe改性的HZSM-5催化剂、Cr改性的HZSM-5、Ni改性的HZSM-5或其组合。在本发明的实施方案中，框202的反应条件可以包括575℃至625℃及其间的所有范围和值，包括575℃至580℃、580℃至585℃、585℃至590℃、590℃至595℃、595℃至600℃、600℃至605℃、605℃至610℃、610℃至615℃、615℃至620℃和620℃至625℃的反应温度。框202的反应条件可以还包括1巴至5巴及其间的所有范围和值，包括1巴至1.5巴、1.5巴至2.0巴、2.0巴至2.5巴、2.5巴至3.0巴、3.0至3.5巴、3.5巴至4.0巴、4.0巴至4.5巴和4.5巴至5.0巴的反应压力。框202的反应条件可以还包括1000小时-1至6000小时-1及其间的所有范围和值，包括1000小时-1至1500小时-1、1500小时-1至2000小时-1、2000小时-1至2500小时-1、2500小时-1至3000小时-1、3000小时-1至3500小时-1、3500小时-1至4000小时-1、4000小时-1至4500小时-1、4500小时-1至5000小时-1、5000小时-1至5500小时-1和5500小时-1至6000小时-1的重时空速。在本发明的实施方案中，在框202处，异丁烷的转化率可以为90％至99％及其间的所有范围和值，包括90％至91％、91％至92％、92％至93％、93％至94％、94％至95％、95％至96％、96％至97％、97％至98％和98％至99％。根据本发明的实施方案，第一流出物流15可以包含1重量％至10重量％的C4烯烃，包括1-丁烯、2-丁烯、异丁烯、丁二烯或其组合。
根据本发明的实施方案，如框203所示，方法200可以还包括在蒸汽裂化单元105中使第二流14在高于800℃的温度下进行蒸汽裂化以形成包含乙烯、丙烯、苯、甲苯和二甲苯中的一种或多于一种的第二流出物流16。第二流出物流16可以还包含1-丁烯、2-丁烯、异丁烯、丁二烯、甲烷、氢、燃料油、重质芳烃、未反应的正丁烷或其组合。在本发明的实施方案中，第二流出物流16可以包含35重量％至45重量％的乙烯、15重量％至24重量％的丙烯、1重量％至7重量％的BTX和2重量％至10重量％的未反应的丁烷。第二流出物流16可以包含10重量％至20重量％的C4烯烃，包括1-丁烯、2-丁烯、异丁烯、丁二烯或其组合。
在本发明的实施方案中，在框203处进料至蒸汽裂化单元105的蒸汽与烃之比可以为0.32至0.45及其间的所有范围和值，包括0.32至0.33、0.33至0.34、0.34至0.35、0.35至0.36、0.36至0.37、0.37至0.38、0.38至0.39、0.39至0.40、0.40至0.41、0.41至0.42、0.42至0.43、0.43至0.44和0.44至0.45。在框203处，蒸汽裂化单元105用于蒸汽裂化的停留时间可以为3毫秒至10毫秒及其间的所有范围和值，包括4毫秒、5毫秒、6毫秒、7毫秒、8毫秒和9毫秒。在框203处，正丁烷的转化率可以为85％至95％及其间的所有范围和值，包括85％至86％、86％至87％、87％至88％、88％至89％、89％至90％、90％至91％、91％至92％、92％至93％、93％至94％和94％至95％。
根据本发明的实施方案，如框204所示，方法200可以还包括在骤冷和压缩单元104中骤冷和压缩第一流出物流15和第二流出物流16以产生合并的骤冷流17。在本发明的实施方案中，在框204处的骤冷和压缩可以包括将第一流出物流15和第二流出物流16(以及随后的合并的骤冷流17)骤冷至83℃至93℃及其间的所有范围和值，包括84℃、85℃、86℃、87℃、88℃、89℃、90℃、91℃和92℃的温度。在框204处的骤冷和压缩还可以包括将第一流出物流15和第二流出物流16(以及随后的合并的骤冷流17)压缩至10巴至35巴及其间的所有范围和值，包括10巴至12巴、12巴至14巴、14巴至16巴、16巴至18巴、18巴至20巴、20巴至22巴、22巴至24巴、24巴至26巴、26巴至28巴、28巴至30巴、30巴至32巴、32巴至34巴和34巴至35巴的压力。
根据本发明的实施方案，如框205所示，方法200可以还包括在产物分离单元106中分离合并的骤冷流17以产生多个流，该多个流包括主要包含乙烯的乙烯流18、主要包含丙烯的丙烯流19、主要包含BTX的BTX流20、主要包含燃料油和重质芳烃的重质流21。在本发明的实施方案中，在框205处的分离可以还产生包含1-丁烯、2-丁烯、丁二烯、异丁烯、正丁烷、异丁烷或其组合的再循环流22。在本发明的实施方案中，乙烯流18可以包含99重量％至99.95重量％的乙烯。丙烯流19可以包含99重量％至99.95重量％的丙烯。BTX流20可以包含45重量％至60重量％的苯、35重量％至45重量％的甲苯和20重量％至40重量％的二甲苯。再循环流22可以包含40重量％至75重量％的C4烯烃。在本发明的实施方案中，再循环流22与进料流12之间的流量比可以为18至28及其间的所有范围和值，包括19、20、21、22、23、24、25、26和27。
根据本发明的实施方案，如框206中所示，方法200可以还包括在氢化单元107中将包含1-丁烯、2-丁烯、异丁烯、丁二烯或其组合的再循环流22的至少一些C4烯烃氢化以产生氢化的再循环流23。在本发明的实施方案中，氢化的再循环流23可以包含1重量％至3重量％的C4烯烃。在本发明的实施方案中，框206中的氢化可以在100℃至260℃及其间的所有范围和值，包括100℃至110℃、110℃至120℃、120℃至130℃、130℃至140℃、140℃至150℃、150℃至160℃、160℃至170℃、170℃至180℃、180℃至190℃、190℃至200℃、200℃至210℃、210℃至220℃、220℃至230℃、230℃至240℃、240℃至250℃和250℃至260℃的氢化温度下进行。框206中的氢化可在10巴至70巴及其间的所有范围和值，包括10巴至15巴、15巴至20巴、20巴至25巴、25巴至30巴、30巴至35巴、35巴至40巴、40巴至45巴、45巴至50巴、50至55巴、55巴至60巴、60巴至65巴和65巴至70巴的氢化压力下进行。根据本发明的实施方案，氢气与进料到氢化单元107的再循环流22之间的流量比可以为0.01至0.04及其间的所有范围和值，包括0.01至0.015、0.015至0.020、0.020至0.025、0.025至0.030、0.030至0.035和0.035至0.040。在框206处，氢化单元107的液时空速可以为0.1小时-1至40小时-1及其间的所有范围和值，包括0.1小时-1至0.2小时-1、0.2小时-1至0.3小时-1、0.3小时-1至0.4小时-1、0.4小时-1至0.5小时-1、0.5小时-1至0.6小时-1、0.6小时-1至0.7小时-1、0.7小时-1至0.8小时-1、0.8小时-1至0.9小时-1、0.9小时-1至1.0小时-1、1.0小时-1至2.0小时-1、2.0小时-1至3.0小时-1、3.0小时-1至4.0小时-1、4.0小时-1至5.0小时-1、5.0小时-1至6.0小时-1、6.0小时-1至7.0小时-1、7.0小时-1至8.0小时-1、8.0小时-1至9.0小时-1、9.0小时-1至10小时-1、10小时-1至15小时-1、15小时-1至20小时-1、20小时-1至25小时-1、25小时-1至30小时-1、30小时-1至35小时-1和35小时-1至40小时-1。在本发明的实施方案中，方法200可以还包括将氢化的再循环流23流入C4分离器102，如框207所示。可替代地或另外地，根据本发明的实施方案，氢化的再循环流23可以在流入C4分离器102之前流入进料流12中。
尽管已经参考图2的框描述了本发明的实施方案，但是应当理解，本发明的操作不限于图2所示的特定框和/或框的特定顺序。因此，本发明的实施方案可以使用与图2不同的顺序的各种框来提供本文所述的功能。
作为本发明公开的一部分，下面包括具体实施例。该实施例仅用于说明目的，并不意图限制本发明。本领域普通技术人员将容易地认识到可以改变或修改参数以产生基本相同结果。
实施例
在Pro II平台上对根据本发明的实施方案的生产轻质烯烃和BTX的方法以及将混合的C4烃蒸汽裂化的常规方法进行了模拟。对结果进行比较。在本发明的方法和常规方法的过程的模拟中，进料流包含30重量％的异丁烷和70重量％的正丁烷。对于本发明的方法，分离异丁烷和正丁烷。将所得异丁烷催化裂化，并将所得正丁烷在蒸汽裂化单元中进行处理。对于常规方法的过程，将混合的C4烃直接在蒸汽裂化单元中进行处理。模拟的结果表明，与常规方法相比，根据本发明的方法生产的乙烯多12％，丙烯少7％，BTX多104％。此外，根据本发明实施方案的方法能够显著减少燃料油和重质芳烃的产生。而且，根据本发明的实施方案的方法将含有C4烯烃的再循环流的流速降低了约25％。因此，减少了在再循环流的氢化过程中使用的氢和能量。
在本发明的上下文中，至少描述了以下15个实施方案。实施方案1是一种生产烯烃的方法。该方法包括将主要包含异丁烷和正丁烷的进料流分开，以形成主要包含异丁烷的第一流和主要包含正丁烷的第二流。该方法还包括在足以引起第一流中的至少一些异丁烷裂化以形成乙烯、丙烯、苯、甲苯和二甲苯中的一种或多于一种的反应条件下使第一流与催化剂接触。该方法还包括使第二流在高于800℃的温度下进行蒸汽裂化以形成乙烯、丙烯、苯、甲苯和二甲苯中的一种或多于一种。实施方案2是实施方案1所述的方法，其中催化剂含有铁改性的HZSM-5。实施方案3为实施方案1或2所述的方法，其中所述接触步骤中的反应条件包括575℃至625℃的反应温度。实施方案4为实施方案1或3中任一项所述的方法，其中所述接触步骤中的反应条件包括1巴至5巴的反应压力。实施方案5为实施方案1至4中任一项所述的方法，其中进料流包含25重量％至35重量％的异丁烷和65重量％至75重量％的正丁烷。实施方案6为实施方案1至5中任一项所述的方法，其中所述接触步骤是在催化裂化单元中进行的。实施方案7是实施方案6所述的方法，其还包括使流出物从催化裂化单元流到骤冷和压缩单元。实施方案8为实施方案1至7中任一项所述的方法，其中处理步骤在蒸汽化裂化单元中进行。实施方案9是实施方案8所述的方法，其还包括使流出物从蒸汽裂化单元流到骤冷和压缩单元。实施方案10是实施方案9所述的方法，其中将来自催化裂化单元的流出物和来自蒸汽裂化单元的流出物流到同一骤冷和压缩单元以产生合并的骤冷流。实施方案11是实施方案10所述的方法，其还包括在分离单元中分离合并的骤冷流以产生多个流，所述多个流包括主要包含乙烯的乙烯流、主要包含丙烯的丙烯流、主要包含BTX的BTX流和主要包含燃料油和C9+芳烃的重质流。实施方案12是实施方案11所述的方法，其中所述分离还产生包含1-丁烯、2-丁烯、丁二烯、异丁烯、正丁烷、异丁烷或其组合的再循环流。实施方案13为实施方案12所述的方法，其中所述再循环流与所述进料流的流量比为0.15至0.30。实施例14为实施例12或13的方法，还包括在氢化单元中将再循环流中的至少一些1-丁烯、2-丁烯、异丁烯和/或丁二烯氢化以产生氢化的再循环流，并使氢化的再循环流流至进料流。实施方案15为实施方案1至14中任一项所述的方法，其中异丁烷和正丁烷以70％至85％的组合转化率转化为乙烯、丙烯和BTX。
尽管已经详细描述了本申请的实施方案及其优点，但是应当理解，在不脱离由所附权利要求限定的实施方案的精神和范围的情况下，可以在本文中进行各种改变、替换和变更。而且，本申请的范围不旨在限于说明书中描述的过程、机器、产品、物质组成、手段、方法和步骤的特定实施方案。如本领域普通技术人员将从上述公开内容中容易地理解的，可以利用与本文描述的相应实施方案执行基本相同的功能或获得基本相同的结果的当前存在的或以后要开发的过程、机器、产品、物质组成、手段、方法或步骤。因此，所附权利要求旨在将这样的过程、机器、产品、物质组成、手段、方法或步骤包括在它们的范围内。
Claims (15)
1.一种生产烯烃的方法，所述方法包括：
使主要包含异丁烷和正丁烷的进料流分开，以形成主要包含异丁烷的第一流和主要包含正丁烷的第二流；
在足以使第一流中的至少一些异丁烷裂化以形成乙烯、丙烯、苯、甲苯和二甲苯中的一种或多于一种的反应条件下，使第一流与催化剂接触；和
使第二流在高于800℃的温度下进行蒸汽裂化处理以形成乙烯、丙烯、苯、甲苯和二甲苯中的一种或多于一种。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述催化剂包含铁改性的HZSM-5。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中接触步骤中的反应条件包括575℃至625℃的反应温度。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中接触步骤中的反应条件包括1巴至5巴的反应压力。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述进料流包含25重量％至35重量％的异丁烷和65重量％至75重量％的正丁烷。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中接触步骤是在催化裂化单元中进行的。
7.根据权利要求6所述的方法，其还包括使流出物从催化裂化单元流到骤冷和压缩单元。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中处理步骤是在蒸汽裂化单元中进行的。
9.根据权利要求8所述的方法，其还包括使流出物从蒸汽裂化单元流到骤冷和压缩单元。
10.根据权利要求9所述的方法，其中将来自催化裂化单元的流出物和来自蒸汽裂化单元的流出物流到同一骤冷和压缩单元以产生合并的骤冷流。
11.根据权利要求10所述的方法，其还包括在分离单元中分离合并的骤冷流以产生多个流，所述多个流包括主要包含乙烯的乙烯流、主要包含丙烯的丙烯流、主要包含BTX的BTX流和主要包含燃料油和C9+芳烃的重质流。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述分离还产生包含1-丁烯、2-丁烯、丁二烯、异丁烯、正丁烷、异丁烷或其组合的再循环流。
13.根据权利要求12所述的方法，其中再循环流与进料流的流量比为0.15至0.30。
14.根据权利要求12或13所述的方法，其还包括：
在氢化单元中将再循环流中的至少一些1-丁烯、2-丁烯、异丁烯和/或丁二烯氢化以产生氢化的再循环流；
使氢化的再循环流流至进料流。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的方法，其中异丁烷和正丁烷以70％至85％的组合转化率转化为乙烯、丙烯和BTX。
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