CN114478175A - 一种增产低碳烯烃的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种增产低碳烯烃的系统及方法。所述系统包括：抽提单元、烯烃催化裂解单元、乙烯裂解装置；所述抽提单元分别连接烯烃催化裂解单元和乙烯装置裂解单元；所述烯烃催化裂解单元连接乙烯装置分离单元。本发明原则上可以处理所有炼厂和乙烯装置副产碳四，从分子水平上最大化生产高附加值的乙烯、丙烯和丁二烯等低碳烯烃，提高了装置的经济效益。

Description

一种增产低碳烯烃的系统和方法
技术领域
本发明涉及碳四加工领域，具体地，涉及一种利用碳四资源增产低碳烯烃的系统及方法。
背景技术
随着石油化工加工深度的不断深入，对炼厂和化工副产的C4馏分中各组分的合理利用日益受到重视。化工C4馏分中含有的1,3-丁二烯可用抽提的方法分离出来用于生产合成橡胶，C4馏分中的异丁烯通过醚化装置与甲醇反应生成MTBE并可通过进一步的精密分馏获得高纯度的1-丁烯，其它碳四组分的利用还较少。对于炼厂碳四，除了提取异丁烯生产MTBE或作为烷基化原料外，大部分通常作为燃料烧掉，白白浪费。即使是MTBE和烷基化油，随着乙醇汽油的推广和成品油市场的过剩，经济价值有限。
炼厂碳四来源广泛，主要分为两种类型，一种是含烯烃≤10％wt的饱和碳四，主要来自于常减压、加氢裂化、重整等装置；另一种烯烃含量40～50％wt的不饱和碳四，主要来自于催化裂化和气分等装置。乙烯裂解装置丁二烯抽余碳四、MTO副产碳四主要是烷烃和单烯烃，碳四烯烃含量30～60％wt。如前所述，除了少部分利用外，大部分作为液化气燃料或燃料型油品。近些年新建炼化一体化企业，包括千万吨级炼油、百万吨级乙烯，其副产的碳四资源体量巨大，其提质利用已愈来愈引起人们的重视。
炼厂碳四和乙烯碳四的高附加值利用始终是石化行业未充分解决的难题之一，国内碳四高附加值的化工型利用率不到10％。与此同时，国内烯烃产能快速增长，尤其是乙烯、丙烯。丙烯和乙烯是重要的基本有机化工原料，主要用于生产PP、异丙苯、丙烯腈、PE、环氧乙烷等诸多产品，用途广泛，市场容量大。近年来以及未来一段时间内，市场对丙烯和乙烯的需求依然会保持较高的增长。烃类热裂解目前仍是生产乙烯的主要方法之一，生产丙烯的技术包括丙烷脱氢、低碳烯烃歧化、低碳烯烃热裂解、甲醇制丙烯等。因此，乙烯、丙烯的需求扩张急需拓展热裂解原料，以增产乙烯、丙烯等高附加值大宗化学品或提供烯烃原料适用于低碳烯烃催化裂解技术增产丙烯、乙烯。如能开发一种炼厂碳四综合利用技术，增产乙烯、丙烯，即打通炼厂碳四到低碳烯烃(乙烯、丙烯)生产的路径，乙/丙烯的广泛市场将从根本上解决碳四资源高附加值利用问题。
表1C4馏分中各组分沸点及相对挥发度
组分 异丁烷 异丁烯 1-丁烯 1,3-丁二烯 正丁烷 反-2-丁烯 顺-2-丁烯
沸点，℃ -11.73 -6.9 -6.26 -4.41 -0.5 0.88 3.74
相对挥发度，α 1.13 1.005 1 0.975 0.863 0.83 0.8
C4馏分由10多种沸点相近，彼此间易形成共沸物的组分组成，如表1所示，从中分离出纯度符合应用要求的烷烃和烯烃的难度较高，一是异丁烯与1-丁烯之间的相对挥发度仅为1.005，常压沸点仅差0.64℃，用普通精馏的方法很难分离，目前多采用催化蒸馏技术使异丁烯与甲醇反应合成MTBE从而除去异丁烯；二是醚化后的C4烃中正丁烷与反-2-丁烯的相对挥发度也较小，且正丁烷的挥发能力介于1-丁烯和反-2-丁烯之间，用普通精馏的方法需要相当多的理论板数，工艺较为复杂。现有技术中普遍采用抽提法。常用的选择性溶剂有二甲基甲酰胺(DMF)、乙腈(ACN)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)和N-甲酰吗啉(NFM)等。因此对于烯烃含量较高的碳四采用萃取精馏分离较合适。但是萃取精馏对于烯烃含量较低的组分，例如10％以下的饱和碳四，则不适用，需要采用加氢分离的方法。
如前所述，碳四中包括饱和碳四和不饱和碳四，加氢工艺适用于烯烃含量较低的饱和碳四，但对于不饱和碳四，如进行加氢饱和，一方面消耗大量氢气，同时把有价值的碳四烯烃损失，经济效益欠佳，因此加氢处理仅适用于烯烃含量较少(20％wt以下)的饱和碳四。
烯烃催化裂解制丙烯技术(简称OCC)的基本原理是利用酸性催化剂，有选择地把低碳烯烃转化为丙烯和乙烯。OCC技术的原料灵活，可以使用炼厂、乙烯厂、MTO装置的含烯烃C4、C5；催化剂对原料中的杂质，如双烯烃、硫化物、含氮化合物具有较强的耐受能力。该技术适用于烯烃含量较高的碳四。
CN1358697A公开了用甲乙酮系列混合溶剂分离丁烷与丁烯的方法，CN1681754A公开了采用极性溶剂二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、乙腈等作为溶剂分离丁烷和丁烯的方法；CN101417913A公开了采用离子液体、盐类、甲乙酮和N-甲酰吗啉的多元混合溶剂分离丁烷与丁烯的方法。这些方法其实质都是采用不同的溶剂，通过提高丁烷与丁烯的相对挥度，达到分离的目的。但缺点是只适用于烯烃含量较高的碳四混合物，如烯烃含量较低，则经济效益低，并且，上述方法大多没有涉及换热网络的优化，节能效果不佳。
CN102294203A公开了一种催化热裂解制乙烯中的碳四二段加氢装置及工艺，通过采用二段选择性加氢，避免了1,3-丁二烯深度加氢引起反应器结焦、降低催化剂使用寿命和装置运行周期的问题，可直接对混合碳四进行加氢，提高了原料的利用率。但是对于含二烯烃少量或没有的碳四混合物没有涉及具体的分离方法，也没有涉及有机硫氮等杂质的脱除方法。
CN102188985A公开了一种碳四馏分选择加氢催化剂及其制备方法，该催化剂可以对碳四馏分中的炔烃进行选择性加氢，丁二烯基本不损失，催化剂具有高活性、高选择性，并且制备方法简单，应用广泛。但该发明主要是对碳四馏分中炔烃的选择性加氢，没有涉及烷、烯混合物中单烯烃的加氢方法，且只是催化剂的制备，没有涉及分离方法，也没有涉及有机硫氮等杂质的脱除方法。
因此，本领域亟需开发一种可针对多种来源的碳四馏份原料进行分质处理以增产低碳烯烃的组合工艺流程。
发明内容
为解决现有技术对于炼厂碳四不能很好地用于生产低碳烯烃的问题，本发明提供了一种增产低碳烯烃的系统及方法。通过将抽提、加氢、正构化、催化裂解等进行组合，本发明实现了碳四资源的分子利用，即将通过抽提实现烷烯分离，通过加氢实现烷烃提浓，通过正构化实现最大化生产优质裂解原料正构烷烃，送去乙烯裂解装置增产乙烯、丙烯。抽提分离的富碳四烯烃则送去催化裂解增产丙烯、乙烯。
本发明的第一方面提供一种增产低碳烯烃的系统，所述系统包括：抽提单元、烯烃催化裂解单元、乙烯装置；
所述乙烯装置包括乙烯装置裂解单元和乙烯装置分离单元；
所述抽提单元设置有抽提单元碳四烯烃出料管线和抽提单元碳四烷烃出料管线，所述抽提单元通过所述抽提单元碳四烯烃出料管线连接所述烯烃催化裂解单元；
所述烯烃催化裂解单元通过催化裂解产物出料管线与所述乙烯装置分离单元连接；
不饱和碳四原料进料管线与所述抽提单元连接；
饱和碳四原料进料管线与所述抽提单元碳四烷烃出料管线合并后连接至所述乙烯装置裂解单元。
根据本发明一种优选实施方式，该系统还包括加氢分离单元；所述加氢分离单元设置于所述抽提单元和所述乙烯装置裂解单元之间；所述饱和碳四原料进料管线与所述抽提单元碳四烷烃出料管线分别、或合并后连接所述加氢分离单元。
具体地，所述饱和碳四原料进料管线与所述加氢分离单元连接；所述抽提单元通过所述碳四烷烃出料管线与所述加氢分离单元连接；所述加氢分离单元的加氢尾气出料管线和富丁烷出料管线分别连接至所述乙烯装置分离单元和乙烯装置裂解单元。根据一种具体实施方式，所述加氢尾气出料管线连接至乙烯装置分离单元裂解气压缩机段间回收氢气。
根据本发明一种更优选的实施方式，该系统还包括正构化单元，所述正构化单元连接加氢分离单元。
具体地，所述加氢分离单元通过富异丁烷出料管线与所述正构化单元连接；所述正构化单元通过富正丁烷出料管线与所述加氢分离单元连接。
本发明的第二方面提供一种增产低碳烯烃的方法，该方法在前述的系统中进行，包括以下步骤：
不饱和碳四原料引入抽提单元得到碳四烯烃和碳四烷烃，所述碳四烯烃经抽提单元碳四烯烃出料管线引入烯烃催化裂解单元，得到丙烯、乙烯和剩余碳四，然后送入乙烯装置分离单元分离得到丙烯、乙烯和其他组分；
饱和碳四原料和来自抽提单元碳四烷烃出料管线的碳四烷烃合并引入乙烯装置裂解单元增产乙烯、丙烯、丁二烯和其他组分。
根据本发明另一种实施方式，所述方法包括以下步骤：
不饱和碳四原料引入抽提单元得到碳四烯烃和碳四烷烃，所述碳四烯烃经抽提单元碳四烯烃出料管线引入烯烃催化裂解单元，得到丙烯、乙烯和剩余碳四，然后送入乙烯装置分离单元分离得到丙烯、乙烯和其他组分；
饱和碳四原料和来自抽提单元碳四烷烃出料管线的碳四烷烃合并引入加氢分离单元得到富碳四烷烃物流和富氢气的加氢尾气物流(少量)，所述富碳四烷烃物流送至乙烯装置裂解单元，增产乙烯、丙烯、丁二烯和其他组分，所述富氢气的加氢尾气物流送至乙烯装置分离单元，回收氢气和烃。
根据本发明再一种实施方式，所述方法包括以下步骤：
不饱和碳四原料引入抽提单元得到碳四烯烃和碳四烷烃，所述碳四烯烃经抽提单元碳四烯烃出料管线引入烯烃催化裂解单元，得到丙烯、乙烯和剩余碳四，然后送入乙烯装置分离单元分离得到丙烯、乙烯和其他组分；
饱和碳四原料和来自抽提单元碳四烷烃出料管线的碳四烷烃合并引入加氢分离单元得到富异丁烷物流、富正丁烷物流和富氢气的加氢尾气物流(少量)，富异丁烷物流送入正构化单元得到正异丁烷混合物返回加氢分离单元，富正丁烷物流送至乙烯装置裂解单元，增产乙烯、丙烯、丁二烯和其他组分，富氢气的加氢尾气物流送至乙烯装置分离单元，回收氢气和烃。
具体地，所述方法包括以下步骤：
(a)不饱和碳四原料引入抽提单元进行萃取分离，分别得到碳四烷烃和碳四烯烃，所述碳四烷烃送入加氢分离单元，所述碳四烯烃送入烯烃催化裂解单元；
(b)饱和碳四原料和抽提来的碳四烷烃合并引入加氢分离单元，通过加氢反应将少量单烯烃和双烯烃加氢饱和并脱除微量杂质(有机硫氮等)，加氢后物料经精馏分离得到富异丁烷物流、富正丁烷物流和加氢尾气物流，其中富异丁烷物流送入正构化单元；
(c)富异丁烷物流在正构化单元发生正构化反应，将其中的异丁烷转化为正丁烷，同时副产少量碳三、碳五等组分，反应后物料返回加氢分离单元进行精馏分离；
(d)加氢分离单元精馏分离得到的富正丁烷物流送至乙烯装置裂解单元，增产乙烯、丙烯、丁二烯和其他组分，加氢尾气物流送入乙烯装置分离单元，回收氢气和烃；
(e)碳四烯烃在催化裂解单元发生裂解反应，生成含有丙烯、乙烯和其他组分的催化裂解产物，所述催化裂解产物经精馏分离后分别送去乙烯装置分离单元的不同位置，分离得到丙烯、乙烯和其他组分。
根据本发明的方法，所述抽提单元采用的溶剂可选自乙腈、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、环丁砜、二甲基亚砜、N-甲酰基吗啉、甲乙酮和水中的一种或多种。
所述抽提单元中，所述溶剂与所述不饱和碳四原料的质量比可以控制为3～12：1。
本发明处理的不饱和碳四可来自于炼厂催化裂化、醚前碳四或醚后碳四，乙烯装置抽余碳四或醚后碳四等；本发明处理的饱和碳四可来自于炼厂常减压、加氢裂化、重整、芳构化、烷基化等液化气。本发明原则上可以处理所有炼厂碳四和乙烯装置副产碳四等，从分子水平上最大化生产高附加值的乙烯、丙烯和丁二烯，提高了装置的经济效益。
具体地，本发明中所涉及的所述不饱和碳四原料为碳四烯烃含量20wt％以上的不饱和液化气，所述饱和碳四原料为烯烃含量20wt％以下的饱和液化气。
根据本发明，所述加氢分离单元的加氢反应条件优选包括：反应器入口温度为40～300℃，压力为1.5～4.5MPaG，反应温升为5～100℃，氢油体积比为100～800Nm3/m3，液体体积空速为0.5～6h-1，所用催化剂为镍系加氢催化剂和/或钯系加氢催化剂。
根据本发明，所述正构化单元的正构化反应条件优选包括：反应器入口温度为100～250℃，压力为1.0～4.0MPaG，反应温降为5～50℃，液体体积空速为1～20h-1，所用催化剂为Pt系贵金属固体酸催化剂和/或非贵金属的分子筛催化剂。
根据本发明，所述烯烃催化裂解单元的反应条件优选包括：反应器入口温度为400～650℃，压力为-0.08MPaG～0.2MPaG，微吸热反应，催化剂重量空速为10～30h-1，所用催化剂为分子筛催化剂。
根据本发明，所述乙烯装置裂解单元的操作条件优选包括：反应压力为0.08～0.3MPaG，温度为600～900℃。
根据本发明，所述乙烯装置分离单元的操作条件优选包括：反应压力为0.02～3.8MPaG，温度为-168℃～480℃。
本发明中，所述乙烯装置裂解单元既可以采用蒸汽裂解，也可以采用催化裂解。
本发明的有益效果在于：
1)本发明提供了一套完整的碳四综合利用流程，将低价值的炼厂、乙烯、MTO等副产碳四进行分子水平的综合利用，正构烷烃送去蒸汽裂解或催化裂解，富烯烃送去烯烃催化裂解，生产高价值的低碳烯烃，符合原料利用原则。
2)本发明技术架起了炼化一体化桥梁，打通了炼厂和乙烯裂解装置的碳四加工路径。
3)本发明技术实现了碳四资源100％的化工型利用，提高了炼厂和乙烯裂解装置的综合竞争力和经济效益，具有极大的推广应用价值。
本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
图1为本发明第一种实施方式的增产低碳烯烃系统示意图。
图2为本发明第二种实施方式的增产低碳烯烃系统示意图。
图3为本发明第三种实施方式的增产低碳烯烃系统示意图。
附图标记说明：
1-抽提单元；2-加氢分离单元；3-正构化单元；4-烯烃催化裂解单元；5A-乙烯装置裂解单元；5B-乙烯装置分离单元；6-不饱和碳四原料；7-饱和碳四原料；8-碳四烯烃；9-碳四烷烃；10-催化裂解产物；11-加氢尾气物流；12A-富碳四烷烃物流，12B-富正丁烷物流；13-富异丁烷物流；14-正构化产物；15-低碳烯烃；16-其他。
具体实施方式
下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。
实施例1
本实施例用于说明本发明的增产低碳烯烃的系统和方法。
如图1所示，所述系统包括：抽提单元1、加氢分离单元2、正构化单元3、烯烃催化裂解单元4、乙烯装置裂解单元5A和乙烯装置分离单元5B；不饱和碳四原料进料管线与所述抽提单元1连接；饱和碳四原料进料管线与所述加氢分离单元2连接；所述抽提单元1通过抽提单元碳四烷烃出料管线与所述加氢分离单元2连接；所述抽提单元1通过抽提单元碳四烯烃出料管线与所述烯烃催化裂解单元4连接；所述加氢分离单元2通过富异丁烷出料管线与所述正构化单元3连接；所述正构化单元3通过富正丁烷出料管线与所述加氢分离单元2连接；所述加氢分离单元2通过加氢尾气出料管线连接至乙烯装置分离单元5B，所述加氢分离单元2通过富丁烷出料管线连接至乙烯装置裂解单元5A；所述烯烃催化裂解单元4通过催化裂解产物出料管线与所述乙烯装置分离单元5B连接，所述乙烯装置分离单元5B设置有低碳烯烃产品(乙烯、丙烯)出料管线和其他产物出料管线。
采用该系统的增产低碳烯烃的方法包括以下步骤：
(a)不饱和碳四原料6(组成为30％wt异丁烷、30％正丁烷和40％碳四烯烃)引入抽提单元1进行萃取分离，分别得到碳四烷烃9和碳四烯烃8，碳四烷烃9送入加氢分离单元2，碳四烯烃8送入烯烃催化裂解单元4；抽提单元采用的溶剂选自乙腈和水的混合物(其中乙腈含量90％)；使用的溶剂与进料不饱和碳四质量比为8：1；
(b)饱和碳四原料7(烯烃含量20％以下的饱和液化气)和抽提来的碳四烷烃9合并引入加氢分离单元2，通过加氢反应将少量单烯烃和双烯烃加氢饱和并脱除微量有机硫氮等杂质，加氢后物料经精馏分离得到富异丁烷物流13、富正丁烷物流12B和加氢尾气物流11；
(c)富异丁烷物流13进入正构化单元3，其中的异丁烷在正构化单元3发生正构化反应，将异丁烷转化为正丁烷，同时副产少量碳三、碳五等其他组分，反应后的正构化产物14(正异丁烷混合物)返回加氢分离单元2进行精馏分离；
(d)加氢分离单元2精馏分离得到的富正丁烷物流12B送入乙烯装置裂解单元5A，增产乙烯、丙烯、丁二烯和其他组分，加氢尾气物流11送入乙烯装置分离单元5B，回收氢气和烃；
(e)碳四烯烃8在烯烃催化裂解单元4发生裂解反应，生成含有乙烯、丙烯和其他组分的催化裂解产物10，所述催化裂解产物10经精馏分离后分别送去乙烯装置分离单元5B的不同位置，分离得到乙烯、丙烯和其他组分。
所述加氢分离单元的加氢反应条件包括：反应器入口温度为280℃，压力为3.0MPaG，反应温升为25℃，氢油体积比500Nm3/m3，液体体积空速为2h-1，所选催化剂为非贵金属的镍系加氢催化剂。
所述正构化单元的正构化反应条件包括：反应器入口温度为200℃，压力为2.5MPaG，反应温降为30℃，液体体积空速为8h-1，所选催化剂为Pt系贵金属固体酸催化剂。
所述烯烃催化裂解单元的反应条件包括：反应器入口温度为550℃，压力为0.1MPaG，微吸热反应，液体重量空速为10h-1，所选催化剂为分子筛催化剂。
对比方案1-2
由于富烯烃碳四不能直接进入乙烯裂解(导致结焦)，只能作为燃料烧掉，因此对比方案1作为燃料气，对比方案2为生产高辛烷值的烷基化油，则优化方案前后的单吨收益对比如下表1所示。
表1不同加工方案单吨碳四收益
Figure BDA0002777233070000111
注：三烯收率为乙烯、丙烯、丁二烯的收率之和。
实施例2
本实施例用于说明本发明的增产低碳烯烃的系统和方法。
如图2所示，所述系统包括：抽提单元1、加氢分离单元2、烯烃催化裂解单元4、乙烯装置裂解单元5A和乙烯装置分离单元5B；不饱和碳四原料进料管线与所述抽提单元1连接；饱和碳四原料进料管线与所述加氢分离单元2连接；所述抽提单元1通过抽提单元碳四烷烃出料管线与所述加氢分离单元2连接；所述抽提单元1通过抽提单元碳四烯烃出料管线与所述烯烃催化裂解单元4连接；所述加氢分离单元2分别通过加氢尾气出料管线、富丁烷出料管线与所述乙烯装置分离单元5B和所述乙烯装置裂解单元5A连接；所述烯烃催化裂解单元4通过催化裂解产物出料管线与所述乙烯装置分离单元5B连接，所述乙烯装置分离单元5B设置有低碳烯烃产品(乙烯、丙烯)出料管线和其他产物出料管线。
采用该系统的增产低碳烯烃的方法包括以下步骤：
(a)不饱和碳四原料6(组成为30％wt异丁烷、30％正丁烷和40％碳四烯烃)引入抽提单元1进行萃取分离，分别得到碳四烷烃9和碳四烯烃8，碳四烷烃9送入加氢分离单元2，碳四烯烃8送入烯烃催化裂解单元4；抽提单元1采用的溶剂为N,N-二甲基甲酰胺；使用的溶剂与进料不饱和碳四质量比为7：1；
(b)饱和碳四原料7(烯烃含量20％以下的饱和液化气)和抽提来的碳四烷烃9合并引入加氢分离单元2，通过加氢反应将少量单烯烃和双烯烃加氢饱和，加氢后物料经精馏分离得到富碳四烷烃物流12A和富氢气的加氢尾气物流11；
(c)加氢分离单元2的富氢气的加氢尾气物流11送至乙烯装置分离单元5B，回收氢气和烃，富碳四烷烃物流12A送至乙烯装置裂解单元5A进行裂解，增产乙烯、丙烯、丁二烯和其他组分；
(d)碳四烯烃8在烯烃催化裂解单元4发生裂解反应，生成含有乙烯、丙烯和其他组分的催化裂解产物10，所述催化裂解产物10经精馏分离后分别送去乙烯装置分离单元5B的不同位置，分离得到乙烯、丙烯和其他组分。
所述加氢分离单元的加氢反应条件包括：反应器入口温度为220℃，压力为2.0MPaG，反应温升为30℃，氢油体积比200Nm3/m3，液体体积空速为1h-1，所选催化剂为非贵金属的镍系加氢催化剂。
所述烯烃催化裂解单元的反应条件包括：反应器入口温度为500℃，压力为0.05MPaG，微吸热反应，液体重量空速为15h-1，所选催化剂为分子筛催化剂。
优化方案前后的单吨收益对比如下表2所示。
表2不同加工方案单吨碳四收益
Figure BDA0002777233070000121
Figure BDA0002777233070000131
实施例3
本实施例用于说明本发明的增产低碳烯烃的系统和方法。
如图3所示，所述系统包括：抽提单元1、烯烃催化裂解单元4、乙烯装置裂解单元5A和乙烯装置分离单元5B；不饱和碳四原料进料管线与所述抽提单元1连接；所述抽提单元1通过抽提单元碳四烯烃出料管线与所述烯烃催化裂解单元4连接；饱和碳四原料进料管线与抽提单元碳四烷烃出料管线合并后连接至所述乙烯装置裂解单元5A；所述烯烃催化裂解单元4通过催化裂解产物出料管线与所述乙烯装置分离单元5B连接，所述乙烯装置分离单元5B设置有低碳烯烃产品(乙烯、丙烯)出料管线和其他产物出料管线。
采用该系统的增产低碳烯烃的方法包括以下步骤：
(a)不饱和碳四原料6(组成为30％wt异丁烷、30％正丁烷和40％碳四烯烃)引入抽提单元1进行萃取分离，分别得到碳四烷烃9和碳四烯烃8，碳四烯烃8送入烯烃催化裂解单元4；抽提单元采用的溶剂为N-甲基吡咯烷酮；使用的溶剂与进料不饱和碳四质量比为8：1；
(b)饱和碳四原料7(烯烃含量20％以下的饱和液化气)和抽提来的碳四烷烃9合并引入烯烃催化裂解单元5A进行裂解，增产乙烯、丙烯、丁二烯和其他组分；
(c)碳四烯烃8在烯烃催化裂解单元4发生裂解反应，生成含有乙烯、丙烯和其他组分的催化裂解产物10，所述催化裂解产物10经精馏分离后分别送去乙烯装置分离单元5B的不同位置，分离得到乙烯、丙烯和其他组分。
所述烯烃催化裂解单元的反应条件包括，反应器入口温度为600℃，压力为0.15MPaG，微吸热反应，液体重量空速为15h-1，所选催化剂为分子筛催化剂。
优化方案前后的单吨收益对比如下表3所示。
表3不同加工方案单吨碳四收益
Figure BDA0002777233070000141
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (15)

1.一种增产低碳烯烃的系统，其特征在于，所述系统包括：抽提单元、烯烃催化裂解单元、乙烯装置；
所述乙烯装置包括乙烯装置裂解单元和乙烯装置分离单元；
所述抽提单元设置有抽提单元碳四烯烃出料管线和抽提单元碳四烷烃出料管线，所述抽提单元通过所述抽提单元碳四烯烃出料管线连接所述烯烃催化裂解单元；
所述烯烃催化裂解单元通过催化裂解产物出料管线与所述乙烯装置分离单元连接；
不饱和碳四原料进料管线与所述抽提单元连接；
饱和碳四原料进料管线与所述抽提单元碳四烷烃出料管线合并后连接至所述乙烯装置裂解单元。
2.根据权利要求1所述的增产低碳烯烃的系统，其中，该系统还包括加氢分离单元；所述加氢分离单元设置于所述抽提单元和所述乙烯装置裂解单元之间；所述饱和碳四原料进料管线与所述抽提单元碳四烷烃出料管线分别、或合并后连接所述加氢分离单元。
3.根据权利要求2所述的增产低碳烯烃的系统，其中，
所述饱和碳四原料进料管线与所述加氢分离单元连接；
所述抽提单元通过所述碳四烷烃出料管线与所述加氢分离单元连接；
所述加氢分离单元的加氢尾气出料管线和富丁烷出料管线分别连接至所述乙烯装置分离单元和乙烯装置裂解单元。
4.根据权利要求2或3所述的增产低碳烯烃的系统，其中，该系统还包括正构化单元，所述正构化单元连接加氢分离单元。
5.根据权利要求4所述的增产低碳烯烃的系统，其中，所述加氢分离单元通过富异丁烷出料管线与所述正构化单元连接；所述正构化单元通过富正丁烷出料管线与所述加氢分离单元连接。
6.一种增产低碳烯烃的方法，其特征在于，该方法在权利要求1-5中任意一项所述的系统中进行，包括以下步骤：
不饱和碳四原料引入抽提单元得到碳四烯烃和碳四烷烃，所述碳四烯烃经抽提单元碳四烯烃出料管线引入烯烃催化裂解单元，得到丙烯、乙烯和剩余碳四，然后送入乙烯装置分离单元分离得到丙烯、乙烯和其他组分；
饱和碳四原料和来自抽提单元碳四烷烃出料管线的碳四烷烃合并引入乙烯装置裂解单元增产乙烯、丙烯、丁二烯和其他组分。
7.根据权利要求6所述的增产低碳烯烃的方法，其中，所述方法包括以下步骤：
不饱和碳四原料引入抽提单元得到碳四烯烃和碳四烷烃，所述碳四烯烃经抽提单元碳四烯烃出料管线引入烯烃催化裂解单元，得到丙烯、乙烯和剩余碳四，然后送入乙烯装置分离单元分离得到丙烯、乙烯和其他组分；
饱和碳四原料和来自抽提单元碳四烷烃出料管线的碳四烷烃合并引入加氢分离单元得到富碳四烷烃物流和富氢气的加氢尾气物流，所述富碳四烷烃物流送至乙烯装置裂解单元，增产乙烯、丙烯、丁二烯和其他组分，所述富氢气的加氢尾气物流送至乙烯装置分离单元，回收氢气和烃。
8.根据权利要求7所述的增产低碳烯烃的方法，其中，所述方法包括以下步骤：
不饱和碳四原料引入抽提单元得到碳四烯烃和碳四烷烃，所述碳四烯烃经抽提单元碳四烯烃出料管线引入烯烃催化裂解单元，得到丙烯、乙烯和剩余碳四，然后送入乙烯装置分离单元分离得到丙烯、乙烯和其他组分；
饱和碳四原料和来自抽提单元碳四烷烃出料管线的碳四烷烃合并引入加氢分离单元得到富异丁烷物流、富正丁烷物流和富氢气的加氢尾气物流，富异丁烷物流送入正构化单元得到正异丁烷混合物返回加氢分离单元，富正丁烷物流送至乙烯装置裂解单元，增产乙烯、丙烯、丁二烯和其他组分，富氢气的加氢尾气物流送至乙烯装置分离单元，回收氢气和烃。
9.根据权利要求8所述的增产低碳烯烃的方法，其中，所述方法包括以下步骤：
(a)不饱和碳四原料引入抽提单元进行萃取分离，分别得到碳四烷烃和碳四烯烃，所述碳四烷烃送入加氢分离单元，所述碳四烯烃送入烯烃催化裂解单元；
(b)饱和碳四原料和抽提来的碳四烷烃合并引入加氢分离单元，通过加氢反应将单烯烃和双烯烃加氢饱和并脱除微量杂质，加氢后物料经精馏分离得到富异丁烷物流、富正丁烷物流和加氢尾气物流，其中富异丁烷物流送入正构化单元；
(c)富异丁烷物流在正构化单元发生正构化反应，将其中的异丁烷转化为正丁烷，同时副产少量碳三、碳五组分，反应后物料返回加氢分离单元进行精馏分离；
(d)加氢分离单元精馏分离得到的富正丁烷物流送至乙烯装置裂解单元，增产乙烯、丙烯、丁二烯和其他组分，加氢尾气物流送入乙烯装置分离单元，回收氢气和烃；
(e)碳四烯烃在催化裂解单元发生裂解反应，生成含有丙烯、乙烯和其他组分的催化裂解产物，所述催化裂解产物经精馏分离后分别送去乙烯装置分离单元的不同位置，分离得到丙烯、乙烯和其他组分。
10.根据权利要求6-9中任意一项所述的增产低碳烯烃的方法，其中，
所述抽提单元采用的溶剂选自乙腈、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、环丁砜、二甲基亚砜、N-甲酰基吗啉、甲乙酮和水中的一种或多种；
优选地，所述抽提单元中，所述溶剂与所述不饱和碳四原料的质量比为3～12：1。
11.根据权利要求6-9中任意一项所述的增产低碳烯烃的方法，其中，
所述不饱和碳四原料为碳四烯烃含量20wt％以上的不饱和液化气，所述饱和碳四原料为烯烃含量20wt％以下的饱和液化气。
12.根据权利要求7-9中任意一项所述的增产低碳烯烃的方法，其中，
所述加氢分离单元的加氢反应条件包括：反应器入口温度为40～300℃，压力为1.5～4.5MPaG，反应温升为5～100℃，氢油体积比为100～800Nm3/m3，液体体积空速为0.5～6h-1，所用催化剂为镍系加氢催化剂和/或钯系加氢催化剂。
13.根据权利要求8或9所述的增产低碳烯烃的方法，其中，
所述正构化单元的正构化反应条件包括：反应器入口温度为100～250℃，压力为1.0～4.0MPaG，反应温降为5～50℃，液体体积空速为1～20h-1，所用催化剂为Pt系贵金属固体酸催化剂和/或非贵金属的分子筛催化剂。
14.根据权利要求6-9中任意一项所述的增产低碳烯烃的方法，其中，
所述烯烃催化裂解单元的反应条件包括：反应器入口温度为400～650℃，压力为-0.08MPaG～0.2MPaG，微吸热反应，催化剂重量空速为10～30h-1，所用催化剂为分子筛催化剂。
15.根据权利要求6-9中任意一项所述的增产低碳烯烃的方法，其中，所述乙烯装置裂解单元采用蒸汽裂解或催化裂解。
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