TW201531455A - 產生烯烴之方法及設備 - Google Patents

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Abstract

本發明提出了一種用於產生烯烴之方法(100)，其中第一氣體混合物(b)係藉由蒸汽裂解程序(1)的方式而產生；而第二氣體混合物(s)係藉由含氧物至烯烴程序(2)的方式而產生，第一氣體混合物(b)及第二氣體混合物(s)各至少包含具有一至四個碳原子的烴類。本發明提出的是，從第一氣體混合物(b)中形成了第一餾分(h)，其至少包含絕大多數先前包含在第一氣體混合物(b)中的具有四個碳原子的烴類；從第二氣體混合物(s)中形成了第二餾分(y)，其至少包含絕大多數先前包含在第二氣體混合物(s)中的具有四個碳原子的烴類；以及包含在第二餾分(y)中且先前在第二氣體混合物(s)中的烴類係主要地在蒸汽裂解程序(1)中進行任何存在的正丁烷係反應少於92%之下的裂解條件。本發明進一步關於一種用於此目的之設備。

Description

產生烯烴之方法及設備
根據申請專利範圍的獨立項的前序條項，本發明係關於一種用於產生烯烴之方法及設備。
如在下文所詳細說明的，短鏈烯烴如乙烯及丙烯可藉由蒸汽裂解烴類而產生。得到這種類型的短鏈烯烴之替代方法係為所謂的含氧物至烯烴(oxygenate-to-olefin)方法(英文：含氧物至烯烴，(Oxygenates to Olefins, OTO))。
含氧物(oxygenates)係指衍生自飽和烴類的含氧化合物，特別是醚類及醇類。含氧物使用作為例如用於提高辛烷值的燃料添加劑，以及使用作為鉛取代物(參見D. Barceló (ed.)：燃料含氧物，在D. Barceló以及A.G. Kostianoy (ed.)( Fuel Oxygenates, in D. Barceló and A.G. Kostianoy (ed.))：環境化學手冊，卷5，Heidelberg：Springer，2007(The Handbook of Environmental Chemistry, vol. 5, Heidelberg: Springer, 2007))。除了其他事項之外，添加含氧物至燃料導致清潔劑在引擎中燃燒，並且從而減少排放。
對應的含氧物通常是醚類及醇類。除了甲基第三丁基醚(methyl tert. butyl ether, MTBE)，也可以使用，例如，第三戊基甲基醚(tert. amyl methyl ether, TAME)、第三戊基乙基醚(tert. amyl ethyl ether, TAEE)、乙基第三丁基醚(ethyl tert. butyl ether, ETBE)及二異丙醚(diisopropyl ether, DIPE)。可使用的醇類包含例如甲醇、乙醇及第三丁醇(tert. Butanol, TBA)。特別是，含氧物也包含在下文中描述的二甲醚(dimethyl ether, DME)。本發明並不限於所提到的燃料添加劑，但同樣地適用於其他含氧物的用途。
根據在本文中也使用的一般定義，含氧物係為包含共價鍵結至氧原子的至少一個烷基之化合物。至少一個烷基可包含高達五個、高達四個或高達三個碳原子。特別是，在本發明的範疇之內感興趣的含氧物，其包含具有一或兩個碳原子的烷基，特別是甲基。特別是其係為一元醇及二烷基醚，如甲醇及二甲醚，或其對應的混合物。
在含氧物至烯烴方法中，對應的含氧物，如甲醇或二甲醚，係引入其中提供了適用於反應含氧物的催化劑之反應器的反應區中。催化劑通常包含分子篩。在催化劑的效應下，含氧物係轉化成例如乙烯及丙烯。對本領域的技術人員來說，在含氧物至烯烴方法中所使用的催化劑及反應條件基本上係為習知的。
本發明可以含氧物至烯烴方法用不同的催化劑來操作。例如，可使用沸石，如ZSM-5或SAPO-34或者功能上可比擬的材料。如果使用ZSM-5或可比擬的材料時，形成了相對大量的較長鏈(C3+)烴類及相對少量的較短鏈(C2-)烴類。相比之下，當使用SAPO-34或可比擬的材料時，也形成了顯著量的較短鏈(C2-)烴類。
如果對應的反應器不以實際賦予其名字以含氧物至烯烴方法的含氧物來進料，而是以烯烴來進料(charge)時，則存在有特殊形式的含氧物至烯烴程序。從技術的觀點來看，且在其步驟中，除了所使用的組成之外，這樣的程序在狹義上僅稍微不同於或根本不同於含氧物至烯烴方法(參見J. C. Bricker et al：用於乙烯及丙烯的工業生產之新催化技術於：催化2006中的科學與技術，Amsterdam: Elsevier，2006年(J. C. Bricker et al: New Catalytic Technologies for the Industrial Production of Ethylene and Propylene in: Science and Technology in Catalysis 2006, Amsterdam: Elsevier, 2006))。
因此，含氧物至烯烴方法在下文中係指兩種方法，一種是一或多個上述的含氧物(不僅甲醇及/或二甲醚)係藉由催化轉化而至少部分地反應以形成烯烴的方法，而且一種是對應的反應器係以主要烯烴進料來進料的方法。也可能使用以不同進料來加料的複數個反應器、及/或在不同條件下操作的複數個反應器、及/或以不同催化劑來操作的複數個反應器。
用於產生烴類之綜合方法及設備(結合的設備)係為習知的，其中包含了蒸汽裂解程序及含氧物至烯烴方法，或對應的裂解爐及反應器，並且舉例描述於WO 2011/057975 A2或US 2013/172627 A1。
這種類型的綜合方法是有利的，因為通常不只期望的短鏈烯烴形成在含氧物至烯烴程序中。大量比例的含氧物轉換成鏈烷烴及C4+烯烴(其命名參見下文)。同時，在蒸汽裂解中，整個爐進料不裂解成短鏈烯烴。迄今為止，未反應的鏈烷烴可存在於對應的裂解爐的裂解氣體中。此外，包含二烯烴如丁二烯的C4+烯烴通常在這裡找到。所得到的化合物係取決於所使用的進料及反應條件這兩種情況中。
在WO2011/057975 A2及US 2013/172627 A1中所提出的方法，裂解爐的裂解氣體與從含氧物至烯烴反應器中的去除流體係在接合分離單元中結合並分餾。C4餾分可進行進一步的蒸汽裂解程序及/或含氧物至烯烴程序，例如在丁二烯的氫化反應或分離之後。C4餾分可分離成主要烯烴的及主要鏈烷烴的部分餾分。
然而，在所述的方法中，包含在此C4餾分的化合物之使用，以及期望的目標化合物之形成總是無法表現得令人滿意。此外，分離成主要烯烴的以及主要鏈烷烴的部分餾分係極其費力的。
在此背景下，本發明提出了一種用於產生具有申請專利範圍獨立項特徵的烯烴之方法及設備。較佳實施例係為申請專利範圍附屬項的內容及下列的描述。
在本發明的特徵及優點的說明之前，將說明其基礎及所使用的用語。
對於烴類混合物或烴類餾分，以常規方式在本申請案的範疇之內所使用的縮寫，係取決於主要地或完全地得到的化合物的碳原子數。因此，C1餾分係主要地或完全地含有甲烷的餾分(但按照慣例在一些情況下亦含有氫氣，並且然後也稱為「C1-餾分(C1minus fraction)」)。另一方面C2餾分主要地或完全地含有乙烷、乙烯及/或乙炔。C3餾分主要地含有丙烷、丙烯、丙炔及/或丙二烯。C4餾分主要地或完全地含有丁烷、丁烯、丁二烯及/或丁炔，而各自的異構體可根據C4餾分的來源而以不同量存在。同樣也適用於C5餾分及更高的餾分。數個這樣的餾分也可合併在一程序中/或在一標題下。例如，C2+餾分主要地或完全地含有具二或多個碳原子的烴類；而且C2-餾分主要地或完全地含有具一或兩個碳原子的烴類。
用於烴類的蒸汽裂解的方法及設備為習知的，且舉例來說，描述於烏爾曼工業化學百科全書中(Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry)的文章「乙烯」中，自2007年4月15日在線上發佈(online)，DOI10.1002/14356007.a10_045.pub2。
蒸汽裂解程序在商業規模上主要地在管式反應器中進行，其中所謂盤管的反應管可單獨地操作，或在相同或不同的裂解條件下以群組來操作。在相同或可比較的裂解條件下操作的反應管或反應管群組，以及也可能在均一的裂解條件下操作的管式反應器在下文中係各自稱為「裂解爐(cracking furnaces)」。因此，在本文所使用的用語中，裂解爐係為使用於將爐進料暴露至相同或可比較的裂解條件的蒸汽裂解的結構單元。蒸汽裂解設備可包含一或多個裂解爐。
整體爐可能可再分成二或多個裂解爐。然後這些通常稱為爐槽(furnace cells)。屬於一個整體爐的複數個爐槽一般具有彼此獨立的輻射區、及共同對流區、還有共同排煙。在這些情況下，各爐槽可以其自身的裂解條件來操作。各爐槽因此係為使用於蒸汽裂解的結構單元，其係將爐進料暴露至相同或可比較的裂解條件下，且因此在本文中稱為裂解爐。然後作為整體的爐包含複數個對應的單元，或者換種方式，複數個裂解爐。如果僅有一個爐槽，這個就是裂解單元且因此為裂解爐。裂解爐可以供應有例如相同爐進料的群組來結合。在爐群組之內的裂解條件通常係設定為相同或相似的。
在最近的用於蒸汽裂解的方法及設備中，越來越多地使用溫和裂解條件(參見下文)，因為其能產生特別是所謂高價值產物，如相對大量的丙烯或丁二烯。
用語「爐進料(furnace feed)」在本文係指供應至一或多個裂解爐的一或多個液體流及/或氣體流。從對應的蒸汽裂解程序中得到的流體，如在下文所說明的，也可再循環至一或多個裂解爐中，並再次作為爐進料來使用。合適的爐進料包含一些通常高達600 ℃沸點的從乙烷至汽油的烴類及烴類混合物。
爐進料可由所謂的「新鮮進料(fresh feed)」組成，即在設備外製備的進料，並且例如從一或多個石油餾分、石油氣及/或石油氣冷凝液而得到。爐進料亦可由一或多個所謂的「再循環流(recycle streams)」組成，即在設備本身中產生並再循環至對應的裂解爐的流體。爐進料也可由一或多個新鮮進料與一或多個再循環流的混合物組成。
爐進料係至少部分地在裂解爐中反應，並作為可進行後處理步驟的所謂的「原油氣體(crude gas)」離開裂解爐。首先，這些包含原油氣體的處理，例如藉由淬火、壓縮、液化、冷卻及乾燥，以便得到所謂的「裂解氣體(cracked gas)」。偶爾原油氣體也稱作裂解氣體。
在上述的裂解爐中的「裂解條件(cracking conditions)」包含特別是爐進料的分壓，其可藉由添加不同量的蒸汽，以及在裂解爐中選擇的壓力、在裂解爐中的滯留時間、以及在其中所使用的溫度及溫度分佈來影響。爐的幾何形狀及配置也發揮作用。為了生產乙烯，裂解爐通常係操作在500 ℃至680 ℃的爐入口溫度，以及在775 ℃至875 ℃的爐出口溫度。「爐出口溫度(furnace exit temperature)」係在一或多個反應管末端的氣體流的溫度。通常，這是對討論的氣體流被加熱的最高溫度。在一或多個反應管末端所使用及所測量的壓力通常係165千帕至225千帕。蒸汽與爐進料以通常每公斤乾進料的0.25公斤至0.85公斤蒸汽之比率來混合。所使用的值係取決於所使用的爐進料及所期望的裂解產物。
當所提到的值至少部分地彼此影響時，用語「裂解度(cracking severity)」已經用於表示裂解條件的特徵。對於液體爐進料，即較長鏈烴類，裂解度可根據重量(kg/kg)，藉由裂解氣體中的丙烯對乙烯(P/E)的比率，或甲烷對丙烯(M/P)的比率的方法來描述。P/E及M/P的比率直接地取決於溫度，但是，不像在裂解爐中的真實溫度或在裂解爐出口的真實溫度，其可更準確地測量，並在調節過程中使用例如作為控制變數。
對於氣體爐進料，爐進料的特定組成的反應或轉化可被指定作為裂解度的測量。特別是對於本情況中所使用之C4餾分或C4分流來說，以關鍵組成如正丁烷的反應來描述裂解度為有用的且在所屬技術領域中常見的。
如果正丁烷在對應的餾分中反應超過92%，則裂解度或裂解條件為「劇烈的(severe)」。在甚至更劇烈的裂解條件下，正丁烷係選擇性地反應超過93%、94%或95%。通常，不會有100%的正丁烷反應。「劇烈的」裂解度或裂解條件的上限因此係為例如99%、98%、97%或96%的正丁烷反應。在另一方面，如果正丁烷反應少於92%，則裂解度或裂解條件為「溫和的(mild)」。少於91%、少於90%、少於89%、少於88%或少於87%的正丁烷反應時，存在較以往更溫和的裂解度或裂解條件。少於86%的正丁烷反應時，裂解度或裂解條件稱為「非常溫和的(very mild)」。非常溫和的裂解度或裂解條件也包含，例如，少於85%、80%或70%並且超過50%或60%的正丁烷反應。
如同上述，上述的裂解度或裂解條件，係與所使用的反應管、或試管、或裂解爐的終端的爐出口溫度特別相關。此溫度越高，裂解度或裂解條件就越「劇烈」；而此溫度越低，裂解度或裂解條件就越「溫和」。
也應理解的是，其他組成的反應不須與正丁烷的反應相同。然而，關鍵組成的反應百分率，在此情況下的正丁烷，係與爐出口溫度及原料中的其他組成之個別反應百分率相關。除了其他事項以外，此爐出口溫度係反過來取決於裂解爐。個別的反應百分率之間的差異係取決於一些其他因素。 本發明的優點
本發明從得到烯烴的習知方法開始，其中第一氣體混合物係藉由蒸汽裂解程序得到，並且第二氣體混合物係藉由含氧物至烯烴程序而產生，第一氣體混合物與第二氣體混合物各至少包含具有一至四個碳原子的烴類。第一氣體混合物及/或第二氣體混合物也可包含具有超過四個碳原子的烴類及/或氫氣，且包含其他化合物，其包含不曾在蒸汽裂解程序及/或含氧物至烯烴程序中反應的組成。然而，在本發明的範疇之內，第一氣體混合物及第二氣體混合物不完全地進行如同從上述的例如WO 2011/057975 A2及/或US 2013/172627 A1之習知接合分離程序。
更確切地說，本發明提供的是，第一餾分係從第一氣體混合物(其藉由蒸汽裂解方法而產生)而形成，其至少包含絕大多數先前包含在第一氣體混合物中的具有四個碳原子的烴類；而第二餾分係從第二氣體混合物(其藉由含氧物至烯烴程序而產生)而形成，其至少包含絕大多數先前包含在第二氣體混合物中的具有四個碳原子的烴類。因此，兩個氣體混合物的分離係以至少部分地彼此分開而進行，其具有的優點是，具有不同組成的第一氣體混合物及第二氣體混合物，從其得到的產物可以控制的方式而分別地處理。
在本申請案的範疇之內，「絕大多數(great majority)」係指至少75%、80%、85%、90%、99%或更高的比例。
在本發明的範疇之內，來自第二氣體混合物中的C4及選擇性地較長鏈烴類可再循環至蒸汽裂解程序，而沒有任何進一步的處理，即分離或化學反應的處理，並且其在那裡進行溫和的裂解條件。
已經根據本發明發現的是，在蒸汽裂解程序中，包含在第二餾分中且先前在第二氣體混合物中的烴類，其可特別有利地主要進行裂解條件，其中包含在第二餾分中的正丁烷係反應少於92%。
換句話說，包含在第二氣體混合物中，亦即包含在含氧物至烯烴程序的產物流中的具有四個或選擇性地更多個碳原子的烴類，係較佳地在溫和的裂解條件下裂解，但其他的烴類，特別是來自第一氣體混合物(即來自蒸汽裂解程序)中的烴類，係較佳地不在溫和的裂解條件下裂解。如同在下文中再更詳細地說明的，有利的是，第二餾分係缺乏具有一至三個碳原子的烴類。因此其包含具有一至三個碳原子的烴類，在莫耳、重量或體積基準上僅高達20%、10%、5%、1%、0.1%、0.01%或0.001%的量。
在本發明的範疇之內，其因此可能進行溫和或甚至非常溫和的烴類之裂解，此烴類係特別地適用於這種裂解，並且此烴類特別地在第二氣體混合物中被發現，以便得到如同上文所述的溫和或非常溫和的裂解條件之獨特優點。特別是，第二氣體混合物包含相對高比例的丁烯，其可在溫和的裂解條件下反應，以產生高價值產物丁二烯。
本發明使其特別容易以進行這種烴類的選擇性處理，此烴類係特別地存在於第二氣體混合物中。不像在US 2013/0172627 A1中，例如，不需要結合的餾分以預先從彼此中費力地分離。對於這個目的，不需要額外的介質如用於萃取蒸餾，且不需要相對複雜的設備。
至少兩個具有不同組成的流體的這種分離處理，使其可能進行更有效的產物處理，產物係藉由如同上文提到的綜合設備(結合的設備)，從蒸汽裂解程序及含氧物至烯烴程序中而產生。
包含在第二餾分中並先前在第二氣體混合物中的烴類係在蒸汽裂解程序中進行，其裂解條件是較佳地溫和的至非常溫和的。這是有可能的，因為沒有干擾的成分會在蒸汽裂解中反應以形成不期望的產物，而因此可能例如與隨後的分離或蒸汽裂解程序本身干擾。
例如，如果相當大量的二烯烴存在於進行溫和裂解條件的裂解爐原料中，則可有固體的密集形成及聚合，以及在蒸汽裂解程序中及在隨後的建立中相關聯的所謂的積垢(fouling)。這不是在本發明的範疇之內的情況下，因為一方面，由於不同的反應方法，與第一氣體混合物及第一餾分相比，明顯地較少的二烯烴係存在於第二氣體混合物中以及因此在第二餾分中。例如，二烯烴的隨後分離係特別費力的，而且可能只具有藉由蒸餾的相當困難度。
包含於第二餾分中並在之前在第二氣體混合物中的烴類係在蒸汽裂解程序中進行，其裂解條件意味著少於91%、90%、89%、88%、87%、85%、80%或75%，而且超過50%或60%的存在的正丁烷反應。對於溫和裂解條件之進一步的特徵及優點，可進行參照上文中所提供的定義。
在本情況中，引用與正丁烷相關的裂解條件是特別地恰當的，因為這存在於第二餾分中，係容易檢測，並且作為裂解度的指標的用途在所屬技術領域中為認可的(參見例如上述的烏爾曼工業化學百科全書中的文章「乙烯」)。儘管這可以少量存在，轉化係因此被賦予在用於通常使用的關鍵組成的本情況中。
已經發現的是，也可存在於第二餾分中的任何異丁烷，以及較長支鏈化合物可容易地包含在溫和裂解中。本發明的優點，即高價值產物之目標的形成、及不需要複雜的分離單元之事實，並且特別是缺乏二烯烴，明顯地有優勢。
如果二烯烴被去除，則存在於第一餾分中或由其形成的烴類也可至少部分地進行蒸汽裂解程序。然而，與溫和裂解條件相反，劇烈的或至少正常的裂解條件係較佳地使用於處理這些烴類。
在本文也已經證明了，根據關鍵組成正丁烷來選擇裂解條件是有利的。用於處理第一餾分之有利的裂解條件係為，例如，導致超過92%、93%、94%或95%的存在的正丁烷反應的裂解條件。
從存在於第一餾分中的其他烴類中形成的烴類，可例如為已經氫化或者以其他方式由習知方法而結構地改變的化合物。換句話說，例如為了達成可在對應的蒸汽裂解程序中被特別有利地處理的化合物，其可能在一或多個步驟中將包含於第一餾分中的烴類反應。
來自第一氣體混合物及/或第二氣體混合物的乙烷及丙烷例如也可在所謂的氣體裂解器，即設計用於裂解C2烴類及C3烴類的裂解爐中，藉由蒸汽裂解而反應。再一次，可使用不同的裂解條件。
包含於或形成自第二氣體混合物及/或第二餾分中的含氧物，也可能至少部分地進行含氧物至烯烴程序。對應的含氧物也可再循環至含氧物至烯烴程序。
此外，包含於第二氣體混合物中但不在第二餾分中，或者由其形成的烴類，也可能至少部分地進行蒸汽裂解程序。這也可在不同的裂解條件下進行。
藉由與習知方法相比，本發明使得可能在描述的實施例中，以選擇性的方式來實施程序，其可適應於所期望的產物，並且因此證明是特別靈活的。
在根據本發明的方法範疇之內，有利地使用在不同的裂解條件下操作的至少二或三個裂解爐或爐單元。提供了至少一個裂解爐，其在先前提到的溫和裂解條件下操作，並且以上述的第二餾分，即包含在第二氣體混合物中的含有絕大多數的具有四個碳原子的烴類之餾分來進料，並且其來自含氧物至烯烴程序。
如同已經提到的，較佳地，此第一餾分係缺乏具有三或更少個碳原子的烴類。因此，第二餾分係從第二氣體混合物中，藉由例如使用去丙烷塔或對應的分離順序，而分離出至少絕大多數先前包含在第二氣體混合物中的具有至多三個碳原子的烴類而形成。
有可能至少部分地以第一氣體混合物及/或以至少一個從第一氣體混合物中形成的餾分，結合已經從第二氣體混合物中分離出的具有一個、兩個及/或三個碳原子的烴類，以形成至少一個結合的流體。因此，換句話說，在意圖用於溫和裂解的烴類已經從第二氣體混合物中分離出之後，剩餘的殘留物可與第一氣體混合物或對應的餾分結合。
特別地有利的是，從結合的流體中形成至少兩個進一步的餾分，亦即，將結合的流體進行接合分離。因此，在意圖用於溫和裂解的第二氣體混合物的烴類已經分離出之後，可進行簡單的接合分離，而沒有資源的浪費使用。
如果蒸汽裂解方法係完全沒有新鮮進料而操作，也就是說，只有包含在第一氣體混合物中及/或第二氣體混合物中或由其形成的烴類進行蒸汽裂解程序，則根據本發明的方法也是有利的。因此，這樣的程序僅需要含氧物進料，且沒有不需要提供特別用於蒸汽裂解程序的單獨新鮮進料。
本發明亦關於一種用於得到烯烴的設備。這樣的設備包含了裝置，其係設計以藉由蒸汽裂解程序的裝置來產生第一氣體混合物，並且藉由含氧物至烯烴程序的裝置來產生第二氣體混合物，使得第一氣體混合物與第二氣體混合物各包含具有一至四個碳原子的烴類。
根據本發明，進一步提供的裝置係設計以從第一氣體混合物中形成第一餾分，其至少包含絕大多數先前包含在第一氣體混合物中的具有四個碳原子的烴類；並且從第二氣體混合物中形成第二餾分，其至少包含絕大多數先前包含在第二氣體混合物中的具有四個碳原子的烴類；以及在蒸汽裂解程序中，包含於第二餾分中且先前包含在第二氣體混合物中的烴類係主要地進行任何存在的正丁烷係反應少於92%的裂解條件。
此類型的設備有利地包含所有裝置，其係設計以進行如同上文所說明的方法。因此，設備從在本文可明確地建立參照至其中的上文描述的優點中受惠。特別的是，對應的設備包含二或三個裂解爐，其係設計用於在不同裂解條件下操作。
本發明係參照顯示本發明的較佳實施例之附圖來更詳細地描述。
第1圖係為示意性地以流程圖的形式顯示根據本發明的一實施例之方法。方法一般來說係指定為100。
方法100包含了並行地進行蒸汽裂解程序1及含氧物至烯烴程序2。其中方法100被實現的設備包含了對應的裝置，即在這種情況下的複數個裂解爐及至少一個含氧物至烯烴的反應器。
在所示的實施例中，蒸汽裂解程序1使用複數個進料流來操作，進料流可供應至在不同裂解條件下操作的複數個裂解爐。
在所示的實施例中，示出了三個裂解爐1a、1b及1c。例如，裂解爐1a係在劇烈的或正常的裂解條件下操作，以及例如新鮮的原料及/或再循環流的流體a係進料至此爐。繪示為「a」的流體可從複數個流體中形成。如已經說明的，根據本發明的方法亦可包含專用蒸汽裂解程序1中的再循環流。再循環流可為，例如，乙烷流及/或丙烷流及/或具有四至八個碳原子的烴類流(烯烴及鏈烷烴)。新鮮的原料可以氣態形式及/或液態形式，例如以天然氣及/或石腦油的形式來供應。
在所示的實施例中，裂解爐1b係在溫和的裂解條件下操作，並且以至少一個流體y來供應。流體y係產生，作為藉由含氧物至烯烴程序2的方法所形成的氣體混合物s的餾分(在本文指定為第二餾分或第二氣體混合物)。流體y至少含有在第二氣體混合物s中所包含的具有四個碳原子的烴類，且也選擇性地包含較長鏈烴類(參見下文)。本發明的核心係為：在裂化爐1b中用於溫和裂解的這些及較佳地僅這些烴類之循環。
此外，在所示的實施例中，示出了被稱為所謂的氣體裂解器之另一個裂解爐1c，並且如同本文所示的，可以合適的原料流如乙烷C2 H6 來供應。其他的氣態進料也是合適的。當與裂解爐1a及裂解爐1b相比時，裂解爐1c可再次在不同的裂解條件下操作。
使用蒸汽裂解程序1，總共得到了在本文稱為第一氣體混合物的氣體混合物b，並且其可進行一或多個製備步驟。在所示的實施例中，例如，油分餾及/或淬火係在步驟3中進行。可產生可再循環至蒸汽裂解程序1的蒸汽程序(未示出)。
在步驟3中得到的氣體流c係例如在步驟4中進行壓縮、預冷及乾燥。這樣的步驟4也可藉由酸氣之消除5與對應的流體d之形成來補充。在酸氣消除5中，氣體流係從兩個壓縮階段之間的步驟4中轉向進入酸氣消除5，並且例如在之後回饋。
在步驟4中，如同在下文中所說明的，例如，可使用從含氧物至烯烴程序2之對應的第二氣體混合物s中形成的C3-流體e。流體c與來自含氧物至烯烴程序2的C3-流體e之接合使用的結果係為，對應的前處理僅需要進行一次，並且不需要從含氧物至烯烴程序2中分離地再次進行用於相對少量的C3-烴類。然而，這是選擇性的。
在所示的實施例中，從步驟4中得到的流體f，特別是已被壓縮並且部分地液化及乾燥的一個，係作為分離原料而進行去乙烷塔步驟6，其中得到了C2-餾分g及C3+餾分h。C3+餾分h之進一步的處理係在下文中說明。特別地，C2-餾分g係進行例如氫化反應步驟7，其中乙炔係氫化以形成乙烯。
以這種方式進一步處理的流體i接著進行例如去甲烷塔步驟8，其中分離出甲烷CH4 及氫氣H2 。因此不含甲烷及氫氣的流體k，其基本上仍含有具有兩個碳原子的烴類，係進行C2分離步驟9(例如以所謂的C2分離器)，其中基本上形成乙烯C2 H4 及乙烷C2 H6 。乙烯C2 H4 作為產物而從方法100中去除，而乙烷C2 H6 可再循環至例如蒸汽裂解程序1(參見氣體裂解器1c)。如果程序係相應地設計，根據本發明的方法100也可在蒸汽裂解程序1中以再循環流單獨地操作。
來自去乙烷塔步驟6的C3+流體h係進行去丙烷塔步驟10。在去丙烷塔步驟10中，形成了可在一或多個進一步的程序步驟中建立的C3餾分m。例如，C3餾分m係進行氫化反應步驟11，使得任何存在的丙炔以及丙二烯反應以形成丙烯。因此處理的流體，現在指定為n，係進行例如C3分離步驟12，其中基本上形成丙烯C3 H6 及丙烷C3 H8 。反過來，丙烯C3 H6 可作為產物而從對應的方法100中去除，而丙烷C3 H8 可再循環至蒸汽裂解程序1，例如氣體裂解器1c。
也在去丙烷塔步驟10中形成的C4+餾分o，係在氫化反應步驟13中進行例如全氫化反應或部分氫化反應。得到的流體p係進料至去辛烷塔步驟14，其中基本上形成C4流體至C8流體以及C9+流體(無縮寫名稱)。如果產生了對應的流體，從含氧物至烯烴程序2中形成的第二氣體混合物中所產生的C5+流體q也可進料至去辛烷塔步驟14。C9+流體係從程序100中去除，而C4流體至C8流體可再循環回到蒸汽裂解程序1。
含氧物至烯烴程序2係特別地設計用於反應二甲醚，但例如甲醇及其他含氧物，而且甚至是部分地或完全地烯烴的烴類也可反應。對應的含氧物作為流體r係供應至一或多個反應器，並且反應以形成包含烯烴的氣體混合物s，其在本文稱為第二氣體混合物。至少包含或主要地包含具有一至五個碳原子的烴類之第二氣體混合物s係進行後處理步驟15，例如水淬火及含氧物之消除。據此得到的水係作為流體t抽出，而不含含氧物的流體u係進料至將在下文中說明的步驟16。任何回收的含氧物可作為流體v而再循環至含氧物至烯烴程序2。
在已經提到的步驟16中，流體u被壓縮且選擇性地預冷。如上面已經說明的，凝結了流體u的可冷凝組成。任何得到的冷凝液係選擇性地乾燥，並且作為液體流體w進行去丙烷塔步驟17，其中從流體w中形成C3-餾分x及C4+餾分y。例如，當在含氧物至烯烴程序2中使用對應的催化劑(參見上文)時，C4+餾分y含有相對少量的具有五或更多個碳原子的烴類。然而，如果需要的話，分離步驟18可提供用於分離出作為上述流體q之對應的較長鏈烴類之目的。如同上述，後者可進一步處理。也如同前面提到的，為C4+流體或C4流體的流體y係再循環至蒸汽裂解程序1，並且在裂解爐1b中的溫和條件下裂解。
鑒於根據第1圖中所繪示的本發明之方法的實施例係使用去丙烷塔17來操作，本發明亦可使用具有去乙烷塔的分離順序而以相同的方式進行。重要的是，從第二氣體混合物或流體s中形成的C4+流體或C4流體再循環至蒸汽裂解程序1，並且在其中溫和的條件下裂解。
C3-流體x可與在冷凝步驟16中不能凝結的成分所構成的流體z結合，並且進行含氧物去除步驟19。在含氧物去除步驟19中分離出的含氧物流體(未示出)可與流體v結合，並且再進行含氧物至烯烴程序2。不含含氧物的C3-流體，前面提到的流體e，可隨後地進行先前描述的處理步驟4。然而，這是選擇性的。
1‧‧‧蒸汽裂解程序
1a、1b、1c‧‧‧裂解爐
2‧‧‧含氧物至烯烴程序
3、4、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19‧‧‧步驟
5‧‧‧酸氣消除
100‧‧‧方法
a、c、d、e、f、h、i、k、n、p、q、r、t、u、v、w、x、y、z、C4-C8、C9+‧‧‧流體
b、s‧‧‧氣體混合物
g、m、o、C2-、C3-、C3、C3+、C4+、C5+‧‧‧餾分
第1圖係為顯示根據本發明的一實施例之用於產生烯烴的方法之步驟之示意圖。
1‧‧‧蒸汽裂解程序
1a、1b、1c‧‧‧裂解爐
2‧‧‧含氧物至烯烴程序
3、4、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19‧‧‧步驟
5‧‧‧酸氣消除
100‧‧‧方法
a、c、d、e、f、h、i、k、n、p、q、r、t、u、v、w、x、y、z、C4-C8、C9+‧‧‧流體
b、s‧‧‧氣體混合物
g、m、o、C2-、C3-、C3、C3+、C4+、C5+‧‧‧餾分

Claims (16)

  1. 一種用於得到烯烴之方法(100)，其中一第一氣體混合物(b)係藉由一蒸汽裂解程序(1)的方式而產生，而一第二氣體混合物(s)係藉由一含氧物至烯烴程序(2)的方式而產生，該第一氣體混合物(b)及該第二氣體混合物(s)至少包含具有一至四個碳原子的烴類，其中： 從該第一氣體混合物(b)中形成了一第一餾分(h)，該第一餾分(h)至少包含絕大多數先前包含在該第一氣體混合物(b)中的具有四個碳原子的烴類， 從該第二氣體混合物(s)中形成了一第二餾分(y)，該第二餾分(y)至少包含絕大多數先前包含在該第二氣體混合物(s)中的具有四個碳原子的烴類，以及 包含在該第二餾分(y)中且先前包含在該第二氣體混合物(s)中的烴類係主要地在該蒸汽裂解程序(1)中進行任何存在的正丁烷係反應少於92%之下的裂解條件。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之方法(100)，其中包含於該第二餾分(y)中以及之前包含於該第二氣體混合物(s)中的烴類在該蒸汽裂解程序(1)中進行的裂解條件下，有少於91%、90%、89%、88%、87%、85%、80%或75%，以及超過50%或60%的存在的正丁烷反應。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之方法(100)，其中存在於該第一餾分(h)中或由其形成的任何烴類也至少部分地進行該蒸汽裂解程序(1)。
  4. 如前述申請專利範圍中之任一項所述之方法(100)，其中包含在該第二氣體混合物(s)中或由其形成的含氧物係至少部分地進行該含氧物至烯烴程序(2)。
  5. 如前述申請專利範圍中之任一項所述之方法(100)，其中先前包含在該第二氣體混合物(s)中但不在該第二餾分(y)中，或者由其形成的烴類係至少部分地進行該蒸汽裂解程序(1)。
  6. 如前述申請專利範圍中之任一項所述之方法(100)，其中該蒸汽裂解程序(1)係使用在不同裂解條件下操作的至少兩個裂解爐(1a-1c)來進行。
  7. 如前述申請專利範圍中之任一項所述之方法(100)，其中該含氧物至烯烴程序(2)係部分地或完全地使用至少一個烯烴而進行，該至少一個烯烴特別是不存在於該第一氣體混合物(b)及/或該第二氣體混合物(s)中。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之方法(100)，其中該含氧物至烯烴程序(2)係使用在不同條件下操作的至少兩個反應器來進行。
  9. 如前述申請專利範圍中之任一項所述之方法(100)，其中該第二餾分(y)係從該第二氣體混合物(s)中形成，使得該第二餾分(y)缺乏具有一至三個碳原子的烴類。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之方法(100)，其中該第二餾分(y)係藉由至少絕大多數先前包含在該第二氣體混合物(s)中的具有至多三個碳原子的烴類之分離，而從該第二氣體混合物(s)中形成。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之方法(100)，其中從該第二氣體混合物(s)中分離出的具有一、二及/或三個碳原子的烴類係至少部分地與該第一氣體混合物(b)及/或與從該第一氣體混合物(b)中形成的至少一餾分結合，以形成至少一結合的流體。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之方法(100)，其中至少兩個進一步的餾分係從該結合的流體中形成。
  13. 如前述申請專利範圍中之任一項所述之方法(100)，其中僅有包含在該第一氣體混合物(b)中及/或在該第二氣體混合物(s)中或由其形成的烴類進行該蒸汽裂解程序(1)。
  14. 一種用於得到烯烴之設備，其包含複數個裝置，該複數個裝置係設計成藉由一蒸汽裂解程序(1)的方式而產生一第一氣體混合物(b)；並且藉由一含氧物至烯烴程序(2)的方式而產生一第二氣體混合物(s)，使得該第一氣體混合物(b)及該第二氣體混合物(s)至少包含具有一至四個碳原子的烴類，其中該複數個裝置係設計成： 從該第一氣體混合物(b)中形成了一第一餾分(h)，該第一餾分(h)至少包含絕大多數先前包含在該第一氣體混合物(b)中的具有四個碳原子的烴類， 從該第二氣體混合物(s)中形成了一第二餾分(y)，該第二餾分(y)至少包含絕大多數先前包含在該第二氣體混合物(s)中的具有四個碳原子的烴類，以及 在該蒸汽裂解程序(1)中，包含在該第二餾分(y)中且先前包含在該第二氣體混合物(s)中的烴類係主要地進行任何存在的正丁烷係反應少於92%之下的裂解條件。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之設備，其包含了設計以進行根據申請專利範圍第1項至第13項中的一項所述之方法之裝置。
  16. 如申請專利範圍第14項或第15項所述之設備，其包含了設計用於在不同裂解條件下操作的至少兩個裂解爐(1a-1c)。
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