TWI770683B - 丙烯至乙烯之轉化技術 - Google Patents
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Abstract
一種用於丙烯至乙烯之轉化的方法及系統，其可包括將一丙烯進料流引進至一C3複分解反應器，將該丙烯轉化成乙烯及2-丁烯。該複分解反應器流出物可被回收及在一分餾系統中進行分離以回收乙烯產物、C3餾分、C4餾分及C5+餾分。可將該C3餾分的全部或一部分進料至該C3複分解反應器以產生額外的乙烯。該C4餾分可在一C4異構化/複分解反應區域中藉由下列轉化：(i)將2-丁烯類異構化成1-丁烯、(ii)該1-丁烯及2-丁烯之複分解以產生丙烯及2-戊烯、及/或(iii)該1-丁烯之自動複分解以產生乙烯及3-己烯。然後，可回收來自該C4異構化/複分解反應區域的流出物及將其自該C4異構化/複分解反應區域進料至該分餾系統。
Description
發明領域
於本文中的具體實例係關於一種丙烯至乙烯之轉化技術。更特別是，於本文中的具體實例係關於一種改良經由複分解的丙烯至乙烯之轉化的方法及系統。
發明背景
丙烯自動複分解的產物係乙烯及正丁烯類。丙烯複分解會自二莫耳的丙烯(42克/莫耳+42克/莫耳)產生一莫耳的乙烯(28克/莫耳)。作為第二產物的正丁烯類(56克/莫耳)較沒有價值。以質量為基礎，丙烯之完全轉化僅產生33.3%的丙烯轉化成乙烯及剩餘為正丁烯類。此意謂著在現在的商業丙烯複分解方法下，若加工100噸的丙烯進料將僅生產出大約33.3噸的乙烯，同時產生66.7噸的2-丁烯類。
發明概要
於本文中已經發展出一種改良經由複分解之丙烯至乙烯的轉化之系統及方法。
在一個態樣中，於本文中的具體實例係關於一種用於丙烯至乙烯之轉化的方法。該方法可包括將一丙烯進料流引進至一C3複分解反應器，及讓
該丙烯在該C3複分解反應器中與一複分解觸媒接觸以將丙烯轉化成乙烯及2-丁烯。來自該C3複分解反應器的流出物可進行回收及在一分餾系統中進行分離以回收乙烯產物餾分、C3餾分、C4餾分及C5+餾分。該方法亦可包括將該C3餾分的全部或一部分進料至該C3複分解反應器以產生額外的乙烯，及將該C4餾分進料至一C4異構化/複分解反應區域。該C4餾分可在該C4異構化/複分解反應區域中進行下列轉化：(i)該2-丁烯類的一部分異構化成1-丁烯；(ii)該1-丁烯及2-丁烯之複分解而產生丙烯及2-戊烯；及/或(iii)該1-丁烯之自動複分解而產生乙烯及3-己烯。然後，可回收來自該C4異構化/複分解反應區域的流出物，該流出物包含乙烯、丙烯、丁烯類、戊烯類及己烯類；然後，將其自該C4異構化/複分解反應區域進料至該分餾系統。
在更另一個態樣中，於本文中的具體實例係關於一種用於乙烯之生產的系統。該系統可包括：一條用以自一進料來源提供丙烯的流線；一用以讓該丙烯與一複分解觸媒接觸的C3複分解反應器，以讓該丙烯轉化成乙烯及2-丁烯且回收一來自該C3複分解反應器的流出物；一用以分離該流出物的分餾系統，以回收乙烯產物餾分、C3餾分、C4餾分及C5+餾分；一條用以將該C3餾分的全部或一部分進料至該C3複分解反應器的流線；一條用以將該C4餾分進料至一C4異構化/複分解反應區域的流線，該C4異構化/複分解反應區域係藉由下列來轉化該C4餾分：(i)將該2-丁烯類的一部分異構化成1-丁烯、(ii)該1-丁烯及2-丁烯之複分解以產生丙烯及2-戊烯、及/或(iii)該1-丁烯之自動複分解以產生乙烯及3-己烯；一條用以將來自該C4異構化/複分解反應區域的流出物進料至該分餾系統的流線，該流出物包含乙烯、丙烯、丁烯類、戊烯類及己烯類。
將自下列說明及附加的申請專利範圍明瞭其它態樣及優點。
1:包含複分解觸媒的反應器或觸媒區域
2:第一反應器或觸媒區域(床)
3:第二反應器或觸媒區域(床)
4,5:反應區域
10:新鮮的丙烯進料流
12:丙烯複分解反應器，C3反應器
14,42,61:流出物
16:分離系統
18:去乙烷塔
20:去丙烷塔
22:去丁烷塔
24:乙烯產物餾分
26:C3+餾分
28:C3塔頂餾分
30:C4+塔底餾分
32:C4塔頂餾分
34:C5+塔底餾分
36:C5+吹洗流
40:C4反應區域
41:新鮮的混合C4流，流線
50:丙烯提取流
52:乙烯再循環液流
54新鮮的乙烯進料流
60:C4異構化反應器
62:超分餾塔
64:富含1-丁烯的塔頂餾分
66:富含2-丁烯的塔底餾分
68:C4複分解反應器
圖1-4係根據本文的具體實例之方法的簡化的流程圖。
較佳實施例之詳細說明
於本文中的具體實例允許經由加入nC4s異構化/複分解反應器增加在丙烯自複分解期間的乙烯產物產率(消耗每單位質量丙烯原料所生產的乙烯總量)，其可進行操作使得基本上來自多種工業丙烯原料，即，聚合物、化學藥劑及精煉等級的丙烯，之全部丙烯進料被轉化成乙烯作為單獨主產物。
於本文中的具體實例係經由引進第二反應器，一nC4s處理反應器達成此，其主要經由下列產生額外的乙烯：1)初始將2-丁烯類雙鍵異構化成1-丁烯；及2)隨後為1-丁烯的自複分解。該副產物可被分離出做為到別處使用的產物流，或可再循環回該主丙烯複分解反應器來產生額外的乙烯(經由與丙烯的交叉複分解)或可再循環回該第二反應器之nC4s。
於本文中的具體實例解決現在商業上丙烯複分解方法的關鍵問題之一，現在的方法對較高價值的乙烯具有相對低的主體產率僅有33.3重量%，而剩餘的66.7重量%主體以較低價值的2-丁烯類作為終結。於本文中的具體實例允許將該不想要/較低價值的2-丁烯類副產物之某些或全部轉化成較佳/較高價值的乙烯，其明顯改良現在丙烯複分解技術之整體經濟，使得其作為生產乙烯之方法更具吸引力。
圖1-4闡明根據本文的具體實例之用於丙烯至乙烯的轉化之系統及方法的簡化的製程流程圖。如在圖形中顯示出，該整體製程方法包括二種不同的主要反應器，C3(丙烯)處理反應器及nC4s(線性丁烯類)處理反應器。
該主要反應器(C3處理反應器及nC4s處理反應器)各者可包括三種(3)不同型式而可使用一種型式的觸媒或二種不同型式的觸媒之反應器：(I)僅有複分解、(II)異構化接著複分解或(III)異構化接著混合的異構化加上複分解。全部三種不同的反應器型式皆可使用於C3處理反應器，同時根據本文的具體實例，該nC4s處理反應器可係型式II或III。
下列列出包含在根據本文的具體實例新近提出之製程方法中的全部主要反應。
反應1：1C3+1C3
1C2+2C4
反應2：1C3+2C5
1C4+2C4
反應3：1C3+3C6
2C5+1C4
反應4：2C5
1C5
反應5：3C6
2C6
反應6：2C6
1C6
反應7：1C3+1C5
1C2+2C6
反應8：1C3+2C6
2C4+1C5
反應9：1C3+1C6
1C2+2C7
反應10：2C4
1C4
反應11：1C4+2C4
1C3+2C5
反應12：1C4+1C4
1C2+3C6其它反應亦可能，諸如當包括異構化觸媒時，可在該C3處理反應器中產生諸如1-丁烯之反應，及該1-丁烯與丙烯的隨後反應會於相同反應器中產生乙烯及2-戊烯。但是，因為反應有許多排列及可能性，僅在上述十二種反應圖解中列出該丙烯及丁烯反應區域主要有興趣的十二種反應。依對C3及C4反應器各者所選擇的特定反應器組態型式而定，不同的反應組變得相關聯。與每個特定反應器組態型式有關聯的相關反應組係總整理在表1中。
再者，亦應該要注意的是，可使用在反應器A及B的不同型式間之反應器組態的任何組合，例如，(A-II+B-III)或(A-I+B-II)，及此將依生產者的特定需求及/或場地限制而定。
如上述提到，反應1係丙烯自動複分解。在根據本文的具體實例之方法中，亦發生反應7、9及12，每種皆生產出在丙烯自動複分解中不產生的額外乙烯。進一步，當使用時，已由該流程圖所啟用的額外反應基本上允許全部副產物(nC4s、nC5s及nC6s)進行再循環，除了來自反應9的2-庚烯類副產物外，其可以重質C5+流吹洗出以保持其在該再循環回路中有最小濃度。亦應該注意的是，該2-庚烯副產物僅有在對反應器A使用型式II及型式III反應器組態的情況下形成，且當1-己烯係於平衡時最不喜愛的nC6異構物時，其應該最小。
現在參照圖1，其闡明根據本文的具體實例之自丙烯進料流主要生產乙烯的簡化的製程流程圖。將一新鮮的丙烯進料流10進料至一丙烯複分解反應器12。在該複分解反應器12中，丙烯經由自動複分解反應而形成乙烯及2-丁烯。然後，可回收來自該C3反應器12的反應流出物14。該流出物14可包括未反應的丙烯和反應產物乙烯及2-丁烯。
如上所述及在圖1A中闡明，於本文的具體實例中可使用反應器型式(I)、(II)及(III)，其中該反應器型式(I)包括一或多個包含複分解觸媒的反應器或觸媒區域1。該反應器型式(II)可包括隔離的反應區域2及3，其包括一包含異構化觸媒的第一反應器或觸媒區域(床)2，接著一包含複分解觸媒的第二反應器或觸媒區域(床)3。該反應器型式(III)包括隔離的反應區域4及5，其中該反應區域4係一包含異構化觸媒的反應器或觸媒床，及該反應區域5係一包含異構化及複分解觸媒的混合物之反應器或觸媒床。例如，該混合觸媒系統可藉由二種型式觸媒的混合物形成，或可藉由使用雙功能性觸媒形成。
由於在下列討論的再循環及若該反應器12係型式II或型式III反應
器時可能內含異構化觸媒，除了別的反應副產物以外，該反應流出物14亦可包括戊烯類及己烯類。在該反應器12中發生的主要反應可包括用於型式I反應器的反應1；用於型式II反應器的反應1、2及3；及用於型式III反應器的反應1-9每種。
可將該反應流出物14進料至一可包括一或多個蒸餾塔的分離系統16，用以將該反應流出物分餾成二或更多種餾分。如在圖1中闡明，該分離系統16包括去乙烷塔18、去丙烷塔20及去丁烷塔22。該去乙烷塔18可使用來將該反應流出物14分離成乙烯產物餾分24及C3+餾分26。然後，可將該C3+餾分進料至去丙烷塔20用以分離成C3塔頂餾分28及C4+塔底餾分30。然後，可將該C4+塔底餾分進料至去丁烷塔22用以分離成C4塔頂餾分32及C5+塔底餾分34。
該C3塔頂餾分28及C5+塔底餾分34可再循環回該反應器12用於進一步轉化及乙烯生產。C5s的連續異構化及反應可導致C6s及C7s產生，其可經由C5+吹洗流36自該系統吹洗出。任擇地，可使用去己烷塔(無顯示)自該再循環的C5s及C6s分離出一重質吹洗流。進一步，若該進料流係稀丙烯時，可使用一小C3吹洗流(無顯示)以避免丙烷或其它雜質在該系統中有不想要的積聚。
然後，可將主要包括2-丁烯類的C4塔頂餾分32進料至該C4反應區域40，其可在相同或不同反應床、區域或反應器(型式(II)或(III)反應器)中包括異構化觸媒及複分解觸媒二者，如相關於圖1A所闡明及上述描述。在該反應區域40中，所發生的主要反應可包括反應10、11及12，其將1-丁烯及2-丁烯轉化成乙烯、丙烯、2-戊烯及3-己烯。該反應產物之異構化及/或連續反應同樣地可產生其它反應產物。因此，自該反應區域40回收的流出物42可包括C2-C6+烴之混合物，及其可與來自反應器12的流出物14混合而於該分離區域16中進行分離，其中在該反應區域40中所產生的C5s及C6s可進行回收及在反應器12中進一步處理而經由反應7及9生產出乙烯。
在某些具體實例中，在反應器B中形成的nC5s及nC6s不再循環，
反而是進行移除作為可使用於其它目的之產物流，尤其是諸如汽油混合原料或進料至蒸汽裂解器。在就包括再循環該nC5s及nC6s製程流的情況來說之這些具體實例中，對反應器組態型式之選擇仍然相同：全部三種(3)不同的反應器型式皆可使用於反應器A，同時反應器B可係型式II或III。此一具體實例係在圖2中闡明，其中類似的數字代表類似的部分。該C3進料10係在該C3反應器12中處理，該C4塔頂餾分32係在該C4反應區域40中處理，及該C5+底部34可回收作為產物用於汽油摻合或進料至蒸汽裂解器(無顯示)來生產額外的乙烯及丙烯。在某些具體實例中，該蒸汽裂解器流出物分離可與該分餾系統16整合。
在某些具體實例中，包括正丁烯類的新鮮混合C4餾分可額外地在該反應區域40中進行處理。要進一步了解的是，市場需求可變化，及可想要在關鍵的輕質烯烴(C2/C3/C4)當中變化該產物產率曲線，其可使用在相同設備處作為原料或可以產物出售。現在參照圖3，其闡明一根據本文的具體實例之用以變化乙烯、丙烯及丁烯類的產物產率之系統，其中類似的數字代表類似的部分。
將一新鮮的丙烯進料流10進料至一丙烯複分解反應器12。在該複分解反應器12中，丙烯經由自動複分解反應而形成乙烯及2-丁烯。然後，可自該C3反應器12回收一反應流出物14。該流出物14可包括未反應的丙烯和反應產物乙烯及2-丁烯。
如上所述，除了別的反應副產物以外，該反應流出物14亦可包括戊烯類及己烯類。可將該反應流出物14進料至一可包括一或多個蒸餾塔的分離系統16，用以將該反應流出物分餾成二或更多種餾分。如在圖3中闡明，該分離系統16包括去乙烷塔18、去丙烷塔20及去丁烷塔22。該去乙烷塔18可使用來將該反應流出物14分離成乙烯產物餾分24及C3+餾分26。然後，可將該C3+餾分進料至去丙烷塔20來分離成C3塔頂餾分28及C4+塔底餾分30。然後，可將該C4+塔底餾分進料至去丁烷塔22來分離成C4塔頂餾分32及C5+塔底餾分34。
該C3塔頂餾分28及C5+塔底餾分34可再循環回該反應器12用於進一步轉化及乙烯之生產。C5s之連續異構化及反應可導致C6s及C7s產生，其可經由C5+吹洗流36自該系統吹洗出。任擇地，可使用去己烷塔(無顯示)自該再循環的C5s及C6s分離出一重質吹洗流。進一步，若該進料流係稀丙烯時，可使用一小的C3吹洗流(無顯示)以避免丙烷或其它雜質在該系統中有不想要的積聚。
然後，可將主要包括2-丁烯類的C4塔頂餾分32進料至該C4反應區域40，其可在相同或不同反應床、區域或反應器(型式(II)或(III)反應器)中包括異構化觸媒及複分解觸媒二者，如相關於圖1A闡明及上述描述。亦可提供一新鮮的混合C4流41，該混合C4流包括1-丁烯及2-丁烯，諸如例如，萃餘物I流。
在該反應區域40中，所發生的主要反應可包括反應10、11及12，其將1-丁烯及2-丁烯轉化成乙烯、丙烯、2-戊烯及3-己烯。該反應產物之異構化及/或連續反應同樣地可產生其它反應產物。因此，自該反應區域40回收的流出物42可包括C2-C6+烴之混合物，及其可與來自反應器12的流出物14混合而於該分離區域16中進行分離，其中在該反應區域40中所產生的C5s及C6s可經回收及進一步在該反應器12中處理以經由反應7及9產生乙烯。
可藉由包括下列之一或多種在製造出想要的乙烯、丙烯及丁烯類比例上提供靈活性，如在圖3中闡明。例如，該系統可包括一丙烯提取流50，其可使用來回收來自該C3塔頂餾分26之未反應的丙烯之一部分。任擇或額外地，可使用一乙烯再循環液流52及/或一新鮮的乙烯進料流54來將乙烯提供至該C4反應區域40，於此該乙烯可與該2-丁烯反應而產生丙烯。若想要丙烯作為主要產物時，該反應器12可脫離(不使用)。若想要乙烯作為主要產物時，該反應器12可上線及可限制新鮮的混合C4s41之使用。
在某些具體實例中，該nC4s處理反應器可藉由(a)將反應器B分割成二個分隔器反應器來進行修改，包括一專用的C4異構化反應器及一專用的1-
丁烯自動複分解反應器，如在圖4中闡明。可使用在該等反應器間加入一C4超分餾塔來分離該1-丁烯及2-丁烯，接著異構化，以改良該1-丁烯自動複分解反應器生產乙烯的效率。
現在參照圖4，其中類似的數字代表類似的部分，類似於在圖1-3中的具體實例，可將該C4塔頂餾分32進料至該C4反應區域40。該反應區域40可包括一C4異構化反應器60，用以將2-丁烯轉化成1-丁烯；一超分餾塔62，用以將該流出物61分離成富含1-丁烯的塔頂餾分64與富含2-丁烯的塔底餾分66；及一C4複分解反應器68，用以複分解該1-丁烯塔頂餾分64而產生乙烯及3-己烯並回收C4複分解流出物42。依在該C4超分餾塔中所達成的分離純度而定，在多個具體實例中，對反應12之選擇性可大於80%、大於85%或大於90%。該2-丁烯塔底餾分66可與該用於C4異構化反應器60的反應器進料合併以進一步轉化成1-丁烯。
除了該丙烯(C3)原料外，顯示在圖4中的方法之具體實例可額外地(選擇性)允許使用正丁烯類(nC4s)作為原料。如在圖4中闡明，可經由流線41提供該丁烷原料。同樣地，於本文中的具體實例可較少依賴丙烯而使用正丁烯類(nC4s)作為主要原料(但不缺少C3)來生產乙烯。
於本文中的方法及系統之具體實例，如上所述，可有效率及有效地使用於丙烯至乙烯之轉化。在其它態樣中，於本文中的具體實例提供靈活地生產乙烯、丙烯及丁烯類，包括異丁烯。
於本文的具體實例中，有用之C4進料流可包括蒸汽裂解器C4流或流體催化的裂解器C4蒸汽。對蒸汽裂解器C4流來說，其通常存在有丁二烯和乙基及乙烯基乙炔。丁二烯係以大量存在，例如，該C4餾分的約40%。若不想要丁二烯作為產物時，使用選擇性氫化單元來將該丁二烯轉成丁烯且其亦氫化該乙基及乙烯基乙炔。若想要丁二烯作為產物時，其可藉由萃取或另一種合適的方法移除。該來自萃取的出口丁二烯之典型級數係該C4流的1重量%或較少。為
了將丁二烯降低至低程度(<1000ppm)，需要氫化。
在本文的具體實例中，有用之丙烯進料流可包括稀丙烯流，例如，包括最高50%的丙烷。在某些具體實例中，該丙烯進料流可包括低純度丙烯進料，包括60-95重量%的丙烯。在其它具體實例中，該丙烯進料流可包括高純度丙烯(95-99+重量%的丙烯)。在多個具體實例中，該丙烷/丙烯進料流可包括至少65重量%的丙烯、至少70重量%、至少75重量%、至少80重量%、至少85重量%、至少90重量%，諸如在80重量%至95重量%間，或諸如在85重量%至90重量%間之丙烯，及可將其進料至一複分解反應器或反應區域。在其它具體實例中，該丙烯進料流可係聚合物等級丙烯流，其可具有至少98重量%、至少99重量%、至少99.5重量%或至少99.8重量%的丙烯。
在該複分解反應器或合併的複分解/異構化反應器中，用於丙烯複分解轉化成乙烯之條件可包括溫度在50℃至650℃之範圍內，及壓力在0巴表壓(barg)至40巴表壓之範圍內。該反應器可如此操作：該反應溫度係在約50℃至約600℃之範圍內；在其它具體實例中，於約200℃至約450℃之範圍內；及在更其它具體實例中，約250℃至約400℃。在某些具體實例中，於該反應器中的壓力可例如在5至15巴間。在某些具體實例中，該異構化及複分解反應可於每小時重量空間速度(weight hourly space velocity)(WHSV)範圍約2至約200下進行，及在其它具體實例中，約6至約40。可在該C4及C5異構化/複分解反應區域中使用類似條件。
該反應可藉由在液相或氣相中讓該烯烴與該異構化及/或複分解觸媒接觸而進行，此係依該烯烴的結構及分子量而定。若該反應係在液相中進行時，該反應可使用溶劑或稀釋劑。脂肪族飽和烴，例如，戊烷類、己烷類、環己烷類、十二烷類；及芳香烴，諸如苯及甲苯係合適。若該反應係在氣相中進行時，可呈現出的稀釋劑有諸如飽和脂肪烴，例如，甲烷、乙烷、丙烷、正
常及分枝的C4、C5烷烴；及/或實質上惰性氣體，諸如氮及氬。為了高產物產率，該反應可於缺乏明顯量的去活性物質諸如水及氧下進行。
獲得想要的反應產物產率所需要之接觸時間係依數種因素而定，諸如觸媒的活性、溫度、壓力及欲異構化及/或複分解的烯烴之結構。在該烯烴與觸媒接觸期間之時間長度可於0.1秒至4小時間變化，較佳為約0.5秒至約0.5小時。該異構化及複分解反應可使用固定觸媒床、漿狀觸媒、流體化床或藉由使用任何其它習知的接觸技術成批地或連續地進行。
包括在該複分解反應器內的觸媒可係任何已知的複分解觸媒，包括在支撐物上的VIA族、VIIA族及VIIIA族金屬之氧化物。該觸媒支撐物可係任何型式及可包括氧化鋁、二氧化矽、其混合物、氧化鋯、氧化鎂、二氧化鈦、MOF(有機金屬骨架)化合物及沸石。在某些具體實例中，該複分解觸媒係在二氧化矽上的氧化鎢。
該雙鍵異構化觸媒可係任何已知的雙鍵異構化觸媒。在某些具體實例中，除了別的可能的觸媒外，該雙鍵異構化觸媒可係氧化鎂、氧化鈣、氧化鋁或混合的Mg-Al氧化物(例如，水滑石衍生出的混合氧化物)之一。
在某些具體實例中，該雙鍵異構化觸媒可係氧化鋁-二氧化鈦觸媒。該觸媒可係一包括能催化烯烴的位置異構化之活性場址的γ-氧化鋁-二氧化鈦結晶混合物，及其可呈丸粒、球形、擠出物及其類似形式，及典型將具有有效直徑0.5毫米至5毫米，諸如在1毫米至4毫米之範圍內或在2毫米至3毫米之範圍內。在某些具體實例中，該氧化鋁-二氧化鈦觸媒可具有一具有下限0.01、1、2、3、4、5、10、15、20或25至上限15、20、25、30、35、40、45或50重量%的鈦之組成物，其中任何下限可與任何上限結合。在某些具體實例中，於本文中的γ-氧化鋁-二氧化鈦觸媒可具有表面積大於200平方公尺/克；在其它具體實例中，大於250平方公尺/克；在其它具體實例中，大於300平方公尺/克；在其它具體實
例中，大於350平方公尺/克；及在其它具體實例中，大於400平方公尺/克。該γ-氧化鋁-二氧化鈦觸媒可對典型視為毒劑的已氧合物種具耐受性，諸如MgO型式觸媒；可作用為保護下游觸媒床的氧化物清除劑；及在某些具體實例中，除了異構化活性外，可具有用於醇類之脫水的活性。該γ-氧化鋁-二氧化鈦觸媒相關於該進料的環戊烯純度亦可有更大的寬容，及可允許於該進料中存在有多於5重量%、多於7.5重量%或甚至多於10重量%的環戊烯，此潛在地否定自該進料中移除環戊烯所需要的典型上游製程。這些γ-氧化鋁-二氧化鈦觸媒可單獨使用，諸如僅在異構化反應器中或在隔離式烯烴轉化單元(OCU)的異構化觸媒床中；或可以與其它異構化觸媒或複分解觸媒的混合物使用。
本發明可包含下列態樣：
態樣1. 一種用於丙烯至乙烯之轉化的方法，其包含：將一丙烯進料流引進至一C3複分解反應器；在該C3複分解反應器中讓該丙烯與一複分解觸媒接觸以將該丙烯轉化成乙烯及2-丁烯並回收來自該C3複分解反應器的流出物；在一分餾系統中分離該流出物以回收乙烯產物餾分、C3餾分、C4餾分及C5+餾分；將該C3餾分的全部或一部分進料至該C3複分解反應器以生產出額外的乙烯；將該C4餾分進料至一C4異構化/複分解反應區域；在該C4異構化/複分解反應區域中，藉由下列轉化該C4餾分：(i)將2-丁烯類的一部分異構化成1-丁烯、(ii)該1-丁烯及2-丁烯之複分解而產生丙烯及2-戊烯、及/或(iii)該1-丁烯之自動複分解而產生乙烯及3-己烯；回收來自該C4異構化/複分解反應區域的流出物，該流出物包含乙烯、丙烯、丁烯類，戊烯類及己烯類；及
將來自該C4異構化/複分解反應區域的流出物進料至該分餾系統。
態樣2. 如態樣1之方法，更包含將該C5+餾分的至少一部分進料至該C3複分解反應器。
態樣3. 如態樣2之方法，其中來自該C3複分解反應器的流出物包含C7+烯烴，該方法更包含吹洗出該C5+餾分的一部分。
態樣4. 如態樣2之方法，更包含在該C3複分解反應區域中異構化2-戊烯及3-己烯以產生1-戊烯及1-己烯。
態樣5. 如態樣1之方法，更包含提取該C3餾分的一部分作為C3產物餾分。
態樣6. 如態樣1之方法，更包括將一包含正丁烯類的混合C4餾分進料至該C4異構化/複分解反應區域。
態樣7. 如態樣1之方法，其中該C4異構化/複分解反應區域包含一用以將該2-丁烯異構化成1-丁烯的異構化反應器；一用以分離2-丁烯餾分與1-丁烯餾分的C4超分餾塔；及一用以經由自動複分解將該1-丁烯轉化成乙烯及3-己烯，及用以經由複分解將1-丁烯及2-丁烯轉化成丙烯及2-戊烯的複分解反應器。
態樣8. 如態樣7之方法，更包含將在該C4超分餾塔中回收的該2-丁烯餾分之至少一部分進料至該異構化反應器。
態樣9. 如態樣1之方法，更包含：將氫及一混合C5流進料至去環戊烯塔，以選擇性氫化在該混合C5流中的任何環戊二烯，及回收一包含n-C5烯烴及i-C5烯烴的塔頂餾分，包括2-戊烯、1-戊烯、3-甲基-1-丁烯及2-甲基-2-丁烯；及一包含環戊烯類的塔底流及/或側餾分；將乙烯及該塔頂餾分進料至一C5異構化/複分解反應區域，用以：將該1-戊烯異構化成2-戊烯；將該3-甲基-1-丁烯異構化成2-甲基-2-丁烯；
讓該2-戊烯與乙烯複分解以產生1-丁烯及丙烯；及讓該2-甲基-2-丁烯與乙烯複分解以產生異丁烯及丙烯；回收複分解產物及未反應的進料組分作為來自該C5異構化/複分解反應區域的流出物；分餾該流出物以回收乙烯餾分、丙烯餾分、C4餾分及C5餾分；將該C5餾分進料至該C5異構化/複分解反應區域。
態樣10. 一種用於丙烯至乙烯的轉化之系統，其包含：一條用以自一進料來源提供丙烯的流線；一用以讓該丙烯與一複分解觸媒接觸的C3複分解反應器，以將該丙烯轉化成乙烯及2-丁烯並回收來自該C3複分解反應器之流出物；一用以分離該流出物的分餾系統，以回收乙烯產物餾分、C3餾分、C4餾分及C5+餾分；一條用以將該C3餾分的全部或一部分進料至該C3複分解反應器的流線；一條用以將該C4餾分進料至一C4異構化/複分解反應區域的流線；該C4異構化/複分解反應區域係藉由下列轉化該C4餾分：(i)將該2-丁烯的一部分異構化成1-丁烯、(ii)該1-丁烯及2-丁烯的複分解以產生丙烯及2-戊烯、及/或(iii)該1-丁烯的自動複分解以產生乙烯及3-己烯；一條用以將來自該C4異構化/複分解反應區域的流出物進料至該分餾系統之流線，該流出物包含乙烯、丙烯、丁烯類、戊烯類及己烯類。
態樣11. 如態樣10之系統，更包含一條用以將該C5+餾分的至少一部分進料至該C3複分解反應器之流線。
態樣12. 如態樣11之系統，更包含一條用以吹洗出該C5+餾分的一部分之流線。
態樣13. 如態樣10之系統，更包含一條用以提取該C3餾分的一部
分作為C3產物餾分之流線。
態樣14. 如態樣10之系統，更包含一條用以將一包含正丁烯類的混合C4餾分進料至該C4異構化/複分解反應區域之流線。
態樣15. 如態樣10之系統，其中該C4異構化/複分解反應區域包含一用以將該2-丁烯異構化成1-丁烯的異構化反應器、一用以分離2-丁烯餾分與1-丁烯餾分的C4超分餾塔、及一用以經由自動複分解將該1-丁烯轉化成乙烯及3-己烯及用以經由複分解將1-丁烯及2-丁烯轉化成丙烯及2-戊烯的複分解反應器。
態樣16. 如態樣15之系統，更包含一條用以將在該C4超分餾塔中回收的2-丁烯餾分之至少一部分進料至該異構化反應器的流線。
態樣17. 如態樣10之系統，更包含：一條用以提供氫的流線及一條用以提供一混合C5流的流線；一去環戊烯塔以選擇性氫化在該混合C5流中之任何環戊烯及/或環戊二烯，及回收一包含n-C5烯烴及i-C5烯烴的C5塔頂餾分，包括2-戊烯、1-戊烯、3-甲基-1-丁烯及2-甲基-2-丁烯；及一包含正戊烷類、異戊烷類、環戊烯及/或環戊烷的塔底流及/或側餾分；一接收乙烯進料及該C5塔頂餾分的C5異構化/複分解反應區域，該C5異構化/複分解反應區域係用於下列的組態：將該1-戊烯異構化成2-戊烯；將該3-甲基-1-丁烯異構化成2-甲基-2-丁烯；讓該2-戊烯與乙烯複分解以產生1-丁烯及丙烯；及讓該2-甲基-2-丁烯與乙烯複分解以產生異丁烯及丙烯；一條用以回收來自該C5異構化/複分解反應區域的流出物之流線；一用以分餾來自該C5異構化/複分解反應區域的流出物之分離系統，以回收乙烯餾分、丙烯餾分、C4餾分及C5餾分；
一條用以將該C5餾分進料至該C5異構化/複分解反應區域的流線。
態樣18. 如態樣17之系統，其中該進料至該C5異構化/複分解反應區域的乙烯包含：(i)新鮮的乙烯進料、(ii)該乙烯餾分及/或(iii)該乙烯產物餾分的一部分。
態樣19. 如態樣18之系統，更包含一條用以將該丙烯餾分進料至該C3複分解反應區域的流線。
態樣20. 如態樣19之系統，更包含一催化型蒸餾反應器，用以接收該C4餾分及同時發生：(a)將該1-丁烯異構化成2-丁烯、(b)分離該異丁烯與該2-丁烯、(c)回收在塔頂餾分中的該異丁烯、及(d)回收在塔底餾分中的該2-丁烯。
態樣21. 如態樣20之系統，更包含一條用以將該來自該催化型蒸餾反應器的塔底餾分進料至該C4異構化/複分解反應區域的流線。
態樣22. 如態樣21之系統，更包含一條用以將一混合C4餾分進料至該催化型蒸餾反應器的流線。
態樣23. 如態樣19之系統，更包含一條用以將該C5+餾分進料至該C5異構化/複分解反應區域的流線。
雖然本揭示包括一些有限數目的具體實例，熟習具有本揭示的利益之技藝的人士將察知可設計出未脫離本揭示之範圍的其它具體實例。此外，該範圍應該僅受所附加的申請專利範圍限制。
10:新鮮的丙烯進料流
12:丙烯複分解反應器，C3反應器
14:流出物
16:分離系統
18:去乙烷塔
20:去丙烷塔
22:去丁烷塔
24:乙烯產物餾分
26:C3+餾分
28:C3塔頂餾分
30:C4+塔底餾分
32:C4塔頂餾分
34:C5+塔底餾分
36:C5+吹洗流
40:C4反應區域
42:流出物
Claims (23)
- 一種用於丙烯至乙烯之轉化的方法，其包含：將一丙烯進料流引進至一C3複分解反應器；在該C3複分解反應器中讓該丙烯與一複分解觸媒接觸以將該丙烯轉化成乙烯及2-丁烯並回收來自該C3複分解反應器的流出物；在一分餾系統中分離該流出物以回收乙烯產物餾分、C3餾分、C4餾分及C5+餾分；將該C3餾分的全部或一部分進料至該C3複分解反應器以生產出額外的乙烯；將該C4餾分進料至一C4異構化/複分解反應區域；在該C4異構化/複分解反應區域中，藉由下列轉化該C4餾分：(i)將2-丁烯類的一部分異構化成1-丁烯、(ii)該1-丁烯及2-丁烯之複分解而產生丙烯及2-戊烯、及/或(iii)該1-丁烯之自動複分解而產生乙烯及3-己烯；回收來自該C4異構化/複分解反應區域的流出物，該流出物包含乙烯、丙烯、丁烯類，戊烯類及己烯類；及將來自該C4異構化/複分解反應區域的流出物進料至該分餾系統。
- 如請求項1之方法，更包含將該C5+餾分的至少一部分進料至該C3複分解反應器。
- 如請求項2之方法，其中來自該C3複分解反應器的流出物包含C7+烯烴，該方法更包含吹洗出該C5+餾分的一部分。
- 如請求項2之方法，更包含在該C3複分解反應區域中異構化2-戊烯及3-己烯以產生1-戊烯及1-己烯。
- 如請求項1之方法，更包含提取該C3餾分的一部分作為C3產物餾分。
- 如請求項1之方法，更包括將一包含正丁烯類的混合C4餾分進料至該C4異構化/複分解反應區域。
- 如請求項1之方法，其中該C4異構化/複分解反應區域包含一用以將該2-丁烯異構化成1-丁烯的異構化反應器；一用以分離2-丁烯餾分與1-丁烯餾分的C4超分餾塔；及一用以經由自動複分解將該1-丁烯轉化成乙烯及3-己烯，及用以經由複分解將1-丁烯及2-丁烯轉化成丙烯及2-戊烯的複分解反應器。
- 如請求項7之方法，更包含將在該C4超分餾塔中回收的該2-丁烯餾分之至少一部分進料至該異構化反應器。
- 如請求項1之方法，更包含：將氫及一混合C5流進料至去環戊烯塔，以選擇性氫化在該混合C5流中的任何環戊二烯，及回收一包含n-C5烯烴及i-C5烯烴的塔頂餾分，包括2-戊烯、1-戊烯、3-甲基-1-丁烯及2-甲基-2-丁烯；及一包含環戊烯類的塔底流及/或側餾分；將乙烯及該塔頂餾分進料至一C5異構化/複分解反應區域，用以：將該1-戊烯異構化成2-戊烯；將該3-甲基-1-丁烯異構化成2-甲基-2-丁烯；讓該2-戊烯與乙烯複分解以產生1-丁烯及丙烯；及讓該2-甲基-2-丁烯與乙烯複分解以產生異丁烯及丙烯；回收複分解產物及未反應的進料組分作為來自該C5異構化/複分解反應區域的流出物；分餾該流出物以回收乙烯餾分、丙烯餾分、C4餾分及C5餾分；將該C5餾分進料至該C5異構化/複分解反應區域。
- 一種用於丙烯至乙烯的轉化之系統，其包含：一條用以自一進料來源提供丙烯的流線；一用以讓該丙烯與一複分解觸媒接觸的C3複分解反應器，以將該丙烯轉化 成乙烯及2-丁烯並回收來自該C3複分解反應器之流出物；一用以分離該流出物的分餾系統，以回收乙烯產物餾分、C3餾分、C4餾分及C5+餾分；一條用以將該C3餾分的全部或一部分進料至該C3複分解反應器的流線；一條用以將該C4餾分進料至一C4異構化/複分解反應區域的流線；該C4異構化/複分解反應區域係藉由下列轉化該C4餾分：(i)將該2-丁烯的一部分異構化成1-丁烯、(ii)該1-丁烯及2-丁烯的複分解以產生丙烯及2-戊烯、及/或(iii)該1-丁烯的自動複分解以產生乙烯及3-己烯；一條用以將來自該C4異構化/複分解反應區域的流出物進料至該分餾系統之流線，該流出物包含乙烯、丙烯、丁烯類、戊烯類及己烯類。
- 如請求項10之系統，更包含一條用以將該C5+餾分的至少一部分進料至該C3複分解反應器之流線。
- 如請求項11之系統，更包含一條用以吹洗出該C5+餾分的一部分之流線。
- 如請求項10之系統，更包含一條用以提取該C3餾分的一部分作為C3產物餾分之流線。
- 如請求項10之系統，更包含一條用以將一包含正丁烯類的混合C4餾分進料至該C4異構化/複分解反應區域之流線。
- 如請求項10之系統，其中該C4異構化/複分解反應區域包含一用以將該2-丁烯異構化成1-丁烯的異構化反應器、一用以分離2-丁烯餾分與1-丁烯餾分的C4超分餾塔、及一用以經由自動複分解將該1-丁烯轉化成乙烯及3-己烯及用以經由複分解將1-丁烯及2-丁烯轉化成丙烯及2-戊烯的複分解反應器。
- 如請求項15之系統，更包含一條用以將在該C4超分餾塔中回收的2-丁烯餾分之至少一部分進料至該異構化反應器的流線。
- 如請求項10之系統，更包含：一條用以提供氫的流線及一條用以提供一混合C5流的流線；一去環戊烯塔以選擇性氫化在該混合C5流中之任何環戊烯及/或環戊二烯，及回收一包含n-C5烯烴及i-C5烯烴的C5塔頂餾分，包括2-戊烯、1-戊烯、3-甲基-1-丁烯及2-甲基-2-丁烯；及一包含正戊烷類、異戊烷類、環戊烯及/或環戊烷的塔底流及/或側餾分；一接收乙烯進料及該C5塔頂餾分的C5異構化/複分解反應區域，該C5異構化/複分解反應區域係用於下列的組態：將該1-戊烯異構化成2-戊烯；將該3-甲基-1-丁烯異構化成2-甲基-2-丁烯；讓該2-戊烯與乙烯複分解以產生1-丁烯及丙烯；及讓該2-甲基-2-丁烯與乙烯複分解以產生異丁烯及丙烯；一條用以回收來自該C5異構化/複分解反應區域的流出物之流線；一用以分餾來自該C5異構化/複分解反應區域的流出物之分離系統，以回收乙烯餾分、丙烯餾分、C4餾分及C5餾分；一條用以將該C5餾分進料至該C5異構化/複分解反應區域的流線。
- 如請求項17之系統，其中該進料至該C5異構化/複分解反應區域的乙烯包含：(i)新鮮的乙烯進料、(ii)該乙烯餾分及/或(iii)該乙烯產物餾分的一部分。
- 如請求項18之系統，更包含一條用以將該丙烯餾分進料至該C3複分解反應區域的流線。
- 如請求項19之系統，更包含一催化型蒸餾反應器，用以接收該C4餾分及同時發生：(a)將該1-丁烯異構化成2-丁烯、(b)分離該異丁烯與該2-丁烯、(c)回收在塔頂餾分中的該異丁烯、及(d)回收在塔底餾分中的該2-丁烯。
- 如請求項20之系統，更包含一條用以將該來自該催化型蒸餾反應器的塔底餾分進料至該C4異構化/複分解反應區域的流線。
- 如請求項21之系統，更包含一條用以將一混合C4餾分進料至該催化型蒸餾反應器的流線。
- 如請求項19之系統，更包含一條用以將該C5+餾分進料至該C5異構化/複分解反應區域的流線。
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