一种管式裂解炉蒸汽裂解制乙烯的方法

摘要

本发明涉及一种管式裂解炉蒸汽裂解制乙烯的方法；由10～30％的碳四和轻烃混合为原料，裂解温度840～860℃，水蒸气/原料总量稀释比为0.30～0.60；轻烃包含：直链烷烃40～50％，支链烷烃25～35％，环烷烃15～25％，烯烃＜1％，芳烃＜10％，平均分子量为90～100，氢含量为14.5～15.5％；碳四为：异丁烷45～55％，异丁烯15～20％，丁烯-1 10～15％，丁烯-2 5～10％，正丁烷5～10％，平均分子量为55～60，氢含量为16.3～16.5％；乙烯收率(wt)29.59～31.51％、丙烯收率(wt)11.76％、丁二烯收率(wt)3.30％。

说明书

技术领域

本发明涉及一种管式裂解炉蒸汽裂解制乙烯的方法。

背景技术

炼油厂的碳四产量可达30～40万吨/年，目前这部分碳四的主要用途是充作民用液化气，利用价值极低，如果将这部分碳四产品作为裂解装置的原料，可大大提高碳四产品的利用价值，这样即扩大了裂解装置的原料来源，又解决了碳四产品过剩和出厂困难的问题。

目前碳四用作乙烯原料的研究报道，多见于碳四原料的催化裂解和碳四单独热裂解，而碳四与其它原料的共裂解的研究尚未见报道。

碳四原料单独作为裂解原料使用时乙烯收率不到18％，而且裂解炉管结焦严重，严重的影响着乙烯裂解炉的运行周期，如果将碳四与富含链烷烃的轻烃或轻烃混合进行共裂解，由于链烷烃对碳四裂解的促进作用，可以将碳四裂解折算的乙烯收率提高到25～26％，这样参与共裂解的碳四的乙烯收率与其单独裂解相比可提高7～8个百分点，有着显著的经济效益。

发明内容

本发明的目的是选择富含链烷烃的轻烃和碳四混合作为管式裂解炉蒸汽裂解制乙烯的原料，并优化共裂解的工艺条件和原料配比，在保证轻烃的裂解性能和乙烯收率不变的情况下，有效地提高碳四裂解的乙烯收率，使碳四作为乙烯原料成为可能，以满足裂解装置日益紧张的原料需求。

在本发明中，通过对碳四与轻烃的共裂解研究，应用裂解过程中促进-抑制的作用原理，对碳四-轻烃原料的共裂解过程进行优化，并确定了不同裂解炉型中碳四--轻烃共裂解的最佳原料配比和适宜的工艺条件，提高碳四裂解的乙烯收率。

本发明的目的是这样实现的：

将轻烃原料(直链烷烃40～50％，支链烷烃25～35％，环烷烃15～25％，烯烃＜1％，芳烃＜10％，平均分子量为90～100，氢含量为14.5～15.5％)和炼厂碳四(异丁烷45～55％，异丁烯15～20，丁烯-110～15％，丁烯-25～10％，正丁烷5～10％，平均分子量为55～60，氢含量为16.3～16.5％)同时加入裂解炉中，在一定条件下裂解生成乙烯、丙烯、丁二烯等。

共裂解的工艺条件：裂解温度840～860℃，稀释比0.50～0.60w/w，炼厂碳四与轻烃共裂解的适宜配比为10～30％(碳四含量，wt)。

本发明有以下优点：

1.在乙烯、丙烯、丁二烯收率方面，通过合理地选择碳四与轻烃原料的配比和最佳工艺条件，通过轻烃原料裂解过程对碳四裂解过程的促进作用，使碳四裂解的乙烯、丙烯、丁二烯收率大为提高(与碳四原料单独裂解相比)。有效的提高了富产碳四产品的利用价值，拓宽了乙烯原料的来源，有着显著的经济效益。

2.通过轻烃原料和碳四原料单独裂解条件的考察可以发现：碳四原料单独裂解条件与轻烃原料单独裂解条件差别较小，因此使用轻烃原料生产的裂解炉掺兑碳四进行共裂解，可保证生产装置的平稳生产，不会引起生产装置大幅度波动。

具体实施方式

实施例1

试验原料：轻烃-炼厂碳四，炼厂碳四含量为10％。

试验条件：裂解温度840℃，稀释比(水蒸气/原料总量，w/w)0.30。

裂解炉型：USC-16W。试验结果如下：

乙烯收率(wt)29.59％、丙烯收率(wt)12.26％、丁二烯收率(wt)3.23％。

实施例2

试验原料：轻烃-炼厂碳四，炼厂碳四含量为15％。

试验条件：裂解温度850℃，稀释比(水蒸气/原料总量，w/w)0.50。

裂解炉型：SRT-IV。试验结果如下：

乙烯收率(wt)30.16％、丙烯收率(wt)11.79％、丁二烯收率(wt)3.20％。

实施例3

试验原料：轻烃-炼厂碳四，炼厂碳四含量为20％。

试验条件：裂解温度855℃，稀释比(水蒸气/原料总量，w/w)0.50。

裂解炉型：USC-80U。试验结果如下：

乙烯收率(wt)31.51％、丙烯收率(wt)11.76％、丁二烯收率(wt)3.30％。

实施例四

试验原料：轻烃-炼厂碳四，炼厂碳四含量为20％。

试验条件：裂解温度860℃，稀释比(水蒸气/原料总量，w/w)0.60。

裂解炉型：SC-1。试验结果如下：

乙烯收率(wt)32.83％、丙烯收率(wt)11.41％、丁二烯收率(wt)3.19％。

实施例5

试验原料：炼厂碳四。

试验条件：裂解温度860℃，稀释比(水蒸气/原料总量，w/w)0.50。

裂解炉型：USC-80U。试验结果如下：

乙烯收率(wt)17.83％、丙烯收率(wt)13.41％、丁二烯收率(wt)2.19％。