[发明专利]一种烯烃催化裂解反应系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及碳四及以上重烯烃催化裂解制丙烯、乙烯技术领域，进一步地说，是涉及一种烯烃催化裂解反应系统及方法。

背景技术

烯烃催化裂解技术是利用乙烯装置、MTO装置或炼油装置副产的碳四及更重组分作为原料，在催化剂作用下，催化裂解原料中所含的烯烃，获得轻分子烯烃丙烯和乙烯的一种方法。为避免原料^注1中夹带的二烯烃、炔烃等在催化裂解反应器内积碳，造成催化剂失活，反应周期缩短，及副反应增多，反应选择性下降，通常可设置反应进料预加氢反应器，去除二烯烃、炔烃等有害组分。

注1：本发明文字、图表所述原料指进入预加氢反应器的物料，包含装置新鲜进料和循环物料。

该技术的典型工艺如图1所示。原料经预加氢单元，去除二烯烃、炔烃等有害组分后，经减压阀减压，再经汽化单元被加热汽化后，进入催化裂解反应单元，原料中的碳四及更重烯烃转化为丙烯乙烯。

更具体地，该技术的典型流程如图2所示。自上游来的原料(F-1)在预加氢进出料换热器1与加氢反应出料换热冷却，再经预加氢冷却器2冷却至加氢反应温度后，与氢气F-2混合进入预加氢反应器3。预加氢反应器出口物料，一部分经预加氢循环泵4升压，返回至预加氢冷却器2，作为预加氢循环物料；一部分经预加氢进出料换热器1与原料F-1换热升温，作为预加氢反应出料F-3送至下游催化裂解单元。由于烯烃催化裂解反应是分子数增多的反应，因此操作压力越低，越有利于反应；而加氢反应一般需在较高压力下进行，故预加氢反应出料F-3需经减压阀5减压后再进入下游。此外，烯烃催化裂解反应又是气相反应，因此进料进入催化裂解反应器前需先汽化。故减压后的预加氢反应出料F-4，送至催化裂解进料汽化罐6，在进料汽化器7被加热汽化后，气相再经进料过热器8加热至104℃。过热的预加氢反应出料F-5，在催化裂解反应进出料换热器10，与催化裂解反应器出料换热升温后，再经进料加热器11，被加热至反应温度后，进入催化裂解反应器12。催化裂解反应器出料与预加氢反应出料F-5换热后，作为烯烃催化裂解反应出料F-6送至下游分离单元。

这种典型流程较不节能，操作费用较高，原因是：预加氢反应操作压力较高，而烯烃催化裂解反应操作压力较低，此流程用减压阀减压，没有充分利用物料的压力势能。

发明内容

为解决现有技术中出现的问题，本发明提供了一种烯烃催化裂解反应系统及方法。采取先将预加氢反应出料加热汽化，再用作膨胀机工质驱动机泵的方法，代替传统流程先减压，再汽化的方法，利用预加氢反应出料的压力势能做功，达到降低能耗，节省操作费用的目的。

本发明的目的之一是提供一种烯烃催化裂解反应系统。

包括:进料预加氢单元、进料汽化单元和催化裂解反应单元；进料预加氢单元包括：预加氢进出料换热器、预加氢冷却器、预加氢反应器和预加氢循环泵；进料汽化单元包括：催化裂解进料汽化罐和进料汽化器；催化裂解反应单元包括：催化裂解反应进出料换热器、进料加热器、催化裂解反应器和催化裂解反应出料冷却器；

所述系统包括膨胀机单元；膨胀机单元设置在进料汽化单元和催化裂解反应单元之间；膨胀机单元包括膨胀机；

预加氢反应器出口管线分成两支，一支连接预加氢循环泵后连接预加氢冷却器；另一支连接预加氢进出料换热器后连接催化裂解进料汽化罐；催化裂解进料汽化罐顶部连接膨胀机，膨胀机出口依次连接催化裂解反应进出料换热器和进料加热器后连接催化裂解反应器。

本发明的目的之二是提供一种烯烃催化裂解反应方法。

包括：预加氢反应出料不减压直接被加热汽化，汽化后经膨胀机减压至催化裂解反应所需压力。

包括以下步骤：

(1)原料经换热和冷却后，与氢气混合进入预加氢反应器；

(2)预加氢反应器出口物料，一部分经升压后返回至预加氢冷却器，作为预加氢循环物料；一部分经预加氢进出料换热器与原料换热升温后送入催化裂解进料汽化罐；

(3)在进料汽化器被加热汽化后，催化裂解进料汽化罐气相进入膨胀机，膨胀做功减压后，在催化裂解反应进出料换热器，与催化裂解反应器出料换热升温，再经进料加热器加热，进入催化裂解反应器；

(4)催化裂解反应器出料与预加氢反应出料换热后，再经催化裂解反应出料冷却器冷却，作为烯烃催化裂解反应出料送至下游分离单元。

其中，优选：

所述原料先后经预加氢进出料换热器、预加氢冷却器，冷却至36-60℃，送入预加氢反应器。