[发明专利]一种用于制备低碳烯烃的系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及石油化工领域，特别涉及一种用于制备低碳烯烃的系统及方法。

背景技术

低碳烯烃通常指碳原子数小于等于4的烯烃，例如乙烯、丙烯和丁烯等。作为石油化工生产最基本的原料，低碳烯烃可以用来生产各种有机化合物，例如聚乙烯、聚丙烯、丙烯腈、环氧乙烷、乙二醇等。所以有必要提供一种低碳烯烃的制备方法。

目前通常采用对轻烃原料进行催化裂解制备低碳烯烃。其中，轻烃原料指的是氢含量较高的混合C4、液化气、催化裂化制备得到的汽油、石脑油、粗汽油等。由于催化裂解为吸热反应，需要大量的热量加热轻烃原料并维持反应温度。轻烃原料在催化裂解的过程中会生成少量的沉积在催化裂解催化剂上的焦炭，而焦炭的燃烧为放热过程，能够为催化裂解过程提供热量。但是，由于轻烃原料的含氢量较高，其焦炭生成量非常低(收率小于1重量％)，单纯利用焦炭燃烧的放热量无法满足催化裂解反应所需热量。而对于重油原料的催化裂化过程，由于重油通常为真空瓦斯油、拔顶油、常压塔底残油、真空塔底残油等，其氢含量较低，在催化裂化过程中能够在催化剂上沉积较多量的焦炭(收率约大于等于5重量％)，收率为5.1重量％时所产生的焦炭再生时，其产生的热量可以提供重油原料500℃下反应所需的热量。

基于上述，现有技术通过向轻烃原料中加入少量的焦炭前体(例如易于结焦的乙炔、取代的乙炔、二烯烃等)，从而利用所生成焦炭燃烧后热量使反应温度达600-720℃，便于轻烃裂解的进行。

发明人发现现有技术至少存在以下技术问题：

现有技术向轻烃原料中加入焦炭前体不利于轻烃原料裂解成低碳烯烃。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供了一种低能耗的既能充分利用重油催化裂化过程中所生成焦炭的燃烧热量，又能利于使轻烃原料深度裂解成低碳烯烃的用于制备低碳烯烃的系统及方法。具体技术方案如下：

一方面，提供了一种用于制备低碳烯烃的系统，包括：轻烃反应器、沉降器、重油提升管反应器、重油裂化催化剂提升段、催化剂再生器、第一气固分离装置、第二气固分离装置、第一待生催化剂管线、第二待生催化剂管线、第三待生催化剂管线、第一再生催化剂管线、第二再生催化剂管线、裂解气出口管线、裂解气与裂化气的混合气出口管线；

所述催化剂再生器、所述第一再生催化剂管线、所述轻烃反应器、所述裂解气出口管线、所述沉降器顺次连接，第一气固分离装置设置在轻烃反应器内部；

所述催化剂再生器、所述第二再生催化剂管线、所述重油裂化催化剂提升段、所述重油提升管反应器、所述第二气固分离装置顺次连接，所述重油提升管反应器的中上部以及所述第二气固分离装置均设置在所述沉降器内部；

所述裂解气与裂化气的混合气出口管线设置在所述沉降器外部；

所述轻烃反应器还通过所述第一待生催化剂管线与所述重油裂化催化剂提升段连接；

所述轻烃反应器还通过所述第二待生催化剂管线与所述催化剂再生器连接；

所述沉降器还通过所述第三待生催化剂管线与所述催化剂再生器连接。

作为优选，所述系统还包括降温装置，所述降温装置设置在所述裂解气出口管线上，用于对裂解气进行降温。

作为优选，所述系统还包括第三气固分离装置，所述第三气固分离装置设置在所述沉降器内部的顶部位置，用于对裂解气与裂化气的混合气进行气固分离。

作为优选，所述系统还包括第一汽提器和第二汽提器；

所述第一汽提器设置在所述轻烃反应器的内部，用于对由所述第一气固分离装置分离出的催化剂进行汽提处理；

所述第二汽提器设置在所述沉降器的内部，用于对由所述第二气固分离装置和所述第三气固分离装置分离出的催化剂进行汽提处理。

具体地，所述系统还包括第一阀门和第二阀门；

所述第一阀门设置在所述第一待生催化剂管线上；

所述第二阀门设置在所述第二待生催化剂管线上。

具体地，所述轻烃反应器为圆筒状，所述轻烃反应器内径为所述重油提升管反应器内径的2-6倍，所述轻烃反应器的底部反应区的高度为所述重油提升管反应器高度的0.1-0.5倍。

作为优选，所述系统进一步包括分离装置，所述分离装置与所述裂解气与裂化气的混合气出口管线连接，用于将所述裂解气与裂化气的混合气分离成具有不同的特定组成的成分。

另一方面，提供了一种利用上述的系统制备低碳烯烃的方法，包括：