專利名稱：：由植物油脂通過蒸汽裂解生產(chǎn)低碳烯烴的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種由植物油脂通過蒸汽裂解生產(chǎn)低碳烯烴的方法，更具體地說，是以植物油脂或植物油脂與液體石油烴類混合作為原料，通過管式爐高溫蒸汽裂解生產(chǎn)乙烯、丙烯和丁二烯等低碳烯烴的方法。
背景技術(shù)：
：隨著我國經(jīng)濟(jì)的繼續(xù)高速增長，對乙烯、丙烯等低碳烯烴的需求也越來越大。由于99%的乙烯產(chǎn)品來自于蒸汽裂解工藝，并且蒸汽裂解工藝作為石化工業(yè)的龍頭，通常情況乙烯原料費用約占乙烯總成本的60%80%，因此乙烯原料的優(yōu)化對降低乙烯的生產(chǎn)成本和增強(qiáng)下游石化產(chǎn)品的市場競爭力具有舉足輕重的作用。截止到2006年底，我國乙烯生產(chǎn)能力為850萬噸/年，實際生產(chǎn)912萬噸，計劃到2010年達(dá)到1900萬噸/年左右。大規(guī)模的乙烯發(fā)展計劃，帶來最大的問題是裂解原料的來源問題，表現(xiàn)在原料的數(shù)量和質(zhì)量兩個方面。我國現(xiàn)有的裂解原料中，石腦油約占65%，氣體原料約占10%，其它為加氫裂化尾油和直餾輕柴油。在現(xiàn)有煉油工業(yè)沒有更大規(guī)模的發(fā)展的前提下，保障現(xiàn)有乙烯原料的質(zhì)量和未來乙烯原料的數(shù)量和質(zhì)量是相當(dāng)困難的，需要不斷擴(kuò)大裂解原料的來源。從植物的果實、種子、胚芽中得到的油脂稱為植物油脂，如棕櫚油、大豆油、菜籽油、花生油、亞麻油和蓖麻油等。棕櫚油是從油棕樹上的棕果(ElaeisGuineensis)中榨取出來的。油棕是世界上生產(chǎn)效率最高的產(chǎn)油植物。在馬來西亞，每公頃油棕生產(chǎn)大約5噸的油脂，每公頃油棕所生產(chǎn)的油脂比同面積的花生高出五倍，比大豆高出九倍。植物油脂主要用于烹飪和食品制造業(yè)，還可以用來制造肥皂及其它產(chǎn)品。植物油脂的主要成分是C12C24的脂肪酸和甘油生成的酯，含有豐富的直碳鏈。植物油脂中，棕櫚油的飽和脂肪酸甘油酯含量較高，可達(dá)50wt%。US2007/0015947A1公開了一種用植物油脂生產(chǎn)C2C5烯烴的方法，該方法先通過預(yù)處理手段脫出雜質(zhì)，再采用常規(guī)催化裂化工藝生產(chǎn)低碳烯烴。由于催化裂化工藝遵循正碳離子的反應(yīng)機(jī)理，其裂化產(chǎn)品主要以汽油和柴油為主，裂解氣中以丙烯產(chǎn)品為主。常規(guī)蒸汽裂解制乙烯工藝針對不同餾分的液體裂解原料，其裂解反應(yīng)工藝條件也有所區(qū)別。石腦油餾分裂解工藝操作條件為裂解爐出口溫度(COT):82(TC86(TC，稀釋蒸汽/裂解原料(質(zhì)量)0.500.70。重質(zhì)餾分(輕柴油和加氫尾油)裂解工藝操作條件為裂解爐出口溫度(COT):76(TC82(TC，稀釋蒸汽/裂解原料(質(zhì)量)0.701.00。裂解反應(yīng)壓力的選擇主要與裂解爐型的設(shè)計和下游分離流程排布有關(guān)，不同的裂解爐型反應(yīng)壓力有所不同，特定的裂解爐型，反應(yīng)壓力基本相當(dāng)。作為裂解原料烴類的碳數(shù)越低，裂解爐出口溫度越高，由于受到原料中環(huán)烷烴和芳烴高溫脫氫反應(yīng)導(dǎo)致結(jié)焦的影響，裂解爐出口溫度應(yīng)控制在合理的范圍內(nèi)。稀釋蒸汽的主要目的是有效降低反應(yīng)的烴分壓，促使裂解反應(yīng)生成低碳數(shù)的氣體物質(zhì)(乙烯等)。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供由植物油脂通過蒸汽裂解生產(chǎn)低碳烯烴的方法，特別是在現(xiàn)有管式爐裂解技術(shù)的基礎(chǔ)上，提供以植物油脂或植物油脂與液體石油烴類混合為原料生產(chǎn)乙烯、丙烯和丁二烯等低碳烯烴的方法。本發(fā)明所提供的一種方法包括以植物油脂為原料進(jìn)行蒸汽裂解，裂解爐出口溫度為76086(TC，稀釋蒸汽與裂解原料的質(zhì)量比為0.100.50。本發(fā)明所提供的另一種方法包括以植物油脂和液體石油烴類為原料進(jìn)行蒸汽裂解，植物油脂與液體石油烴類的質(zhì)量比在5:9550:50之間，液體石油烴類的餾分范圍在40°C54(TC之間；裂解爐出口溫度為760860°C。本發(fā)明采用植物油脂或植物油脂與液體石油烴類混合作為蒸汽裂解工藝的原料，利用對流段末端和輻射段的入口的溫度，使植物油脂中的羧基發(fā)生裂化反應(yīng)，生成一定量的CO和(A，作為高溫裂解反應(yīng)的稀釋氣體，降低稀釋蒸汽的用量。脫羧基后的直鏈烴基經(jīng)高溫裂解反應(yīng)生產(chǎn)乙烯和丙烯等低碳烯烴產(chǎn)品以及富含低碳數(shù)芳烴的裂解汽油、裂解柴油和裂解焦油，反應(yīng)過程中同時生成微量的焦炭。本發(fā)明采用植物油脂或植物油脂與液體石油烴類混合作為蒸汽裂解工藝的原料，生產(chǎn)乙烯、丙烯等低碳烯烴產(chǎn)品，可以擴(kuò)大蒸汽裂解工藝原料的來源；與單獨用石油烴類原料相比，可以降低裂解反應(yīng)的稀釋蒸汽比例，大大降低了能耗。同時，用植物油脂與液體石油烴類混合裂解還可以提高低碳烯烴的收率。具體實施例方式本發(fā)明的具體實施方式如下I.以植物油脂作為蒸汽裂解原料將植物油脂作為蒸汽裂解原料，輸入管式裂解爐對流段，經(jīng)管式裂解爐的對流段預(yù)熱，進(jìn)入輻射段進(jìn)行高溫裂解反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)裂解急冷器降溫后，在汽油分餾塔分離出富含乙烯等低碳烯烴產(chǎn)品的裂解氣、裂解汽油、裂解柴油和裂解焦油。裂解反應(yīng)的主要工藝條件為裂解爐出口溫度為76086(TC，稀釋蒸汽與裂解原料的質(zhì)量比為0.100.50。所說的植物油脂選自棕櫚油、大豆油和菜籽油中的一種或幾種。裂解爐出口溫度優(yōu)選為790830°C。稀釋蒸汽與裂解原料的質(zhì)量比優(yōu)選為0.300.50。II.以植物油脂和液體石油烴類作為蒸汽裂解原料將植物油脂和液體石油烴類(石腦油、輕柴油或加氫尾油)作為蒸汽裂解的原料，輸入管式裂解爐對流段，經(jīng)管式裂解爐的對流段預(yù)熱，進(jìn)入輻射段進(jìn)行高溫裂解反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)裂解急冷器降溫后，在汽油分餾塔分離出富含乙烯等低碳烯烴產(chǎn)品的裂解氣、裂解汽油、裂解柴油和裂解焦油。裂解反應(yīng)的主要工藝條件為植物油脂與液體石油烴類的質(zhì)量比在5:9550:50之間，液體石油烴類的餾分范圍在4(TC54(rC之間；裂解爐出口溫度為760860°C。稀釋蒸汽與裂解原料的質(zhì)量比為0.100.50。所說的植物油脂選自棕櫚油、大豆油和菜籽油中的一種或幾種。所說的液體石油烴類是石腦油時，裂解爐出口溫度優(yōu)選為800860°C，更優(yōu)選為820850°C;稀釋蒸汽與裂解原料的質(zhì)量比優(yōu)選為0.200.40。所說的液體石油烴類是輕柴油或加氫尾油時，裂解爐出口溫度優(yōu)選為76086(TC，更優(yōu)選為79083(TC、稀釋蒸汽與裂解原料的質(zhì)量比優(yōu)選為0.300.50。裂解爐的進(jìn)料方式，既可以是將植物油脂與液體石油烴類預(yù)先混合，然后將混合油輸入裂解爐對流段；也可以是采用不同的泵系統(tǒng)將植物油脂與液體石油烴類分別輸入裂解爐對流段進(jìn)行自然混合。以下通過實施例進(jìn)一步說明本發(fā)明。實施例中，植物油脂A是棕櫚油，植物油脂B是大豆油，植物油脂C是菜籽油；原料油A是石腦油，原料油B是輕柴油，原料油C是加氫尾油。上述原料的性質(zhì)和組成見表1和表2。實施例1以植物油脂A作為模擬裂解性能評價試驗裝置進(jìn)料，模擬SRT-III輕柴油爐型裂解工況條件下進(jìn)行，模擬裂解評價試驗裝置由進(jìn)料系統(tǒng)、裂解反應(yīng)系統(tǒng)和深冷分離系統(tǒng)三部分組成，整套裝置由一臺計算機(jī)控制操作和監(jiān)測運行。裂解操作條件裂解爐出口溫度為76(TC，稀釋蒸汽與裂解原料的質(zhì)量比為0.50。裂解評價試驗結(jié)果見表3。實施例2以植物油脂A作為模擬裂解性能評價試驗裝置進(jìn)料，采用與實施例1相同的評價試驗裝置，模擬SRT-III輕柴油爐型裂解工況條件下進(jìn)行。裂解操作條件為裂解爐出口溫度為80(TC，稀釋蒸汽與裂解原料的質(zhì)量比為0.40。裂解評價試驗結(jié)果見表3。實施例3以植物油脂A作為模擬裂解性能評價試驗裝置進(jìn)料，采用與實施例1相同的評價試驗裝置，模擬SRT-III石腦油爐型裂解工況條件下進(jìn)行。裂解操作條件裂解爐出口溫度為83(TC，稀釋蒸汽與裂解原料的質(zhì)量比為0.20。裂解評價試驗結(jié)果見表3。對比例1以一種植物油脂A，其原料性質(zhì)如表1所示，單獨作為模擬裂解性能評價試驗裝置進(jìn)料，采用與實施例1相同的評價試驗裝置，模擬SRT-III輕柴油爐型裂解工況條件下進(jìn)行。裂解操作條件為裂解爐出口溫度80(TC、稀釋蒸汽與裂解原料的質(zhì)量比0.75，裂解評價試驗結(jié)果見表3。實施例4以植物油脂B作為模擬裂解性能評價試驗裝置進(jìn)料，采用與實施例1相同的評價試驗裝置，模擬SRT-III輕柴油爐型裂解工況條件下進(jìn)行。裂解操作條件裂解爐出口溫度為82(TC，稀釋蒸汽與裂解原料的質(zhì)量比為0.50。裂解評價試驗結(jié)果見表4。對比例2以一種植物油脂B，其原料性質(zhì)如表1所示，單獨作為模擬裂解性能評價試驗裝置進(jìn)料，采用與實施例1相同的評價試驗裝置，模擬SRT-III輕柴油爐型裂解工況條件下進(jìn)行。裂解操作條件為裂解爐出口溫度82(TC、稀釋蒸汽與裂解原料的質(zhì)量比0.75，裂解評價試驗結(jié)果見表4。實施例5以植物油脂C作為模擬裂解性能評價試驗裝置進(jìn)料，采用與實施例1相同的評價試驗裝置，模擬SRT-III輕柴油爐型裂解工況條件下進(jìn)行。裂解操作條件裂解爐出口溫度5為80(TC，稀釋蒸汽與裂解原料的質(zhì)量比0.40。裂解評價試驗結(jié)果見表4。對比例3以一種植物油脂C，其原料性質(zhì)如表1所示，單獨作為模擬裂解性能評價試驗裝置進(jìn)料，采用與實施例1相同的評價試驗裝置，模擬SRT-III輕柴油爐型工業(yè)生產(chǎn)裝置設(shè)計裂解工況條件下進(jìn)行。裂解操作條件為裂解爐出口溫度80(TC、稀釋蒸汽與裂解原料的質(zhì)量比0.70，裂解評價試驗結(jié)果見表4。實施例6將植物油脂A(原料性質(zhì)見表1)與原料油A(原料性質(zhì)見表2)，按質(zhì)量比5:95預(yù)先混合為混合油A，作為模擬裂解性能評價試驗裝置進(jìn)料。采用與實施例1相同的評價試驗裝置，模擬SRT-III石腦油爐型裂解工況條件下進(jìn)行。裂解操作條件為裂解爐出口溫度為83(TC，稀釋蒸汽與原料的質(zhì)量比為0.50，裂解評價試驗結(jié)果見表5。對比例4分別以一種植物油脂A，其原料性質(zhì)如表1所示和一種液體石油烴類原料油A，其原料性質(zhì)如表2所示，單獨作為模擬裂解性能評價試驗裝置進(jìn)料，采用與實施例1相同的評價試驗裝置，模擬SRT-III石腦油爐型裂解工況條件下進(jìn)行。裂解操作條件為裂解爐出口溫度83(TC、稀釋蒸汽與裂解原料的質(zhì)量比0.50，裂解評價試驗結(jié)果和按植物油脂與液體石油烴類質(zhì)量比5:95計算值見表5。實施例7將植物油脂B與原料油B，按質(zhì)量比30:70預(yù)先混合為混合油B，作為模擬裂解性能評價試驗裝置進(jìn)料。采用與實施例1相同的評價試驗裝置，模擬SRT-III輕柴油爐型裂解工況條件下進(jìn)行。裂解操作條件為裂解爐出口溫度為79(TC，稀釋蒸汽與原料的質(zhì)量比為0.60，裂解評價試驗結(jié)果見表6。對比例5分別以一種植物油脂B，其原料性質(zhì)如表1所示和一種液體石油烴類原料油B，其原料性質(zhì)如表2所示，單獨作為模擬裂解性能評價試驗裝置進(jìn)料，采用與實施例1相同的評價試驗裝置，模擬SRT-III輕柴油爐型裂解工況條件下進(jìn)行。裂解操作條件為裂解爐出口溫度79(TC、稀釋蒸汽與裂解原料的質(zhì)量比0.60，裂解評價試驗結(jié)果和按植物油脂與液體石油烴類質(zhì)量比30:70計算值見表6。實施例8以植物油脂C和原料油C作為模擬裂解性能評價試驗裝置的進(jìn)料(用混合油C表示)，二者的質(zhì)量比為50:50。進(jìn)料時，采用兩臺泵分別將植物油脂C和原料油C從不同的進(jìn)料口輸入裂解爐對流段。試驗采用與實施例1相同的評價試驗裝置，模擬SRT-III輕柴油爐型裂解工況條件下進(jìn)行。裂解操作條件為裂解爐出口溫度為800°C，稀釋蒸汽與原料的質(zhì)量比為0.70，裂解評價試驗結(jié)果見表7。對比例6分別以一種植物油脂C，其原料性質(zhì)如表1所示和一種液體石油烴類原料油C，其原料性質(zhì)如表2所示，單獨作為模擬裂解性能評價試驗裝置進(jìn)料，采用與實施例1相同的評價試驗裝置，模擬SRT-III輕柴油爐型裂解工況條件下進(jìn)行。裂解操作條件為裂解爐出口溫度80(TC、稀釋蒸汽與裂解原料的質(zhì)量比0.70，裂解評價試驗結(jié)果和按植物油脂與液體.。<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>權(quán)利要求一種由植物油脂通過蒸汽裂解生產(chǎn)低碳烯烴的方法，包括，以植物油脂為原料進(jìn)行蒸汽裂解，裂解爐出口溫度為760～860℃，稀釋蒸汽與裂解原料的質(zhì)量比為0.10～0.50。2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所說的植物油脂選自棕櫚油、大豆油和菜籽油中的一種或幾種。3.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，裂解爐出口溫度為790830°C。4.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，稀釋蒸汽與裂解原料的質(zhì)量比為0.300.50。5.—種由植物油脂通過蒸汽裂解生產(chǎn)低碳烯烴的方法，包括以植物油脂和液體石油烴類為原料進(jìn)行蒸汽裂解，植物油脂與液體石油烴類的質(zhì)量比在5:9550:50之間，液體石油烴類的餾分范圍在40°C54(TC之間；裂解爐出口溫度為760860°C。6.按照權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所說的植物油脂選自棕櫚油、大豆油和菜籽油中的一種或幾種。7.按照權(quán)利要求5或6所述的方法，其特征在于，稀釋蒸汽與原料的質(zhì)量比為0.10`0.50。8.按照權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，液體石油烴類是石腦油。9.按照權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，裂解爐出口溫度為800860°C。10.按照權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，裂解爐出口溫度為820850°C。11.按照權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，稀釋蒸汽與原料的質(zhì)量比為0.20`0.40。12.按照權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，液體石油烴類是輕柴油或加氫尾油。13.按照權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，裂解爐出口溫度為760860°C。14.按照權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，裂解爐出口溫度為790830°C。15.按照權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，稀釋蒸汽與原料的質(zhì)量比為0.30`0.50。全文摘要本發(fā)明涉及一種由植物油脂通過蒸汽裂解生產(chǎn)低碳烯烴的方法，該方法以植物油脂或植物油脂與液體石油烴類混合為原料，通過蒸汽裂解生產(chǎn)乙烯、丙烯等低碳烯烴產(chǎn)品。采用本發(fā)明提供的方法，可以擴(kuò)大蒸汽裂解工藝原料的來源，降低裂解反應(yīng)的稀釋蒸汽比例，進(jìn)而大幅降低能耗。同時，與常規(guī)液體裂解原料混合蒸汽裂解還可以提高低碳烯烴的收率。文檔編號C10G9/00GK101723783SQ20081022402公開日2010年6月9日申請日期2008年10月10日優(yōu)先權(quán)日2008年10月10日發(fā)明者崔德春,李集亮,王子軍,肖榮軍申請人:中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油化工科學(xué)研究院