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TWI864632B - 將異丁烷及精煉c4轉化為丙烯 - Google Patents

將異丁烷及精煉c4轉化為丙烯 Download PDF

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TWI864632B
TWI864632B TW112108929A TW112108929A TWI864632B TW I864632 B TWI864632 B TW I864632B TW 112108929 A TW112108929 A TW 112108929A TW 112108929 A TW112108929 A TW 112108929A TW I864632 B TWI864632 B TW I864632B
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馬蒂努斯 J 阿爾梅林
克爾曼 N 杜坎達爾
奧利弗 陳
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美商魯瑪斯科技有限責任公司
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Abstract

本發明係關於一種將異丁烷轉化為丙烯之製程。該製程包含對異丁烷進行脫氫,以生產包含異丁烷及異丁烯之混合產物流,骨架異構化包含異丁烷及異丁烯之混合產物流,以將異丁烯轉化為包含1-丁烯及2-丁烯之正丁烯,並回收包含異丁烷、異丁烯、丁二烯、1-丁烯及2-丁烯之骨架異構化反應產物。該製程進一步包含分餾骨架異構化反應產物,將其中所含的1-丁烯異構化為2-丁烯,回收包含異丁烷之頂層餾分、包含異丁烷及異丁烯之側抽餾分及包含2-丁烯之底層餾分,及混合底層餾分與乙烯,將乙烯及2-丁烯轉化為包含丙烯之反應物出料。

Description

將異丁烷及精煉C4轉化為丙烯
本發明之實施方式一般係關於將異丁烷及其他精煉C4轉化為丙烯之製程及系統。此等之反應方案可包含異構化、複分解、脫氫及其他反應步驟,以達到將異丁烷轉化為丙烯的期望轉化。
習知有各種生產異丁烯之製程。舉例而言,將異丁烷脫氫化可生產異丁烯。烴類之蒸氣裂解及催化裂解亦可生產含有異丁烯之C4流,及其他飽和及不飽和C4烴類。例如,在US9725380中揭露之催化裂解。
除了討論烴類之蒸氣裂解外,WO2010077263揭露一種生產丙烯的製程。該製程包含異丁烯之骨架異構化,以生產正丁烯,接著將丁烯與乙烯進行複分解以形成丙烯。例如,US6872862、US6977318及US7074976等亦描述丙烯之骨架異構化及生產。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[先前技術文獻1]US9725380 [先前技術文獻2]WO2010077263 [先前技術文獻3]US6872862 [先前技術文獻4]US6977318 [先前技術文獻5]US7074976
在一態樣中,本發明揭露之實施方式係關於一種將異丁烷轉化為丙烯之系統。該系統包含脫氫單元,以將異丁烷轉化為異丁烯,並生產包含異丁烷及異丁烯之混合產物流,及骨架異構化單元,以將異丁烯藉由骨架異構化轉化為包含1-丁烯及2-丁烯的正丁烯,並生產包含異丁烷、異丁烯、1-丁烯及2-丁烯之骨架異構化產物流。該系統進一步包含催化脫異丁烯器單元,以分餾骨架異構化產物流,將1-丁烯轉化為2-丁烯,及生產包含異丁烷之頂層餾分、包含異丁烷及異丁烯之側抽餾分,及包含2-丁烯之底層餾分,及烯烴轉化單元,以將乙烯及2-丁烯藉由複分解轉化為丙烯,及生產丙烯產物流。
在另一態樣中,本發明揭露之實施方式係關於一種將異丁烷轉化為丙烯之製程。該製程包含將異丁烷脫氫以生產包含異丁烷及異丁烯之混合產物流,將包含異丁烷及異丁烯之混合產物流進行骨架異構化,以將異丁烯轉化為包含1-丁烯及2-丁烯的正丁烯、及回收包含異丁烷、異丁烯、丁二烯、1-丁烯及2-丁烯之骨架異構化反應產物。該製程進一步包含分餾骨架異構化反應產物,將其中所含的1-丁烯異構化為2-丁烯,回收包含異丁烷之頂層餾分、包含異丁烷及異丁烯之側抽餾分及包含2-丁烯之底層餾分,及將底層餾分與乙烯混合,並轉化乙烯及2-丁烯,以生產包含丙烯之反應出料。
在另一態樣中,本發明揭露之實施方式係關於將混合C4轉化為丙烯之製程。該製程包含將包含異丁烷及異丁烯之混合C4進行骨架異構化,以將異丁烯轉化為包含1-丁烯及2-丁烯之正丁烯、並回收包含異丁烷、異丁烯、丁二烯、1-丁烯及2-丁烯之骨架異構化反應產物。該製程進一步包含分餾該骨架異構化反應產物,將其中所含的1-丁烯異構化為2-丁烯,及回收包含異丁烷之頂層餾分、包含異丁烷及異丁烯之側抽餾分及包含2-丁烯之底層餾分。該製程進一步包含將底層餾分與乙烯混合並轉化乙烯及2-丁烯以生產包含丙烯之反應出料,將包含異丁烷之頂層餾分進行脫氫以生產其他包含異丁烷及異丁烯之混合C4,及將包含異丁烷及異丁烯之側抽餾分再循環至骨架異構化步驟。
其他態樣及優勢將從以下描述及後附之請求項中顯而易見。
本發明之實施方式係關於允許將異丁烷有效轉化為丙烯之製程及系統。本發明之實施方式亦關於允許將異丁烷有效轉化為聚合級丙烯之製程及系統。
一般而言,本發明實施方式之製程配置包含四個一般的單元操作。第一單元係催化異丁烷脫氫單元,從主要為異丁烷的進料中生產混合之異丁烯/異丁烷出料。第二單元係C4烯烴骨架異構化單元,其自主要為異丁烯/異丁烷混合物中生產之混合C4烯烴產物;亦生產少量之C5+副產物。第三單元係催化脫異丁烯器,生產異丁烷頂層產物,2-丁烯及正丁烷底層產物,及含有異丁烷/異丁烯之混合流。第四單元係將2-丁烯轉化為所需之最終產物單元;在部分實施方式中,第四單元係將2-丁烯與乙烯一起轉化為丙烯之複分解單元,而在其他實施方式中,第四單元可用於生產醚、二聚體、低聚體或其他有用的最終產物或中間體。在部分實施方式中,聚合級乙烯作為原料使用,及聚合級丙烯作為產物回收。儘管如上所述之係關於四個主要單元,惟每一單元可能包含反應器、熱交換器、分離器、進料處理、內部再循環及其他處理或輔助設備及特徵,以實現所需之轉換及產物;儘管本發明未詳細描述單元操作之所有態樣,惟根據本發明之描述,所屬技術領域中具有通常知識者應瞭解每一個別單元的主要功能。
第三單元,催化脫異丁烯器,包含氫化異構化/選擇性氫化催化劑,並同時將1-丁烯轉化為2-丁烯,並將主要是2-丁烯及正丁烷分餾至底部產物流中。分餾器之液態頂層產物係一種主要含有異丁烷之產物。取自管柱之第三主要產物係作為主要含有異丁烷及異丁烯之混合流,及少數或少量之其他成分,此可係由管柱操作條件所決定之。此種從管柱之中間位置,例如管柱頂部及進料位置間之中間位置抽取之側抽產物可為液體,亦可為蒸氣。由於同步將2-丁烯向下分餾與將1-丁烯向上分餾,複數個催化劑區實現將1-丁烯轉化為2-丁烯之高轉化率,超過單級反應器中所觀察之標準平衡轉化率。總體而言,催化脫異丁烯器與異丁烷純化頂層部分相結合,異丁烷純化頂層部分利用可用的回流將異丁烷濃縮為高純度的頂層產物,適合再循環至上游或下游製程,例如異丁烷脫氫單元。
從催化脫異丁烯器回收的含有異丁烷/異丁烯之混合流的側抽產物,與第一單元之出料一起進料至第二單元中。換言之,骨架異構化單元之進料係異丁烯及異丁烷之混合物,包含從第一單元接收之異丁烯/異丁烷及從第三單元接收之異丁烯及異丁烷。催化脫異丁烯器之頂層產物,主要為異丁烷,其與新的異丁烷進料一起進料進第一單元,進行脫氫。
小量的氫氣流亦被進料至催化異丁烯器管柱,以允許對多不飽和C4成分(丁二烯及/或乙炔)進行選擇性氫化,並使氫化異構化/選擇性氫化催化劑處於活性狀態。可以從與管柱相關之頂層系統中抽取少量未反應的氫氣排氣流。
在部分實施方式中,如上所述之催化脫異丁烯器管柱可從物理上被分割為兩個或更多的鉸接式分餾區段。鉸接式分餾區段可包含允許在各區段之間進行液體轉移之泵及提供在管柱各區段之間進行蒸氣轉移之流線。在部分實施方式中,側抽產品作為蒸氣流產物在鉸接式管柱之頂層及底層區段之間被移除,當被輸送到精餾區段時,從氣提區段之頂層輸送的蒸氣中收回。氫氣可以在管柱中含催化劑之區段的下方進料,或可在每一含催化劑之蒸餾區段中間進料。催化劑可包含在氣提區段的上部。至催化脫異丁烯器之進料可在催化反應蒸餾區段之下方或中間進料。
此外,在一些實施方式中,第三單元分餾管柱可配置一個熱泵。與催化脫異丁烯器相關之頂層系統可包含壓縮機,以壓縮頂層蒸氣,接著可在管柱再沸器中以較高溫度凝結,蒸發管柱底層液體。當用於各種實施方式中時,系統取代再沸器中對外部熱源(如凝結蒸氣)的要求,並以電流或動力高壓蒸氣驅動壓縮機的動能來取代。與使用外部加熱及冷卻源之管柱相比,此等實施方式可使總能耗節省80%至90%。
異丁烯脫氫單元
第一單元之催化異丁烷脫氫的進料可包含、基本上包含或由異丁烷組成。新的異丁烷原料可由任何數量之來源提供,包含從精煉分餾出之各種含C4之流,從第三丁醇脫水或第三丁醚分解物中回收之異丁烷,或來自其他各種來源之異丁烷。異丁烷原料可係高純度之,例如大於50重量%、大於70重量%之異丁烷、大於80重量%之異丁烷、大於90重量%之異丁烷、大於95重量%之異丁烷、或大於98或99重量%之異丁烷。原料之其餘部分可包含額外的烴類或惰性稀釋劑,例如氮氣。
此外,如上所述,可從第三單元之催化脫異丁烯器之頂層中提供再循環之異丁烷原料。脫異丁烯器之頂層亦可為高純度異丁烷流,及在部分實施方式中,可包含大於98重量%或大於99重量%之異丁烷。
催化異丁烷脫氫之總異丁烷之進料可包含來自上游製程之新的異丁烷,及來自下游催化脫異丁烯器中再循環異丁烷。新的異丁烷與再循環(脫異丁烯器)異丁烷之比例可有所不同,此取決於反應器中之轉化效率、進料至催化脫異丁烯器之其他精煉或含異丁烷之C4流的量,及其他變量。在部分實施方式中,新的異丁烷與再循環異丁烷之比例在0.2:1至1:0.2間,例如從0.5:1至1:0.5。
催化脫氫可為氧化性或非氧化性脫氫。每一各自的脫氫製程皆為所屬技術領域中具有通常知識者所習知,在此不做延伸,除了指出可使用各種反應器類型、催化劑及配置,且可根據反應類型、催化劑及整體進料成分適當選擇操作條件,以實現期望之轉化。
接著,可分離來自催化脫氫反應器之出料以回收混合異丁烷/異丁烯流。異丁烷脫氫之其他產物可能包含氫流(由脫氫所生產),及少量的C1-C3或C5+副產物。在部分實施方式中,來自催化脫氫單元之混合C4流或來自脫氫單元之混合C4+流可進料至第二單元之異丁烯骨架異構化單元。
骨架異構化單元
第二單元之進料可包含來自催化脫氫單元之混合C4流或混合C4+流。此外,異丁烯以異丁烯/異丁烷混合物的形式提供,其從下游催化脫異丁烯器中回收。
根據異丁烷脫氫單元之原料,及異丁烷脫氫單元之整體轉化率,在異丁烷脫氫單元及骨架異構化單元間可存在催化劑脫油器。催化劑脫油器之目的係移除至少一部分不需要之C5+副產物,及對脫氫單元中形成之任何殘留的1,3-丁二烯中至少一部分進行氫化。因此,催化脫油器可用於製備骨架異構化單元之脫氫出料。
在骨架異構化單元中,混合並氣化異丁烯原料。在部分實施方式中,異丁烯作為液體從脫氫中提供,且異丁烯作為蒸氣進料,例如從催化脫異丁烯器中回收的蒸氣側抽。在此等實施方式中,來自脫氫之流可被氣化,接著與來自催化脫氫器之蒸氣混合。當側抽為液體時,結合之流可被氣化。可加熱混合蒸氣流,例如藉由反應器進料/出料熱交換器,接著進一步加熱到反應溫度並送進反應器。
可在氣相反應器中於骨架異構化催化劑上進行異丁烯至線性丁烯(1-丁烯及2-丁烯)之骨架異構化。烯烴骨架異構化製程係所屬技術領域中具有通常知識者所習知,在此不做延伸,除了指出可使用各種反應器類型、催化劑及配置,且可根據反應類型、催化劑及整體原料成分適當選擇操作條件,以實現將異丁烯轉化至正丁烯的期望之轉化。骨架異構化之副產物可包含C3-及/或C5+烴類。
接著,可分離來自骨架異構化反應器之出料,以回收混合C4流,包含未反應之異丁烷、未反應之異丁烯、正丁烯(1-丁烯及2-丁烯)。在部分實施方式中,回收之C4流可包含較輕的烴類副產物;在其他實施方式中,分離可包含回收C3-烴類流。分離亦可生產出包含C5及較重之烴類副產物之餾分。在部分實施方式中,C5+副產物可以燃料餾分或氣油混合餾分進行回收。接著,來自異構化反應區之C4出料可進料至第三單元之催化脫異丁烯器。在部分實施方式中,在將來自骨架異構化區的C4出料轉送至催化脫異丁烯器之前,可從骨架異構化出料中去除至少一部分(例如,40重量%至99.9重量%之C5+成分,例如75重量%至99重量%之C5+成分)。舉例而言,在部分實施方式中,所生產之C4出料可包含少於1重量%之C5+烴類。
存在各種骨架異構化技術及方法。大多數使用酸性催化劑,並在250至450°C之溫度範圍內操作,其中化學平衡提供正丁烯足夠的驅動力。此等方法亦在1.0及2.5巴(bara)之間操作,或使用稀釋介質以降低烯烴之分壓,以限制二聚化反應,從而改善選擇性。反應器出料中之正丁烯與異丁烯之比例在0.70及1.2之間變化。
催化脫異丁烯器單元
將來自骨架異構化單元之混合C4進料至催化脫異丁烯器。在脫異丁烯器中,使用位置異構化及氫化催化劑進一步處理C4流,同時使用氫進料,將1-丁烯轉化為2-丁烯,並在脫氫及骨架異構化單元中,選擇性地氫化任何可能存在於上游處理之丁二烯。同時進行分餾生產三種C4產物流,包含2-丁烯及正丁烷之底層產物、異丁烷之頂層產物及混合異丁烯/異丁烷之側抽。視需求,可將異丁烷頂層產物回收至異丁烷脫氫中。同樣地,可將混合之異丁烯/異丁烷側抽進料至骨架異構化單元,以繼續將異丁烯轉化為正丁烯。
在部分實施方式中,可將混合之C4流另外進料至催化脫異丁烯器,以與異構化出料一起進行分離。可包含可進料至催化脫異丁烯器之混合C4流,例如,從各種精煉操作中回收之C4流,包含催化裂解、蒸氣裂解或二聚化等。在部分實施方式中,C4流可包含萃餘物(Raffinate)-1流或萃餘物-2流,例如,回收丁二烯後。在部分實施方式中,混合C4流可由分離含精煉C3/C4烯烴之流之分餾器提供。在一或多個實施方式中,混合C4流可進料至氫化異構化反應器中,以將1-丁烯轉化為2-丁烯,接著藉由脫異丁烯器,將混合C4與其餘烴類分離。
如上所述,來自催化脫異丁烯器之產物流可包含頂層異丁烷餾分、側抽異丁烯/異丁烷混合物及包含所需之2-丁烯位置異構化產物之底層餾分。亦可回收含有氫之排放氣體。側抽可位於管柱內適當的高度,以回收異丁烷/異丁烯流,該異丁烷與異丁烯之比例在1:2至2:1之間,例如,1:1.5至1.5:1,或0.9:1至1:0.9。側抽可位於催化蒸餾反應區的上方,而進料可位於催化蒸餾反應區的下方,提供含有相對較少量之正丁烯的側抽,使得含有大於80%、大於95%或大於98%之異丁烷/異丁烯之流可作為再循環進料提供給骨架異構化單元。亦可為管柱提供足夠之板與高度,使異丁烷頂層流主要含有異丁烷,例如大於95%或大於98%之異丁烷,適合再循環至上游異丁烷脫氫單元。接著將來自催化脫異丁烯器之底層產物,其包含2-丁烯,進料至第四單元之複分解反應區。
在催化脫異丁烯化器中之操作條件可在25至85°C範圍內,及壓力在3.5至7.5巴(barg)範圍內。此外,催化脫異丁烯化器可在回流比0.5:1至33:1的範圍內操作。
烯烴轉化單元(複分解單元)
在此單元中,將來自催化脫丁烯化器底層之正丁烯(2-丁烯)與新的及/或再循環的乙烯混合,並進料至複分解反應器,以在其轉化為丙烯(2-丁烯+乙烯→兩個丙烯分子)。在部分實施方式中,進料可在進料至複分解反應器之前進行處理以去除微量雜質,複分解反應器可接受1-丁烯及2-丁烯,例如,複分解單元亦包含異構化催化劑,以在複分解反應器之上游或內部將1-丁烯催化異構化為2-丁烯。在部分實施方式中,乙烯進料係含有大於99.5重量%乙烯之聚合級乙烯流。
可在反應器之上游加熱複分解反應器的進料,例如藉由使用反應器進料/出料熱交換器、加熱器或其他間接熱交換以達到所需之進料溫度。在複分解反應區中轉化之後,來自反應器之出料可進料至回收區段以將出料分離成再循環乙烯流、再循環丁烯流及丙烯流。在部分實施方式中,丙烯產物可為聚合級丙烯流(在部分實施方式中大於99重量%丙烯、大於99.8重量%丙烯或大於99.9重量%丙烯)。亦可回收C4+副產物流。在部分實施方式中,可將回收之富含乙烯的排氣流送至上游處理單元以回收乙烯。在其他實施方式中,從骨架異構化單元回收之C3-流可進料至烯烴轉化單元回收區段,以處理及回收C3-烴及相關產物、再循環及清洗餾分。
藉由複分解進行烯烴轉化之製程係所屬領域中具有通常知識者所習知,且在此不做延伸,除了指出可使用各種反應器類型、催化劑及配置,且可根據反應類型、催化劑及整體進料成分適當選擇操作條件,以實現期望之將正丁烯及乙烯轉化為丙烯之轉化。
其他的2-丁烯製程
如上所述,可將來自催化脫異丁烯器之含有2-丁烯之底層產物進料至烯烴轉化單元以生產丙烯。在其他實施方式中,可將來自催化脫異丁烯器之含有2-丁烯之底層產物或其之一部分進料至製程單元以將2-丁烯轉化為第二丁醇(SBA)及/或甲乙酮(MEK)。
現參照圖1,其係根據本發明實施方式之簡化方塊流程圖。將含有異丁烷之異丁烷流10進料至異丁烷脫氫單元12,將其中之異丁烷轉化為異丁烯。從異丁烷脫氫單元12回收包含異丁烷及異丁烯之脫氫反應產物14,並將其進料至骨架異構化單元16,以將異丁烯轉化為正丁烯。從骨架異構化單元16回收骨架異構化產物18,其包含未反應之異丁烷、未反應之異丁烯、正丁烯及正丁烷;也可以從骨架異構化單元16回收C5+烴類副產物流20。在其他實施方式中,可從骨架異構化單元16回收C3-烴流(未顯示於圖中)。
接著,將骨架異構化產物18進料至催化脫異丁烯器22,以選擇性地氫化骨架異構化產物中存在的任何丁二烯,並藉由位置異構化將1-丁烯轉化為2-丁烯,同時進行(同時)分餾反應產物及其他進料成分,以生產含有2-丁烯之底層2-丁烯流24、頂層異丁烷產物26及含有異丁烷及異丁烯之側抽28。
可將所得之異丁烷/異丁烯側抽28進料至骨架異構化單元16,以繼續將異丁烯轉化為正丁烯。可將頂層異丁烷流26進料至脫氫單元,以繼續將異丁烷轉化為異丁烯。將底層2-丁烯流24進料至下游的烯烴轉化單元30,以將2-丁烯轉化為所需之最終產物或所需之中間產物。在部分實施方式中,例如,底層2-丁烯流24可與乙烯32混合,並在下游的烯烴轉化單元30中藉由複分解催化劑進行反應以生產高純度之丙烯產物流34。
現參照圖2,其係根據本發明實施方式之簡化方塊流程圖,其中類似的元件符號代表類似的部分。在本實施方式中,原料異丁烷流10之製程與圖1類似。然而,在此實施方式中,藉由流線40提供其他的C4烯烴來源,將額外的C4進料至催化脫異丁烯器22。取決於進料之來源,C4烯烴之其他來源可包含正丁烯、異丁烯或兩者,以及異丁烷及正丁烷。將C4成分與骨架異構化C4產物一起處理,以回收頂層異丁烷26、側抽異丁烯/異丁烷流28,及用於在烯烴轉化單元30中轉化為丙烯之含2-丁烯之底層2-丁烯流24。
在一或複數個實施方式中,其他的C4烯烴流40可為製程之主要原料,將很少的或沒有異丁烷藉由異丁烷流10進料至該製程。在此等實施方式中,異丁烷脫氫單元12與骨架異構化單元16可基本上藉由異丁烷再循環流26及異丁烷/異丁烯再循環流28進料。在此等實施方式中,操作彈性可允許製程及系統促進來自各種來源之C4原料的轉化,此等來源包含主要為異丁烷流10、主要為C4烯烴流40或其等之任何混合物。
如上所述,本發明之實施方式提供將異丁烷轉化為丙烯之效率轉化。有利地,本發明之實施方式利用催化脫丁烯器,將混合之C4原料反應並分離成適合進料至脫氫單元之高純度的異丁烷流,適合進料至烯烴骨架異構化單元之混合異丁烷/異丁烯流,及適合進料至烯烴轉化單元以生產高純度丙烯流之2-丁烯流。本發明之實施方式可將高百分比的異丁烷轉化為丙烯,例如以莫耳計,將大於90%或大於95%之進料異丁烷轉化為丙烯。將基本上所有的異丁烷轉化為具有更高價值之最終產物,例如,對於許多精煉及其他經營業者而言,在經濟上有利的聚合級丙烯。
除非另有定義,此等系統、裝置、方法、製程及組成物所使用之所有技術及專業術語,具有與所屬技術領域中具有通常知識者一般所理解之相同含義。
除非上下文另有明確規定,否則單數形式之「一(a)」、「一個(an)」及「該(the)」包含複數指示物。
如本發明及所附之請求項中所使用之術語「包含(comprise)」、「具有(has)」及「包含(include)」及其所有語法上之變化,均旨在具有不排除其他的元件或步驟之開放式、非限制性之含義。
「可選地(optionally)」係指後續記載之事件或情況可發生亦可不發生。此記載包含事件或情況發生之示例及未發生之示例。
當使用術語「約(approximately)」或「大約(about)」時,該術語可能係指數值之變化可高達±10%、高達5%、高達2%、高達1%、高達0.5%、高達0.1%或高達0.01%。
範圍可表示為從約一個特定數值至約另一個特定數值,包含其端點值在內。當以此種範圍表達時,應當理解,另一個實施方式是從一個特定數值至另一個特定數值,及在該範圍內之所有特定數值及其等之組合。
雖然本發明包含有限數量之實施方式,惟受益於本發明之所屬技術領域中具有通常知識者將理解可以設計出不脫離本發明所揭露之範圍的其他實施方式。因此,本發明所揭露之範圍應僅受所附之請求項所限制。
10:異丁烷流 12:異丁烷脫氫單元 14:脫氫反應產物 16:骨架異構化單元 18:骨架異構化產物 20:烴類副產物流 22:催化脫異丁烯器 24:底層2-丁烯流 26:頂層異丁烷流 28:側抽異丁烯/異丁烷流 30:烯烴轉化單元 32:乙烯 34:丙烯產物流 40:C4烯烴流
〔圖1〕描述根據本發明揭露之一或複數個實施方式,將異丁烷轉化為丙烯之系統的簡化製程流程圖; 〔圖2〕描述根據本發明揭露之一或複數個實施方式,將異丁烷轉化為丙烯之系統的簡化製程流程圖。

Claims (19)

  1. 一種用於將異丁烷轉化為丙烯之系統,該系統包含: 一脫氫單元,其被配置以接收含有異丁烷之流,將該異丁烷轉化為異丁烯,並生產包含異丁烷及異丁烯之混合產物流; 一骨架異構化單元,其被配置以接收該混合產物流,藉由骨架異構化將異丁烯轉化為包含1-丁烯及2-丁烯之正丁烯,並生產包含異丁烷、異丁烯、1-丁烯及2-丁烯之骨架異構化產物流; 一催化脫異丁烯器單元,配置以同時進行: 接收該骨架異構化產物流, 分餾該骨架異構化產物流, 將該1-丁烯轉化為2-丁烯,及 生產包含異丁烷之頂層餾分、包含異丁烷及異丁烯之側抽餾分,及包含2-丁烯之底層餾分;及 一烯烴轉化單元,其被配置以接收乙烯流及包含2-丁烯之該底層餾分分,將該乙烯及該2-丁烯藉由複分解轉化為丙烯,及生產丙烯產物流。
  2. 如請求項1所述之系統,其中,該丙烯產物流為聚合級丙烯流。
  3. 如請求項1所述之系統,其中,該催化脫異丁烯器單元進一步被配置以接收氫流,並包含合適對接收的任何丁二烯進行選擇性氫化的氫化催化劑。
  4. 如請求項1所述之系統,其中,該催化脫異丁烯器單元進一步被配置以接收含有異丁烯、異丁烷、正丁烯及正丁烷之混合C4流。
  5. 如請求項1所述之系統,其中,進一步包含用於將包含異丁烷之該頂層餾分進料至該脫氫單元之第一流線。
  6. 如請求項1所述之系統,其中,進一步包含第二流線,用於將包含異丁烷及異丁烯之該側抽餾分進料至該骨架異構化單元。
  7. 如請求項1所述之系統,其中,該催化脫異丁烯器單元包含進料板、側抽板及催化蒸餾區,且其中該進料板位於該催化蒸餾區下方,且該側抽板位於該催化蒸餾區上方。
  8. 如請求項1所述之系統,其中,該骨架異構化單元包含分離系統,該分離系統被配置以回收40至99.9重量%之C5+烴類副產物。
  9. 一種將異丁烷轉化為丙烯之製程,該製程包含: 將異丁烷脫氫以生產包含異丁烷及異丁烯之混合產物流; 將該包含異丁烷及異丁烯之混合產物流進行骨架異構化,以將異丁烯轉化為包含1-丁烯及2-丁烯的正丁烯,以回收包含異丁烷、異丁烯、丁二烯、1-丁烯及2-丁烯之骨架異構化反應產物; 同時進行: 分餾該骨架異構化反應產物, 將其中所含的該1-丁烯異構化為2-丁烯,及 回收包含異丁烷之頂層餾分、包含異丁烷及異丁烯之側抽餾分及包含2-丁烯之底層餾分;及 將該底層餾分與乙烯流混合,並轉化該乙烯及2-丁烯,以生產包含丙烯之反應物出料。
  10. 如請求項9所述之製程,進一步包含分離該反應物出料以回收聚合級丙烯產物流。
  11. 如請求項9所述之製程,進一步包含將該包含異丁烷之頂層流進料至該脫氫之步驟。
  12. 如請求項9所述之製程,進一步包含將該包含異丁烷及異丁烯之側抽進料至該骨架異構化之步驟。
  13. 如請求項9所述之製程,其中,該同時進行的分餾及異構化進一步包含同時氫化丁二烯。
  14. 如請求項9所述之製程,進一步包含將包含異丁烷、異丁烯、正丁烷及正丁烯之混合C4流進料至該同時進行的分餾及異構化步驟。
  15. 如請求項9所述之製程,其中,該骨架異構化反應產物包含少於1重量%之C5+烴類。
  16. 如請求項9所述之製程,其中,該頂層餾分包含大於95重量%之異丁烷。
  17. 如請求項9所述之製程,其中,該側抽餾分包含大於95重量%之異丁烷及異丁烯。
  18. 如請求項17所述之製程,其中,該側抽餾分包含異丁烷及異丁烯,異丁烷與異丁烯之比例在1:1.5至1.5:1的範圍中。
  19. 一種將混合C4轉化為丙烯之製程,該製程包含: 將包含異丁烷及異丁烯之該混合C4進行骨架異構化,以將異丁烯轉化為包含1-丁烯及2-丁烯之正丁烯,並回收包含異丁烷、異丁烯、丁二烯、1-丁烯及2-丁烯之骨架異構化反應產物; 同時進行: 分餾該骨架異構化反應產物, 將其中所含的該1-丁烯異構化為2-丁烯,及 回收包含異丁烷之頂層餾分、包含異丁烷及異丁烯之側抽餾分及包含2-丁烯之底層餾分; 將該底層餾分與乙烯混合,並轉化該乙烯及2-丁烯,以生產包含丙烯之反應物出料; 將包含異丁烷之該頂層餾分進行脫氫,以生產其他包含異丁烷及異丁烯之混合C4;及 將包含異丁烷及異丁烯之該側抽餾分再循環至該骨架異構化之步驟。
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