[发明专利]在流化床催化裂化工艺中选择性生产C3烯烃的方法

说明书

交叉参考的相关申请

本申请是1998年5月5日提交的美国专利申请序号09/073,083的部分继续申请。

发明背景

本发明涉及由石脑油物流生产丙烯的方法。

对于低燃料排放的需要已经产生了对在烷基化、低聚反应、MTBE和ETBE合成工艺中使用的轻烯烃的需求增长。另外，继续需要廉价的轻烯烃、特别是丙烯作为用于聚烯烃、特别是聚丙烯的原料。

为了增加烯烃的生产，用于轻烷烃脱氢的固定床工艺最近已重新引起了人们的兴趣。但是，这些工艺类型通常需要较大的资金投入和高操作费用。因此有利的是使用需要较少资金投入的工艺来增加烯烃的产率。特别有利的是在催化裂化工艺中提高烯烃产率，从而使烯烃可进一步合成为聚合物，诸如聚丙烯。

在使用FCC装置的烯烃产品生产中存在的一个问题是该工艺取决于特定的催化剂平衡以使轻烯烃生产最大化，同时还达到650°F+(～340℃)原料成分的高转化率。另外，即使特定的催化剂平衡可保持整个烯烃生产最大化，由于不希望的副反应，诸如广泛裂化、异构化、芳构化和氢转移反应，烯烃的选择性通常较低。由不希望的副反应生产的轻饱和气体导致回收所需轻烯烃的费用增加。因此，理想的是在对C₃和C₄烯烃的选择性能够高度控制的工艺中将烯烃生产最大化。

发明概述

本发明的一个实施方案是生产聚丙烯的方法，包括步骤：(a)在包括反应区、汽提区、催化剂再生区和分馏区的工艺设备中加入含有约10-30重量％的烷烃和约15-70重量％之间的烯烃的石脑油物流，并且共同加入含有C₄烯烃的物流；(b)将石脑油物流与在反应区的催化剂流化床接触形成裂化产物，该催化剂具有平均孔直径小于约0.7nm的沸石，且其中反应区在约500-650℃的温度下操作，烃的分压为10-40psia(约70-280kPa)，烃的停留时间为1-10秒，催化剂与进料的重量比在约4-10之间，从而生成反应产物，其中不多于约20重量％的烷烃转化为烯烃，且其中丙烯占总C₃产物的至少约90mol％；(c)将催化剂通过所述汽提区；(d)将汽提后的催化剂从汽提区送入催化剂再生区，在此于含氧气体存在下再生催化剂；(e)将再生的催化剂循环至反应区；(f)分馏裂化产物生成C₃馏分、富含烯烃的C₄馏分和任选的富含烯烃的C₅馏分。

在本发明的另一个实施方案中，催化剂是ZSM-5型催化剂。

在本发明的一个实施方案中，富含烯烃的C₅馏分也被循环。

在本发明的一个实施方案中，原料含有约10-30重量％的烷烃和约20-70重量％的烯烃。

在本发明的另一个实施方案中，反应区在约525-600℃下操作。发明详述

适用于产生较高C₂、C₃和C₄烯烃产率的原料物流是那些沸点在石脑油范围内的物流，含有约5-35重量％、优选约10-30重量％、更优选约10-25重量％的烷烃和约15-70重量％、优选约20-70重量％的烯烃。该原料还可以含有环烷烃和芳族化合物。石脑油沸程范围的物流通常是沸程为约65-430°F(约18-225℃)、优选约65-300°F(约18-150℃)的那些。

石脑油可以是热裂化或催化裂化的石脑油。石脑油物流可从瓦斯油和残油的流化床催化裂化(FCC)得到，或可以从残油的延迟焦化或流化焦化得到。优选的是，在进行本发明时使用的石脑油物流是从瓦斯油和残油的流化床催化裂化得到的。FCC石脑油通常富含烯烃和/或二烯烃，烷烃相对较少。将非催化裂化或热裂化的石脑油的其它烯烃物流与前述的进料一起加入或共同加入所述的反应区也在本发明的范围内。据信这样会增加丙烯的产率。

在本发明的另一个实施方案中，将含有正丁烯的C₄烯烃物流与石脑油进料共同加入。该C₄烯烃物流可以来自适合的来源，诸如传统的FCC装置、焦化装置、蒸汽裂化器和其它生成可循环到裂化装置的C₄烯烃物流的生产装置。在一个实施方案中，C₄烯烃物流可以是来自甲基叔丁基醚(MTBE)工艺的残液。MTBE装置通常加入甲醇和C₄烯烃的混合物。只有异丁烯与甲醇反应生成MTBE，在MTBE残液中留下相当量的C₄烯烃，包括正丁烯。