[发明专利]一种制取芳烃和低碳烯烃的催化转化方法

说明书

技术领域

本发明属于在不存在氢的情况下烃油的催化转化方法，更具体地说， 是一种将原料转化为短链芳烃和低碳烯烃，尤其烯烃以乙烯和丙烯为 主、短链芳烃以甲苯、二甲苯、异丙苯为主的催化转化方法。

背景技术

低碳烯烃如乙烯、丙烯等是重要的有机化工原料，其中乙烯只要用 于生产聚乙烯(HDPE、LDPE、LLDPE)、环氧乙烷(EO)、二氯乙烷 /氯乙烯单体(EDC/VCM)和乙苯(EB)。全球乙烯需求量大致从1996 年的7300万吨增长到2006年的11500万吨。据美国休斯敦的化学市场 联合会(CMAI)分析2006-2010年乙烯需求年增长率将约为4.3％；而 丙烯是聚丙烯、丙烯腈等产品的合成单体。随着聚丙烯等衍生物需求的 迅速增长，对丙烯的需求也在逐年俱增。世界丙烯市场的需求已经从20 年前的1520万吨增加到2000年的5120万吨，年均增长率达6.3％。预 计到2010年丙烯的需求量将达到8600万吨，其间年均增长率约为5.6 ％。我国目前的催化裂化汽油质量与即将升级的清洁汽油标准相比，烯 烃含量过高而芳烃含量较低，副产的短链芳烃中的甲苯、二甲苯、异丙 苯等辛烷值较高，可以作为高辛烷值汽油的调和组分，来解决目前汽油 质量问题的有效途径，另外也可以进行芳烃抽提生产高附加值的BTX。

生产乙烯、丙烯的方法主要是蒸汽裂解和催化裂化(FCC)，其中蒸 汽裂解以石脑油等重质油为原料通过热裂解生产乙烯、丙烯，但丙烯的 产率仅为15重％左右，而FCC则以减压瓦斯油(VGO)等重质油为原 料。目前，世界上66％的丙烯来自蒸汽裂解生产乙烯的副产品，32％来 自炼油厂FCC生产汽、柴油的副产品，少量(约2％)由丙烷脱氢和乙 烯-丁烯易位反应得到。

石油化工如果走传统的蒸汽裂解制乙烯、丙烯路线，将面临轻质原 料油短缺、生产能力不足以及成本过高等几大制约因素。

FCC由于其原料适应性广、操作灵活等优势日益受到重视。在美国， 几乎丙烯市场需求量的50％都来源于FCC装置。增产丙烯的催化裂化 改进技术发展很快。

US4,980,053公开了一种制取低碳烯烃的烃类转化方法，原料为不同 沸程的石油馏分、渣油或原油，在流化床或移动床反应器内使用固体酸 催化剂，在温度500-650℃、压力1.5-3×10⁵Pa、重时空速0.2-2.0h^-1、 剂油比2-12的条件下进行催化转化反应，反应后的催化剂经烧焦再生后 返回反应器内循环使用。该方法乙烯、丙烯和丁烯的总产率可以达到50 ％左右，其中乙烯产率为7.37，而丙烯产率高达26.34％。汽油中芳烃 含量高达50.46％

WO00/31215A1公开了一种生产烯烃的催化裂化方法，该方法采用 ZSM-5和/或ZSM-11沸石做活性组分，以大量惰性物质为基质的催化 剂，以VGO为原料，乙烯和丙烯的产率合最多可以超过20重％。

US4,422,925公开了多种具有不同裂化性能的烃类与热再生催化剂 接触并转化的方法，该方法所述的烃类至少含有一种气体烷烃原料和一 种液体烃类原料，该方法依据不同的烃类分子具有不同裂化性能，将反 应区分成多个反应区进行裂化反应，以多产低分子烯烃。

上述现有技术对烷烃分子裂化反应设计仍存在不足，造成在增加丙 烯产率情况下，干气产率大幅度增加，同时，现有技术的产品分布是按 常规的FCC分馏系统来切割的，汽油或柴油中的芳烃潜含量和低碳烯 烃潜含量未充分利用，造成乙烯、丙烯、芳烃产率偏低。为了满足日益 增长的丙烯、芳烃化工原料的需求，有必要开发一种大量生产丙烯的催 化转化方法。

发明内容

本发明的目的是在现有技术的基础上提供一种制取芳烃和低碳烯烃 的催化转化方法，其中低碳烯烃以乙烯、丙烯为主，芳烃以单环芳烃中 的甲苯、二甲苯、异丙苯为主。

本发明的方法是这样具体实施的：馏程为160℃-260℃的原料与催化 裂解催化剂接触，在温度450℃-750℃、重时空速0.1h^-1-800h^-1、反应 压力0.10MPa-1.0MPa(绝压)、催化裂解催化剂与原料的重量比1-150， 水蒸汽与原料的重量比为0.05-1.0条件下，在流化床反应器内进行裂化 反应，分离待生催化剂和反应油气，待生催化剂经再生后返回反应器， 分离反应油气经分离得到目的产物低碳烯烃和芳烃。