[发明专利]一种由石油烃催化裂解生产低碳烯烃的方法

说明书

技术领域

本发明是关于一种由石油烃催化裂解生产低碳烯烃的方法。

背景技术

管式炉蒸汽裂解技术在石油烃裂解制乙烯和丙烯生产中始终占统治地 位，其技术已经日趋完善，但目前存在的问题主要有：能耗高，目前蒸汽裂 解工艺消耗能量占整个石油化工企业的40％；乙烯、丙烯收率很难再提高， 近年来，由于反应条件更加苛刻(如毫秒炉裂解温度为900℃、停留时间为 0.1秒)，受炉管材质的限制，很难再通过提高裂解反应的苛刻度来提高乙 烯、丙烯收率；苛刻的反应条件使炉管更容易结焦而缩短了烧焦周期，并且 由于渗碳而使炉管容易损坏。各国研究者研究认为，催化热裂解的方法能够 有效解决上述问题。催化热裂解是指在催化剂存在下进行的烃类裂解反应， 可以降低反应温度，提高选择性和产品收率。从上世纪50年代以来，国内 外的催化领域研究者一直致力于开发研究多产低碳烯烃的催化裂解催化剂 及其工艺方法。

例如，CN1480255A公开了一种用于催化裂解制取低碳数烯烃的催化剂， 该催化剂以以下组分为原料，通过固体混合物成型以及共沉淀或浸渍的方法 制得，以重量百分比计，氧化铝为10-70％，氧化镁为5-30％，钒酸钠为2-30 ％，碳酸钙为2-30％，稀土金属氧化物为1-15％，钾霞石或钾长石为10-30 ％。其中还公开了该催化剂可用于将烃类直接转化为低碳数烯烃，特别是乙 烯、丙烯的催化裂解中。具体的方法包括将该催化剂置于固定床反应器中， 将经过预热的石油烃和稀释剂与催化剂接触并在一定的反应条件下进行反 应，产生的高温裂解气先进行急冷，然后再进一步冷却分离，使裂解气和焦 油分离。反应的反应条件为：反应温度为750-850℃，反应压力为0-5个大 气压，反应的停留时间为0.05-2秒，稀释剂与烃类的重量比为0.2-2∶1。其 中所述石油烃可选自轻柴油、石脑油、加氢尾油、减压瓦斯油中的至少一种 的混合物，所用的稀释剂为蒸汽。并进一步公开使用该催化剂能将裂解产物 中的乙烯、丙烯和丁二烯的收率提高近9个百分点；并且能够汽化焦炭，提 高催化剂寿命和再生性能。碱性催化剂的表面不容易积炭，但是反应温度过 高，在750-850℃之间，因此能耗高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中由石油烃催化裂解生产低碳烯烃的 方法存在能耗高的缺点，提供一种能耗低且低碳数烯烃收率高的由石油烃催 化裂解生产低碳烯烃的方法。

本发明提供的由石油烃催化裂解生产低碳烯烃的方法包括将石油烃进 行催化裂解，其中，该方法还包括在催化裂解前先将石油烃在催化脱氢条件 下和催化脱氢催化剂存在下进行催化脱氢，然后再将所得催化脱氢产物在催 化裂解条件下和催化裂解催化剂存在下进行催化裂解。

本发明所提供的由石脑油或轻柴油为原料催化转化制取轻烯烃的工艺 方法由于采用催化脱氢和催化裂解组合的方法，其石油烃转化率和烯烃选择 性与单独的催化裂解工艺相比得到了预料不到的提高，与现有的由石脑油或 轻柴油催化转化制取轻烯烃的工艺方法相比，所需反应温度大大降低，由现 有技术的750-850℃降低至550-650℃，因此大大节约了能耗。而且烯烃选择 性较好，实施例8中，以石脑油为原料，630℃乙烯和丙烯的总收率为50.8 重量％，乙烯和丙烯的总选择性为54.9％。

具体实施方式

本发明所提供的方法中所说石油烃为石脑油和/或轻柴油。

根据本发明提供的方法，尽管只要在催化裂解前进行催化脱氢即可实现 本发明的目的，但优选情况下，所述催化脱氢的程度使所述催化脱氢产物中 烯烃的含量为5-30重量％。如果催化脱氢产物中烯烃含量低于5重量％，不 能非常有效地提高在后续的催化裂解过程中的乙烯和丙烯的收率；如果催化 脱氢产物中烯烃含量高于30重量％，乙烯和丙烯的收率并没有明显的增加， 而催化剂却容易结焦而活性下降或失活。而在上述烯烃含量范围内，不仅可 以进一步有效地提高催化裂解产物中烯烃特别是乙烯和丙烯的收率，而且还 可以有效防止催化剂快速结焦而产生活性下降或失活。为了获得上述烯烃含 量，所述催化脱氢的条件包括温度可以为420-600℃，压力可以为≤0.5兆帕， 重时空速可以为5-50小时^-1；所述催化脱氢的条件包括温度优选为 450-550℃，压力优选为0.1-0.3兆帕，重时空速优选为20-40小时^-1。