[发明专利]一种将催化裂化干气中的乙烯转化成丙烯的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种将催化裂化干气中的乙烯转化成丙烯的方法。它是属于对催化裂化干气进行综合利用的方法，主要是以催化裂化干气中的乙烯为原料，在固定流化床反应器中采用适宜的操作条件，在分子筛催化剂上经低聚反应高选择性生成丙烯或液化气等低碳烃类，产物具有较高附加值且易于回收。

背景技术

催化裂化装置的副产品干气富含乙烯等石油化工原料，一般作为燃料使用。近年来为提高炼厂经济效益，变废为宝，许多催化裂化干气综合利用技术得到了开发和应用，主要包括分离利用和直接加工利用两类。目前一些主要的干气综合利用技术及其特点如下：

深冷分离技术和变压吸附技术回收率高、产品纯度高，但装置能耗大，适用于干气资源供应丰富的地区进行大规模乙烯生产。ARS回收技术能耗低，回收率高，对原料适应性强、产品纯度高。中冷油吸收技术利用干气中各组分溶解度不同加以分离，乙烯纯度低。干气生产乙苯技术，工艺过程简单，产品收率高，国内技术在能量合理利用方面仍需改进。

一般说来，进行催化裂化干气的综合利用，采用分离利用技术，投资和加工费用均较高；直接加工利用技术通常需要其它原料参与，如催化裂化干气制乙苯的技术需要苯源的提供，这就给催化裂化干气加工工艺的实施增添了成本投入和操作难度。

我国炼油及石化企业规模普遍偏小，布局分散，干气资源供应不足导致难以使用规模回收装置。如果在催化裂化过程中将干气中的乙烯通过简单的反应装置实现向高附加值产品如丙烯的转化，将会为炼厂带来额外的效益。

发明内容

本发明的目的就是避免上述现有催化裂化干气综合利用技术的不足之处而提供了一种将催化裂化干气中的乙烯转化成丙烯的方法。它是以催化裂化干气中的乙烯为原料，采用固定流化床装置经低聚反应将乙烯转化为丙烯或液化气等高附加值且易于回收的产物。反应原料也可以是其它含乙烯成分的混和气为原料，乙烯浓度范围为10～100％。

反应装置采用自行设计的固定流化床反应器。为改善催化剂流化状态，在反应器内部器壁下方水平固定一个气体分布板，由不锈钢粉末烧结而成，其厚度为1～4mm，孔隙度为10～40μm，以便在反应段内形成均匀的催化剂密相床层，在一定程度上避免沟流。反应段高径比为3～20∶1，沉降段高径比为1～10∶1。沉降段扩径部分用于降低流化气体线速，实现气剂及时分离以抑制不必要的副反应，提高产物烯烃选择性。反应器上部安装过滤设备拦截催化剂粉尘，反应器顶部使用密封垫和螺纹密封。

反应过程中，以多转化乙烯或多产液化气为目的，应控制反应温度在350～650℃之间，反应体系压力在0.1～1.0MPa之间，气剂接触时间0.1～5s，稀释气与原料气质量比为0～2.0；以多产丙烯为目的，最好控制反应温度450～550℃，反应压力0.1～0.3MPa，气剂接触时间0.1～1s，稀释气与原料气质量比为0.5～1.5。

所用催化剂为分子筛催化剂，其主要的技术特点是其活性组分为低氢转移活性的中孔或微孔酸性分子筛或沸石，从而降低烯烃产物发生副反应的几率，改性剂为酸溶液或金属盐溶液，载体为Al₂O₃、SiO₂、硅藻土或高岭土中的一种或几种，粘结剂选择硅铝氧化物类无机物。催化剂制备过程采用常规的湿混法，并引入水蒸汽处理来调变催化剂的反应性能，成品催化剂颗粒粒径50～300μm。

为了更好地实现本发明的上述目的，催化剂所用的中孔或微孔酸性分子筛或沸石是采用SAPO系列沸石、MCM系列沸石、ZSM系列沸石、HY和USY；所述的酸溶液包括盐酸、磷酸、硝酸；金属盐溶液包括镁、钙、钡、钼、铁、钴、镍、锌等金属盐溶液。

附图说明

附图即为实现本发明的固定流化床反应装置示意简图。其中：

I-沉降段    II-反应段    3-气体导入管    4-气体分布板

5-过滤器    6-密封垫     7-气体导出管

具体实施方式

下面将结合具体实施例来详叙本发明的技术特点。

实施例1：使用湿混法制备新鲜HZSM-5/SiO₂催化剂，以催化裂化干气为原料，其乙烯在烃成分中的含量为30％(wt)，在固定流化床反应器中对该催化剂进行评价。结果表明，干气中90％以上的乙烯发生了低聚反应，液化气为主要产物，占总气体产物质量的32.15％，其烯/烷比为0.18，丙烯3.09％。