[发明专利]一种采用高能电子束辐照裂解油品生产低级烯烃的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种生产低级烯烃的方法，特别是采用高能电子束辐照裂解油品生产低级烯烃的方法，属于民用非动力核技术在石油化工领域的应用范畴。

背景技术

乙烯、丙烯和丁烯等低级烯烃在现代石油和化学工业中起着举足轻重的作用，是基本有机化学工艺的重要原料。因为它们分子中具有双键，化学性质活泼，能与许多物质发生加成、共聚或自聚，生成一系列重要的产物。但是自然界中没有烯烃的存在，目前制取低级烯烃的方法按原料划分，总体上可以分为三大类：石油路线、天然气路线和煤炭路线。迄今为止，采用轻油裂解的方法，即石油路线来制取低级烯烃的方法为世界上大多数国家所采用。

近年来随着我国工业的大力发展，对基本有机化工的重要原料低级烯烃提出了更大的市场需求，而生产低级烯烃最好的原料轻质油供应不足，导致了这一基本化工原料不能满足需求。国外乙烯的原料90％以上是用乙烷液化石油气及石脑油，而我国由于原油组份大多偏重，生产乙烯的原料构成中50％以上是柴油，每吨乙烯的原料消耗较国外同类产品高，这对提高我国产品竞争力非常不利。因此开发一种新的生产低级烯烃的新工艺已成迫切需求。

目前，由石油原料制取低级烯烃比较成熟的技术有石脑油蒸汽裂解、重油深度催化裂化技术(DCC)、催化热裂解技术(CPP)、重油接触裂解技术(HCC)等。石脑油蒸汽裂解是把天然气、石脑油或轻柴油等轻质烃原料通过管式裂解炉在短停留时间和高温下(750℃以上)实现热裂化制取低级烯烃。由于原油日益变重，轻质烃原料的来源受到限制，因此人们把注意力转移到以重质油生产乙烯的方法上来。提升管催化裂化(FCC)工艺最早应用于重质油催化裂化制备低级烯烃，近年来已经发展成为一个成熟的、以生产汽油为主的重质油轻质化工艺，为得到较高的丙烯产品，该工艺要求进料的氢含量必须提高，且硫含量应降低，由加工低硫原油控制或使进料加氢处理控制，该工艺能耗大、收率不高，已逐渐被淘汰。由中国石化股份有限公司石油化工科学研究院开发的深度催化(DCC)，它是常规操作和蒸汽裂解的组合，以重油为原料，原料可为石蜡基、石脑油、馏分油和渣油的混合油，在酸性催化剂存在，540-580℃条件下以生产丙烯为主要目的产品的一项技术。在此技术的基础上，中国石油化工科学研究院还开发了催化热裂解(CPP)制乙烯技术，该工艺是以重质油为原料，采用专门研制的分子筛催化剂经催化热裂解，以催化剂流化输送的连续反应以及再生循环操作的方式，在比传统的蒸汽裂解缓和的操作条件下，以生产乙烯为主而不是以丙烯为主的多产低级烯烃技术。另外还有中石化洛阳石化工程公司开发的HCC是针对多产乙烯的重油裂解工艺，由催化裂化装置改造而成，采用提升管反应器或下行管式反应器来实现高温、短接触时间的工艺要求，以重油在催化剂作用下裂解生产乙烯，兼产丙烯、丁二烯和轻质芳烃等基础化工原料。还有ARCO化学公司开发的Superflex工艺利用流化催化裂化工艺，处理C₄-C₈的轻烃原料，以丙烯为目的产品，并兼产乙烯和高辛烷值汽油等。这些工艺都需要较为苛刻的条件，非常高的温度或者特制的高性能催化剂，且催化剂的性能往往决定了工艺的好坏。

采用高能电子束对有机分子进行辐照，是基于当高能电子高速撞击有机分子时，使得有机分子发生化学键的断裂，生成与原料相比更小的分子。把高能粒子用在有机材料的某些处理方面已有一些研究和报道，如CN101194684A就是采用高能电子束辐照裂解的方法降低短棉绒纤维素的聚合度来制备不同纤维素组分的膳食纤维。CN2616279Y设计了采用高能电子束对烟道气进行脱硫脱硝装置。CN1544129A提出了采用电子束对烟道气进行净化的方法。但是采用高能电子辐照石油产品生产低级烯烃方面未见相关报道和研究。

发明内容

本发明的目的在于提供一种采用高能电子束辐照裂解石油产品生产低级烯烃的方法，其采用高能电子加速器产生的高能电子束对石油产品进行分子裂化，生成低级烯烃，如有必要可以另外添加具有催化活性的辅助物质来提高烯烃收率。该工艺简单，能耗低，操作费用远远低于现有工艺，且对保护环境有利，不会带来二次污染，能很大程度降低环境污染。

本发明的技术方案是：一种采用高能电子束辐照裂解油品生产低级烯烃的方法，其特征在于：将原料输入到辐照反应器内与稀释剂1∶1～1∶8混合，在温度为200-600℃，采用高能电子束对混合物进行有效辐照来生成低级烯烃。