[发明专利]一种增产低碳烯烃的催化转化方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种不存在氢的情况下烃油的催化转化方法，更具体地说，涉及一种烃油与催化剂接触通过催化裂化反应制取丙烯等低碳烯烃的方法。

背景技术

近年来，全球丙烯需求的高速增长促使增产丙烯成为石油炼制领域内一个重要的技术动向。随着原油日趋变重，轻质石油烃的供应量受到限制，以传统的重油催化裂化技术为平台、采用廉价的重油为原料、通过强化重质烃类的深度催化裂化反应多产丙烯的技术路线日益受到青睐。

CN 1004878B中公开了一种制取丙烯和丁烯的催化裂解方法。该方法采用流化床或移动床反应器和固体酸性催化剂，在反应温度为500～650℃，进料重量空速为0.2～20时^-1，催化剂与原料油的重量比为2～12的条件下进行反应。当使用ZSM-5为活性组分、高岭土为载体的催化剂，以减压瓦斯油为原料，并在580℃下进行反应时，其乙烯产率为5.9重％，丙烯产率为21.9重％，丁烯产率为15.6重％。

CN 1069054A公开了一种灵活多效的烃类催化裂化方法，有两根独立的提升管和两个相应的沉降器，使用同一种催化剂，在两种不同的反应条件下，进行串联操作，加工轻质烃类和重质烃类。在第一根提升管反应器中轻质烃类与再生器来的热催化剂在600-700℃，剂/油比为10-40，油气在提升管中停留时间为2-20秒，控制催化剂碳含量为0.1-0.4％(重量)进行催化裂化反应，达到增加烯烃产率，提高汽油辛烷值，脱除硫、氮等杂质，改善汽油安定性，提供还原气氛，对催化剂上的重金属污染物进行钝化，为催化剂循环到第二根提升管中进行重质烃类催裂化反应提供有利条件，重质烃在常规催化裂化条件下进行反应，本发明既可增产C2～C4烯烃，又可以使沉积在催化剂上的金属杂质的毒害作用得到钝化。

US6106697公开了一种以蜡油或渣油为原料、采用两级反应器进行催化裂化反应选择性生产C2～C4烯烃的方法。蜡油或渣油原料在第一级反应器中，在常规催化裂化条件下与大孔沸石催化剂接触进行催化裂化反应生成包括汽油馏分在内的不同沸程产物；第一级反应器生成的汽油馏分进入第二级反应器中，在反应温度500～650℃、剂油比为4～10∶1、烃分压为70～280千帕条件下与中孔沸石催化剂接触进行进一步反应生成C2～C4烯烃。

综上所述，从目前已公开的催化裂化增产低碳烯烃技术来看，多数研究者认为丙烯是由重质烃类一次裂化生成的汽油馏分经二次裂解反应间接生成的，汽油馏分中的C5～C8烯烃是丙烯主要的前身物。在这种认识基础之上，现有技术都通过采用中孔择形分子筛和/或回炼汽油馏分，为全部或部分汽油馏分提供一个进行二次裂解反应的条件，来达到增产丙烯的目的。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种增产低碳烯烃的催化裂化方法。

发明人通过实验室研究发现，汽油馏分是一个沸程较宽的复杂混合物，从生产低碳烯烃、特别是丙烯的角度来讲，由于分子大小和分子结构的差别，不同沸程内烃类的反应性能具有明显的差异；采用相同的反应条件并不能使汽油馏分内不同沸程的烃类同时获得最高的丙烯产率。也就是说，现有技术的丙烯产率尚有提升的余地。

本发明提供的一种增产低碳烯烃的催化转化方法，包括将重质烃油原料注入第一反应器内，与催化裂化催化剂在流化状态下接触并反应，轻汽油馏分注入第二反应器内，与催化裂化催化剂在流化状态下接触并反应，同时重汽油馏分在轻汽油馏分下游注入第二反应器，来自第一反应器和第二反应器的反应油气与待生催化剂进入沉降器内分离，其中反应油气经分离得到低碳烯烃、汽油、柴油等目的产物，待生催化剂经汽提、再生后返回第一反应器和第二反应器中循环使用。

其中第一反应器的操作条件为：反应温度，特指反应器的出口温度，为480～700℃、优选500～600℃；反应时间为0.5～10秒、优选1～5秒；催化剂与烃油原料的重量比为6～40、优选10～30；水蒸汽与烃油原料的重量比为(0.1～1)∶1、优选(0.2～0.6)∶1；用于使反应油气与积炭催化剂分离的沉降器的压力为1.5×10⁵～4×10⁵帕、优选1.5×10⁵～3.5×10⁵帕。

第二反应器的操作条件为：反应温度，特指反应器的出口温度，为480～700℃、优选500～650℃；反应时间为0.5～10秒、优选1～5秒；催化剂与烃油原料的重量比为6～40、优选10～30；水蒸汽与烃油原料的重量比为(0.1～1)∶1、优选(0.2～0.6)∶1。