[发明专利]一种重油催化裂化集成含氧化合物转化生产汽油和丙烯的方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种重油催化裂化集成含氧化合物转化生产汽油和丙烯的方法及装置，更具体地说，是在现有的重油催化裂化装置等原油二次加工装置的产物分离部分集成含氧化合物催化转化的固定床反应器组，扩展催化裂化的原料，提高丙烯产率和汽油的质量、产率，灵活调节催化裂化轻烯烃产率和烯烃产物种类的比例的方法及装置。

背景技术

随着我国经济的快速发展和人民生活质量的提高，对于高标号清洁汽油和聚烯烃等塑料制品的需求也迅猛增加，这两类产品的主要原料精制汽油和丙烯主要来自石油炼制中的重油催化裂化工艺。自2005年以来，世界原油产量从峰值连续下降，石油价格持续高位运行，而作为替代能源的甲醇总生产能力却在不断增长，供给持续超过需求。我国原油资源短缺，石油对外依存度高，能源安全受到威胁；目前我国甲醇的生产能力已突破3000万吨，甲醇制烯烃项目仍处示范中，低比例甲醇汽油国家标准（M15）还在制定中，致使醇醚行业开工率很低，甲醇行业整体开工率不到50%，二甲醚装置的平均开工率已降至20%左右，企业生产运行困难。这就形成了一种怪现象，同样作为生产汽油和丙烯的原料，一方面石油供应不足，另一方面甲醇严重过剩。

以甲醇生产烃类的技术按目的产物分为三类，甲醇制汽油（MTG），甲醇制丙烯（MTP）和甲醇制轻烯烃（MTO）。MTG工艺于1976年由Mobil公司开发成功，采用ZSM-5分子筛催化剂，生产辛烷值为90-95的高标号汽油，汽油中无硫、苯含量很低。反应器形式分为固定床和流化床两种，所得汽油在烃类产品中的选择性分别达到80%和60%。Lurqi公司与Mobil公司合作开发了多管反应器形式的MTG工艺，汽油收率35.7%。（煤化工，1994,（2）：13-20）

德国Lurgi公司开发了MTP工艺，采用ZSM-5分子筛催化剂，工艺路线是由甲醇转化为二甲醚(DME)后进入3台并联的MTP反应器进行反应，二甲醚及MTP均采用固定床反应器，其中MTP反应器是两开一备。正常操作时，单个反应器甲醇转化率达到90%以上，经过产物烯烃循环操作，丙烯选择性提高。（石油化工技术与经济，2008，24（4）：34）

MTO技术首先由Mobil公司提出。1995年UOP/Hydro联合开发成功了MTO工艺，采用小孔SAPO-34磷酸硅铝分子筛催化剂，与Total公司的系统裂化工艺（OCP）集成后，新MTO工艺的乙烯和丙烯的碳基选择性可达90%以上。中科院大连化物所与洛阳石化工程公司联合开发的DMTO工艺，也采用小孔SAPO-34磷酸硅铝分子筛催化剂，新一代催化剂的乙烯和丙烯的碳基选择性可达90%以上。清华大学开发的FMTP工艺，采用小孔CHA/AEI交生相磷酸硅铝分子筛催化剂，2008年在淮化集团进行了工业示范，年加工甲醇3万吨，可产丙烯1万吨。（化学工业，2009，27（1-2）：18-22）

以ZSM-5分子筛为催化剂从甲醇制取轻烯烃和汽油的相关进展如下：

CN100471825C公开了一种甲醇一步法制取烃类产品的工艺，将原料甲醇加热至反应温度，进入装有酸性硅铝沸石分子筛催化剂的甲醇转化反应器内，在300-500℃，0.1-5.0MPa，甲醇的液体空速为0.1-10.0h-1条件下，转化为烃类产品混合物，冷却分离得液体C5+烃类产品和气相部分，气相部分进入循环压缩机，压缩后得到的液体一部分作为液化石油气产品离开系统，另一部分作为循环物料与原料甲醇混合，返回反应器中进行进一步的反应。本发明具有工艺流程短，操作简单，投资省的优点。

CN100438979C公开了一种甲醇转化制烃分子筛催化剂的制备方法，将硅源、模板剂、铝源、无机酸与去离子水制成胶体，反应后得导向剂；将硅源与导向剂、铝源、无机酸与离子水、外加可溶性镧盐溶液制成胶体，反应、过滤、烘干、焙烧、得 LaZSM-5 分子筛；将LaZSM-5分子筛交换处理得 LaHZSM-5 分子筛，再与粘结剂混捏成型，烘干、焙烧得催化剂。该催化剂用于甲醇制汽油烃类的反应中的汽油馏分选择性更高，且油品烯烃含量＜10%。

CN101182276A公开了一种甲醇转化制取烃类产品的方法，增加反应器总的催化剂床层长度，同时在反应器的侧壁增加若干对物料进出口，这些物料进出口将反应器内的催化剂床层分割成若干段较短的催化剂床层，通过进出口上安装的阀门的开关切换，使反应物料在通过反应器时始终经历较短的催化剂床层，在实现甲醇完全转化的同时，降低床层压降，达到延长催化剂再生周期和更换周期，简化工艺操作，提高生产效率和过程技术经济性能的目的。